CN101918095A

CN101918095A - 马术铺面材料

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Publication number: CN101918095A
Application number: CN2008801174802A
Authority: CN
Inventors: 尼古拉斯·阿特伍德; 埃德温·J·巴荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2028-10-23
Also published as: BRPI0816588A2; EP2207607A1; US20090163623A1; CN101918095B; EP2207607A4; US8324306B2; JP2011500284A; MX2010004528A; JP5576285B2; WO2009055623A1

Abstract

本发明公开了由合适的带棱角的或次棱角的沙基质混合物形成的铺面材料，该沙基质混合物涂覆有聚合物或聚合物/油混合物，然后再与短的纤维混合来产生最终的铺面组合物。聚合物和聚合物/油混合物经选择以降低铺面材料的温度依赖性粘度变化，因而为在这些铺面材料上工作的马匹或其他牲畜提供了更加一致的“路面状况”。本发明还提供了制备该铺面组合物的方法和使用该铺面组合物建造包括如赛场和跑道的马术场的方法。

Description

马术铺面材料

技术领域

本发明涉及铺面材料(surfacing material)的配方、制备及用途，该铺面材料提供了更高的顺应性和回弹性，以降低骑手及其乘马在马术活动中受伤的可能性。可以预期的是，这些马术铺面材料特别适用于广泛的马术活动和运动的地面覆盖物/地板材料，特别是应用于马匹训练以及赛马场、马术竞技场、圆形栏圈(round pen)和遛马机。还可以进一步预期，这些马术铺面材料适于在训练、赛马(thoroughbred racing)、超越障碍赛、盛装舞步、英式牛仔马术赛(English pleasure riding)和西部牛仔马术赛中使用。

背景技术

目前还没有做出完美的赛场铺面或铺面材料的通用解决方案，但是一般的目标包括提供这样一种表面，该表面提供缓冲以降低对马腿的冲击以及降低在摔倒时受伤的几率，该表面足够坚实以提供充足的推力，该表面不会产生很多灰尘，该表面不会不当地对马蹄造成磨损或损害，该表面在从最寒冷的冬季早晨到最炎热的夏季白天的广泛温度范围内维持可接受的性能组合，提供良好的价值以及该表面不需要过度的维护。可以理解的是，根据各种不同组分、一部分或所有组分的当地可获得性以及与制造、运输和安装相关的花费，铺面材料的成本会有很大不同。预定主要用于例如盛装舞步、超越障碍、牛仔竞技(reining)或马车赛(driving)的赛场的用途也会影响铺面材料和其他参数(包括如推力和疏松材料的深度)的选择。

较少地依赖本地可获得性和意图用于提供更均匀的性质的多种人造材料可以用于安装。一系列的天然存在的或经加工的无机材料(包括，例如沙子、石粉和砂砾)通常可由本地或地方的采石场提供。在许多情况下，这些材料可以在一种或多种限定的特征方面进行规定，包括例如颗粒大小、颗粒大小分布、颗粒形状和颗粒的棱角度(angularity)。

对获得国家级“标准”的铺面材料需要进行复杂工作的因素包括组分材料的局部或地区差异性、铺面材料需经受的温度范围和铺面材料需经受的湿度量。但是，如上面所述，对于采掘的无机材料(例如沙子、石粉和/或砂砾)而言，提供有关特定采掘产品的颗粒大小和大小分布的信息的工业标准术语通常对购买者有利。颗粒大小分布是通过使用具有逐渐减小的孔一系列筛子振摇材料以将较细的材料与上层筛子截留的逐级变大的材料分离而确定的。

本领域普通技术人员还可以理解，铺面材料是相当动态的，预期随着时间和使用其会经历一些组成和性能上的改变。例如，可以预期在多年的使用中，赛场铺面材料会累积粪便和尿液，因此需要以持续提供可接受的铺面材料性能组合的方式中进行配制和/或维护。铺面材料还会经受马蹄的冲击，并非罕见地还包括牛、维护车辆和一些情况下还有其他车辆的冲击。如果铺面材料不够坚固，则这些机械力可能破坏铺面材料组分，因而增加“碎粒”的百分比并因此增加产生更多灰尘和/或表面压实的可能性。在一些情况中，随着陈旧材料的破坏或被污染，铺面材料可通过添加意图改善或更新铺面材料性能的新鲜材料进行恢复。

如上所述，选择铺面材料的主要目的在于提供维持总体疏松的性能而同时提供足以适应预定的骑乘和/或驾乘活动的一定水平的稳定性和推力的表面。如本领域普通技术人员已知的，大多数铺面组合物的主要组分为无机沙子、粉砂(silt)和/或粘土颗粒的混合物。除了这些无机物以外，还可以包括一系列的有机松散材料，无论是原始的和/或在使用中(马匹排粪过程中)添加的，并可包括添加剂，例如涂料、纤维和/或橡胶块。

目前许多的这类产品是可以从市场上购买的，且以许多商品名称销售，包括例如POLYTRACK^TM、TAPETA^TM和CUSHION TRACK^TM。但是，这些铺面产品在较低温度(例如-10℃至5℃)下趋向于变得非常坚硬，而在高于30℃的温度下变得非常柔软和/或粘稠。这些铺面材料的性能温度依赖性通常是由于掺入到这些配方中的蜡的粘度在该温度范围内发生很大变化而造成的。

常规的人工铺面产品的粘度和性质的这些改变可导致“路面状况(going)”(即，马匹和/或骑手所体验的表面性能)在一个季节或一天的时间内或甚至于同时地在单个跑道或赛场的阴影和暴露部分之间发生急剧变化。“路面状况”的这些改变随之会对马匹的表现、信心和/或健康产生有害的影响。例如，在较低温度下，这些表面通常会变得太坚硬，从而降低对马腿的缓冲度。相反，在较高的温度下，这些表面通常会表现出结构强度降低、柔软度增加和推力降低。

在马术界已经公认的是，过硬或过软的表面会增加马匹严重损伤的可能性和/或降低马匹的信心，以及增加骑手或职业赛马师受伤的可能性，特别是在包括超越障碍或快速改变方向的那些运动中。此外，试图补偿铺面材料性能在该常规温度范围内的这些改变的努力也增加了维护这类表面的复杂性和花费。

沙子在许多赛场表面是常规的成分，且通常以从细沙(约0.05mm的平均直径)到粗沙(约2.00mm的平均直径)的颗粒大小范围内使用。尽管沙子可用作唯一的铺面材料，但是它通常与其他颗粒大小或其他的材料组合以提高其稳定性和推力。已经发现，由较厚沙层(例如大于约10cm的沙子深度)导致的疏松推力可能对马腱造成不适当的应力。此外，尽管新铺的沙子包含可以临时改善其吸收冲击能力并提供一些回弹的作用的气袋，但是考虑到其机械强度和矿物特性，沙子会随着时间和/或高强度的使用而趋向于压缩成较不适用的表面。

由于沙子排水良好且趋向于快速干燥，会产生不想要的灰尘，除非在铺面材料的上面部分保持充足的水分。如果降水不足或表面被保护，该水分可通过定期地浇水(自动的或人工的)来提供。如上所述，沙子可与其他材料组合以改善其保持水分的能力，其他材料包括有机产品(如锯屑、覆盖物(mulch)或其他木材或基于植物的材料)或以保留水分且更缓慢地释放水分的涂料或颗粒形式的商业添加剂，因而降低频繁浇水的需要。

本领域普通技术人员也可以理解，所有的沙子并不是同样产生的。用于铺面材料的沙子通常应该经过净化(通过清洗去除淤泥和粘土)和筛选(通过一系列网板以按照大小分离沙子颗粒)以去除细粒，从而得到含中等至粗颗粒的坚硬、尖锐的沙子的混合物。应该去除细粒，这是因为它们在使用过程中趋向于进一步破碎以形成灰尘颗粒，而导致相关的问题。如本文中所使用的，“坚硬”或有棱角的沙子主要由特征为具有尖锐的边缘和切面的采掘的石英颗粒组成，这与从河边收集的圆形沙子颗粒明显不同，河边的沙子由于磨损已经降低了其边缘的尖锐度。

尽管“沙子”通常是最广泛和最容易获得的铺面材料之一，但是更适于形成铺面材料的坚硬的、有棱角的和清洗过的沙子是最为昂贵的沙子。如上所述，仅仅是净化的、清洗的沙子(特别是大于约10cm深度)通常对于那些包括急转和急停的马术训练和比赛项目(例如绕桶赛马和分隔(cutting))而言太疏松。尽管使沙子湿润会改善推力，但是将沙子维持在合适的湿度范围内可能需要的频繁和大量的浇水可能是不经济的和/或在某些地区中技术上是不现实的。

对于西部马术比赛项目而言，特别是需要对于速度比赛项目改善稳定性时，沙-土组合铺面材料的通常比纯的沙子更受欢迎，可以提供更加紧密的条件，或可选地进行处理或耙动以提高混合物的疏松度，使其更适于阻止溜滑，例如套牛(roping)比赛项目和分隔工作中经常见到的那些。除了泥土以外，包括例如木材和/或橡胶颗粒的其他材料可与沙子进行混合以克服仅使用沙子时具有的一些性能缺陷。添加木材制品通常会改善混合物的保水能力，改善混合物的推力以及增加一些缓冲效果。可以预期的是，添加橡胶颗粒(包括例如使用过的颗粒状橡胶)趋向于改善沙子铺面混合物的缓冲性能，并可通过降低沙与沙之间的摩擦来延长铺面材料的使用寿命。

如上所述，木制品可与其他材料(例如沙子)联合使用，或可作为单独的或主要的基础材料使用。木屑或粗锯屑趋向于改善无机材料(沙子、石粉)的缓冲和锁水能力。但是，木制品在不同的地区之间和甚至同一木材厂的不同批次之间可能发生显著变化。此外，木制品不如沙子耐用，并最终会破碎和/或分解。该降解通常在具有较小的初始颗粒大小和/或由较软木材制备而趋向于更容易破碎成较小的颗粒的木制品中更快地产生最终会导致压实的基础和/或灰尘产生的问题。对从一些较软木材(如松树和雪松)散发的挥发性有机化合物(VOC)以及呼吸问题也提出了一些担忧。另外还提出胡桃木和樱桃木不应作为木制品的来源，因为它们对马匹是高毒性的。主要基于木材的铺面材料的优势在于，与基于沙子和/或基于石粉的铺面材料相比，其降低了对马蹄的磨损。但是对于基于沙子的材料，大多数情况下需要在木制品内维持一定范围的湿度以提供合适的推力。当木制品变得太干或太湿时，推力趋向于降低，并可造成溜滑、摔倒和拒跳。

如上所述，来自例如回收的鞋或轮胎的橡胶材料可被磨制或切碎成小的颗粒。特别重要的是，来自回收轮胎的橡胶经加工以去除任何残留的金属纤维(来自钢带轮胎)或其他异物。与木制品不同，基于橡胶的铺面材料趋向于更加缓慢地降解或破碎。但是，可以预期的是，仅仅是由于马蹄在其它研磨材料(包括例如沙子和/或石粉)中碾磨橡胶制品的作用也造成一些降解。大多数回收橡胶的深颜色可以降低闪光和在寒冷时间改善铺面材料的阳光加热和加速融化过程。取决于橡胶的来源，橡胶材料可以具有约1.0或更小的比重，这可以使得铺面材料被水淹没(无论是故意地或在大雨事件中)时它们漂浮或发生分离。因此，应该采取措施定期地处理铺面材料以在整个铺面层中重新分布橡胶颗粒。

如上所述，石粉是另一常规的铺面材料，其在适当地维护(通常包括浇水和耙动)时可提供良好的稳定性、良好的排水能力和吸引人的表面。尽管适当维护的石粉可以为马术比赛项目提供合适的基础，但其具有很强的发生压实和灰尘产生的趋向。如果被用作铺面材料的主要组分的话，石粉(具有不同的地区名称，包括如蓝石(bluestone)、岩粉、石灰石屑(limestone screenings)、风化花岗岩和白石(white stone))应该进行分级(筛选)以包含窄的大小级别范围，其较不容易被压实。如上所建议的，混合石粉和橡胶会降低其压实的趋势，同时还能保留可接受的稳定性以允许在马术比赛项目中快速改变方向和速度，例如在超越障碍比赛中的起跳和着地。

表层土是非常含糊的术语，在不同的地区和甚至不同的农场之间会存在很大的不同。通常，使表层土适于耕种的性质使其更不适于作为铺面材料使用。特别地，由于是级别范围广泛的材料，即它包括大范围的颗粒大小和通常包括大比例的细粒，其非常容易被压实。此外，当干燥时，其可能是非常坚硬的和/或产生大量的尘土，而当湿润时其可能是非常粘稠和湿滑的，特别是具有大量粘土组分的那些表层土组成。表层土还趋向于比上面讨论的材料排水更加缓慢，并且在湿透以后可能需要更多的时间和/或处理来使其适于使用。如上面所述，改变表层土和沙子的组合可以提供令人满意的性能组合，这在使用单一组分时是难以达到的。

畜栏废物是厩肥和植物或木基垫料的组合，其有时被用作铺面材料，特别是降低成本是主要决定因素的情况下。不幸的是，畜栏废物趋向于主要为有机物且容易快速破坏成小颗粒，因此增加了压实的可能性。此外，关于害虫(特别是苍蝇)、灰尘、气味和卫生的担忧也是应用畜栏废物的常见问题，特别是包括大量厩肥的那些畜栏废物。同时还担心由尿液和粪便分解释放的氨，其可能会损害马匹的呼吸系统，特别是在封闭的应用场合中。尽管在户外应用场合中除气和气味的问题可能减轻，但是在潮湿时畜栏废物仍然是极其湿滑的。

如上所述，许多铺面材料是可以商业购买的并且所说可以解决较老的、更常规的铺面材料的一种或多种问题。但是，这些第二代材料产生了其他的问题，特别是在很宽的温度范围内的材料稳定性问题。

发明内容

本文公开了对常规铺面材料、特别是含沙子、蜡和纤维的组合的那些常规铺面材料进行改进的铺面材料。该铺面材料的示例实施方式包括合适的沙基质，其被聚合物或聚合物/油混合物和纤维涂覆。公开的聚合物和聚合物/油混合物提供了在铺面材料(有时称为地面覆盖材料(ground cover material))所使用的正常温度范围内显著减小的粘度变化，因此为在这些铺面材料上活动的马匹提供了更一致的“路面状况”。本文还提供了制备这种铺面组合物的方法和这种铺面组合物用于构建马术场(包括如赛场和跑道)的方法。

附图简述

当结合下面的附图一起考虑本发明的详细说明时，下面的示例实施方式将更加容易理解，其中：

图1和2显示本发明的铺面材料组合物的装设实施例；

图3A和3B显示制备本发明的铺面材料组合物的方法的示例实施方式；和

图4A-6B显示本发明的铺面材料组合物的示例实施方式，其中图4A、5A和6A显示小的分布样品，图4B、5B和6B显示大块样品，例如具有至少1cm的厚度。

应该理解的是，这些附图意图阐明特定示例实施方式中使用的方法、结构和/或材料的一般特征，并用于对以下提供的书面描述进行补充。但是这些附图不是按比例绘制的且不能精确地反映任何给定实施方式的精细结构或性能特征，因此不应该被理解为限定或限制示例实施方式包含的数值或性能的范围。

具体实施方式

本发明的铺面材料组合物包含作为组合物主要成分的沙子，特别是有棱角的或次棱角的沙子。沙子可以占总组合物的约80-约98％。除非特别说明，本文中提到的百分比是指基于最终组合物的总重量的重量百分比。如上所述，铺面材料的颗粒大小分布影响其压实的倾向性或对压实的抗性。合适的沙子混合物的颗粒大小分析可以对应于下面表1所示的颗粒分布。

分级筛尺寸	通过％
		4	90-100
8	80-100
		16	50-90
30	25-80
		50	5-30
100	2-10
		200	＜5

表1

本发明的铺面材料组合物包含至少一种聚合物且可以包含聚合物、共聚物、三元共聚物的混合物或混合。聚合物组分可以占总组合物的约1-约10％。可以预期的是，无论是单独或组合使用，一系列的聚合材料可成功地用在铺面材料组合物中，包括如聚α-烯烃、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)共聚物、聚酰胺、聚丁烯(PB)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)共聚物。通常选择使用的聚合材料以提供以下表2中所示的性质组合。

性质	测试方法	性质范围
			软化点	环和球ASTM D36-06	80-120℃
熔体粘度(190℃)	ASTM D3236-88	2-40mPa-s

表2

本发明的铺面材料组合物可以包含至少一种油和可以包含油的混合物或混合。油组分可以占铺面材料组合物的最高达约10％。可以预期的是，无论是单独或组合使用，一系列的油可成功地用在铺面材料组合物中，包括如石蜡油、芳烃油和环烷油。通常选择使用的油以提供以下表3中所示的性质组合。

性质	测试方法	范围
			粘度	ASTM D445	在40℃下20-100厘沲

表3

本发明的铺面材料组合物还包含至少一种类型的合成纤维和可以包含合成纤维的混合物或混合。合成组分可以占铺面材料组合物的约0.5-约5％。可以预期的是，无论是单独或组合，一系列纤维可成功地用在铺面材料组合物中，包括如嫘萦(Rayon)、尼龙、聚酯、丙烯酸类纤维(acrylics)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)。不管用于形成铺面材料组合物的特定纤维的组成，通常选择纤维，以提供以下表4中所示的性质组合。

纤维长度	纤维直径
		3.2mm-25.4mm	0.5-12旦尼尔

表4

使用上述组分的组合，本发明的铺面材料组合物可以根据以下示例方法进行制备。在第一示例制备方法中，一定量的沙子组合物被干燥并加热到约120-约160℃的温度以制备用于进一步处理的沙子。然后将已知重量的制备的沙子置于合适的混合装置中，包括例如沥青混合搅拌机、水泥搅拌机或饲料混合机。然后将铺面组合物的相应量的聚合物和油组分(如果使用的话)加入到混合装置中的沙子中，然后混合足以在整个沙中大体均匀地分散各种不同组分的一段时间。取决于特定的混合物，可以预期约30秒-5分钟的混合时间足以实现理想的混合水平。然后向混合物中加入铺面材料组合物的纤维组分，并混合足以在整个热混合物中分散纤维的第二混合时间。

然后从混合器中移出热混合物，并冷却至接近环境温度。在冷却过程中，以足以抑制混合物结块的方式处理混合物。处理混合物的一种方式为在地面上沉积一层热混合物以达到约5-15cm的深度，并使得材料经空气冷却。当热混合物层冷却时，其用耙或其他合适的一种或多种工具进行处理来防止结块，因而维持了总体的颗粒一致性或结构。可以理解的是，在准备好的基底和/或底基层上沉积热混合物将不需要输送冷却的组合物，并改善了制备过程的效率。可选地，可在现场外制备较大量的铺面材料组合物，然后再运输到最终的装设地点。

如图1和2所示，材料铺面组合物可作为上铺面材料用于多种马术应用场合。出于简化目的，示出了简单的环形安装，其中铺面材料组合物铺展在准备好的基底材料上。本领域普通技术人员可以理解，基底和/或底基层可以多种方式和使用多种材料制成。但是通常，选择基底和/或底基层材料以提供足以支持铺面材料和耐受预期的使用的水平或略隆起表面。

如图2所示，还可以包含一种或多种其他组分以提供更好的排水、潮湿控制、温度控制和/或根据特定安装的要求进行邻近层间的物理分离。特别地，在其中提供补充的排水装置的那些安装中，本发明的铺面材料可通过用水冲洗表面以稀释累积的尿液、粪便和/或其他可溶污染物并将污染物运送到排水系统(污染物可从中排出以进行适当地处理和/或处置)而被定期地复新。

实施例1

第一示例铺面材料组合物使用下面表5所示的组分组合制备。

成分	重量百分比
		沙子	90
聚合物	5.0
		油	3.0
纤维	2.0

表5

实施例1的制备中所用的沙子混合物为具有次棱角颗粒形状和以下表6中所示的分级分布的典型的ASTM规格C33混凝土沙(ASTM Specification C33 Concrete Sand)。

筛尺寸	通过％
		3/8	100
4	98
		8	87
16	70
		30	40
50	10
		100	3
200	1.7

表6

使用的聚合物为聚丙烯，具体地说是MARLEX^TM AGM 110，其是从Phillips Sumika Polypropylene Company，The Woodlands，得克萨斯州，美国购得的。油是链烷烃石蜡油，具体地说是DRAKEOL^TM350，其是从Penreco，Dickinson，得克萨斯州，美国购得的。使用的纤维为具有约1.3cm(约0.5英寸)纤维长度的2旦尼尔聚丙烯，其是从Barnet，Arcadia，南卡罗来纳，美国购得的。

如上所述，通过在沥青干燥鼓(asphalt dryer drum)中加热以获得约140-约160℃的沙子温度和小于0.2％重量的水分含量来制备沙子。将4000磅(1814kg)的加热的沙子混合物分批加到沥青搅拌机混合装置中。然后向混合器中的沙子混合物中加入200磅(90.7kg)的MARLEX^TM聚合物和120磅(54.4kg)的DRAKEOL^TM油。组分混合120秒，然后向混合器中加入80磅(36.3kg)的纤维。然后最终的组合物再混合60秒。

然后从混合器中移出混合的产物，并输送到装设地点，在此其被铺设在地面上以形成具有约13cm的基本均一深度的层。当其冷却时，用购自CB&H Fabrication，Amarillo，得克萨斯州，美国的8英尺(2.4m)红色主耙(Red Master Harrow)反复地耙动混合产物的冷却层，直至混合的产物达到接近环境空气温度的温度(在此情况下低于约30℃)为止。得到的铺面组合物在其层的整个深度上具有总体一致的粒状结构。基本制造过程示于图3中。

实施例2

用下面表7中所示的组分组合来制备第二示例铺面材料组合物。

成分	重量百分比
		沙子	93.5
聚合物	3.0
		油	1.5
纤维	2.0

表7

用于实施例2制备的沙子混合物为具有次棱角颗粒形状和上面表6中所示的分级分布的典型的ASTM规格C33混凝土沙。

使用的聚合物为聚α-烯烃，特别是VESTOPLAST^TM 408，其是从Evonik Degussa Corporation，379 Interpace Parkway，Parsippany，新泽西州，美国购得的。油是链烷烃石蜡油，具体而言是DRAKEOL^TM21，其是从Penreco，Dickinson，得克萨斯州，美国购得的。纤维为实施例1中使用的聚丙烯纤维。

通过在沥青干燥鼓中加热以获得约120-约130℃的沙子温度和小于0.2％重量的水分含量来制备沙子。将4000磅加热的沙子分批加到沥青搅拌机混合装置中。然后在60磅的DRAKEOL^TM油被泵入混合器中时，将120磅的VESTOPLAST^TM聚合物直接加入混合器中。组分混合120秒钟，随后再加入80磅的纤维并再混合60秒钟。

然后从混合器中移出混合的产物，输送到装设地点，并沉积在地面上以形成具有约13cm的基本均一深度的层。当其冷却时，用购自CB&H Fabrication，Amarillo，得克萨斯州，美国的8英尺(2.4m)红色主耙反复地耙动混合产物的冷却层，直至混合的产物达到接近环境空气温度的温度(在此情况下低于约30℃)为止。得到的铺面组合物在其整个层深度上具有总体一致的粒状结构。

实施例3

用下面表8中所示的组分组合来制备第一示例铺面材料组合物。

成分	重量百分比
		沙子	94.0
聚合物	4.0
		纤维	2.0

表8

用于实施例3制备的沙子混合物为具有次棱角颗粒形状和上面表6中所示的分级分布的典型的ASTM规格C33混凝土沙。使用的聚合物为无定形聚α-烯烃(APAO)，具体而言是Vestoplast 508，其是从Evonik Degussa Corporation，379 Interpace Parkway，PO Box677，Parsippany，新泽西州07054购得的。使用的纤维是具有约0.6cm(约1/4英寸)纤维长度的2旦尼尔聚酯，其是从William Barnet &Son，1300 Hayne Street，Arcadia，南卡罗来纳州29320购得的。

如上面的实施例中所示，通过在沥青干燥鼓中加热以获得120-150℃的沙子温度和小于0.2％重量的水分含量而制备沙子。将4000磅(1814kg)加热的沙子混合物分批加到沥青搅拌机混合装置中，然后再向混合器中加入160磅(72.6kg)的Vestoplast 508聚合物。随后所述成分混合约60秒，之后向混合物中加入80磅(36.3kg)的纤维。最终的组合物再混合60秒。

然后从混合器中移出混合的产物，并输送到装设地点，在此其被铺设到地面上以形成具有约13cm的基本上均一深度的层。当其冷却时，用购自CB&H Fabrication，Amarillo，得克萨斯州，美国的8英尺(2.4m)红色主耙反复地耙动混合产物的冷却层，直至混合的产物达到接近环境空气温度的温度(在此情况下低于约30℃)以形成铺面材料为止。得到的材料在其层的整个深度上具有总体一致的粒状构造。得到的铺面组合物在其层的整个深度上具有总体一致的粒状构造。基本制造过程示于图3B中。

如图1的示例实施方式100所示，该铺面可用于形成赛场或由栅栏102或其他适于围住牲畜的屏障限定的其他围场的工作表面。一层铺面材料104可在准备好的基层106上形成，基层106则在准备好的底基层108上形成。板或其他结构可用于在赛场的周边形成屏障110，以有助于限制铺面材料。在赛场外，例如覆盖物、草、砂砾或沙子的层112可设置在天然泥土114上以改善其外观和/或功能。如图2的示例实施方式200所示，图1的赛场的基本结构可以通过提供一个或多个附加的结构(包括，例如，合适的土工织物116、灌溉管道120、排水管道118和加热/冷却元件122如加热管和/或蒸汽/冷却水管道)进行改进。如本领域普通技术人员理解的，这些附加结构的选择和配制主要取决于使用铺面材料的区域的位置和预定用途及用于该应用的预算。

如图3A的示例实施方式所示，可通过加热干燥、净化的沙子混合物302，并添加聚合物组分304、油组分306和纤维组分308制造铺面组合物，通常是在加热和搅拌混合器中进行。一旦不同的组分被混合均匀，该混合物在装设地点冷却到预定操作范围内的温度(例如与环境温度相差20℃内)而同时维持足以降低凝聚的搅拌程度。热混合物可从混合器中现场放出，或更通常排放到合适的运输装置中以输送至装设地点。图3B示出了另一示例实施方式，其中省略了油组分的添加。如本领域普通技术人员理解的，添加步骤304、306(如果进行的话)和308可以按照不同的顺序进行，或可以基本上同时完成。

如图4A和4B所示，铺面组合物的第一个示例实施方式包括涂覆的沙子颗粒402和纤维404。如图5A和5B所示，铺面组合物的第二个示例实施方式包括涂覆的沙子颗粒502和不同的纤维504a和504b。如图6A和6B所示，铺面组合物的第三个示例实施方式包括涂覆的沙子颗粒602和不同的纤维602a和602b。

本领域普通技术人员也可以理解，本文中公开的铺面组合物可考虑到如预期的温度范围、铺面组合物的深度和可获得的湿度控制这些因素进行改造以用于特定的应用。

尽管本发明已经参照某些示例的实施方式进行了具体显示和描述，但是本领域普通技术人员明白，在不偏离如以下权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出各种不同改变。

Claims

1.一种铺面组合物，包含：

80-98重量％的净化的沙子；

1-10重量％的聚合物组分；

最高达10重量％的油组分；和

0.5-5重量％的纤维组分。

2.如权利要求1所述的铺面组合物，其中：

所述净化的沙子包括被分类为带棱角的或次棱角的颗粒的主要部分。

3.如权利要求1所述的铺面组合物，其中：

所述聚合物组分包括选自聚合物、共聚物、三元共聚物及其混合物和组合的至少一种聚合物。

4.如权利要求1所述的铺面组合物，其中：

所述聚合物组分包括选自聚α-烯烃、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)共聚物、聚酰胺、聚丁烯(PB)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)共聚物及其混合物和组合中的至少一种聚合物。

5.如权利要求1所述的铺面组合物，其中：

所述聚合物组分显示出根据ASTM D36-06测量的80-120℃的软化点和根据ASTM D3236-88测量的在190℃下的2-40mPa-s的熔体粘度。

6.如权利要求1所述的铺面组合物，其中：

所述油组分显示出根据ASTM D445测量的在40℃下的20-100厘沲的粘度。

7.如权利要求6所述的铺面组合物，其中：

所述油组分选自石蜡油、芳烃油、环烷油及其混合物和组合。

8.如权利要求1所述的铺面组合物，其中：

所述纤维组分选自由嫘萦、尼龙、聚酯、丙烯酸类纤维、聚丙烯、聚乙烯及其组合和混合物组成的一组合成纤维。

9.如权利要求1所述的铺面组合物，其中：

所述纤维组分显示出3.2-25.4mm的平均纤维长度和0.5-12旦尼尔的平均纤维直径。

10.如权利要求1所述的铺面组合物，其中：

所述聚合物组分显示出根据ASTM D36-06测量的80-120℃的软化点和根据ASTM D3236-88测量的在190℃下的2-40mPa-s的熔体粘度；

所述油组分显示出根据ASTM D445测量的在40℃下的20-100厘沲的粘度；和

11.如权利要求1所述的铺面组合物，其中：

所述组合物基本上不含油；和

12.如权利要求1所述的铺面组合物，进一步地其包含：

89.5-94.5重量％的净化的沙子；

2.5-5.5重量％的聚合物组分；

最高达3.5重量％的油组分；和

0.5-2.5重量％的纤维组分。

13.如权利要求1所述的铺面组合物，进一步地其包含：

93.5-94.5重量％的净化的沙子；

3.5-4.5重量％的聚合物组分；

0.5-2.5重量％的纤维组分；和

少于0.1重量％的油组分。

14.如权利要求1所述的铺面组合物，进一步地其包含：

93.5-94.5重量％的净化的沙子；

3.5-4.5重量％的聚合物组分；

0.5-2.5重量％的纤维组分；和

基本上不含油组分。

15.一种制备铺面组合物的方法，包括：

将净化的沙子的物料维持在聚合物组分的软化点温度以上以获得加热的沙子；

将聚合物组分分布到整个加热的沙子之中；

将纤维组分分布到整个加热的沙子之中，所述加热的沙子、聚合物组分和纤维组分的组合形成工作混合物；和

在搅拌所述工作混合物的同时将所述工作混合物冷却到与环境温度相差20℃之内。

16.如权利要求14所述的制备铺面组合物的方法，包括：

将净化的沙子的物料维持在120-150℃温度以获得加热的沙子；

将2.5-5.5重量％的聚合物组分分布到整个加热的沙子之中；

将最高达3.5重量％的油组分分布到整个加热的沙子之中；

将0.5-2.5重量％的纤维组分分布到整个加热的沙子之中，所述加热的沙子、聚合物组分、油组分和纤维组分的组合形成工作混合物；和

在搅拌所述工作混合物的同时将所述工作混合物冷却到与环境温度相差10℃之内。

17.一种基本上由以下组分组成的铺面组合物：

90-94重量％的净化的沙子；

2.5-5.5重量％的显示出根据ASTM D36-06测量的80-120℃的软化点和根据ASTM D3236-88测量的在190℃下的2-40mPa-s的熔体粘度的聚合物组分；和

0.5-2.5重量％的显示出3.2-25.4mm的平均纤维长度和0.5-12旦尼尔的平均纤维直径的纤维组分。