MX2012012786A - Metodo y composicion para la construccion de caminos y superficies. - Google Patents

Abstract

En la presente descripción se describen métodos composiciones para mejorar la resistencia y longevidad de caminos secundarios a través de prácticas ecológicamente competentes. Una composición para el sellado de caminos incluye una emulsión acuosa de polímero acrílico y de acetato de vinilo, agua, y una emulsión modificada con resina, en donde la emulsión modificada con resina incluye una mezcla de alquitrán y colofonia, un agente emulsionante, y agua.

Description

MÉTODO Y COMPOSICIÓN PARA LA CONSTRUCCIÓN DE CAMINOS Y SUPERFICIES I . Antecedentes A. Campo Esta solicitud reivindica la prioridad de una solicitud de patente provisional con número de serie 61/332,479, presentada el 7 de mayo de 2010, y número de serie 61/379,570, presentada el 2 de septiembre de 2010, cuyos contenidos se incorporan en la presente como referencia. Esta invención se relaciona generalmente con métodos y composiciones para mejorar la resistencia y longevidad de caminos secundarios a través de prácticas ecológicamente competentes.

B. Descripción del arte relacionado La ingeniería y construcción de caminos secundarios (de ahora en adelante, "caminos de grava, " "caminos de tierra, " o "caminos no pavimentados") ha estado perpetuamente plagado por dos problemas interrelacionados : el deterioro del camino debido al agua, y la pérdida de cohesión de la superficie y compactación del camino debido al tráfico. Los efectos perjudiciales del agua sobre las carreteras, en particular, están bien documentados en el estado de la técnica anterior. En tiempos fríos, la humedad que penetra las capas de base del camino se congela y quiebra las grietas en el sustrato del camino que mina seriamente la capacidad para soportar cargas y longevidad de la carretera. Igualmente, en tiempos más apacibles, cuando el agua se filtra en las capas de base del camino esto resulta en un reblandecimiento y erosión que causa baches en la carretera que son un problema costoso y recurrente. Y si los baches en la carretera no se reparan inmediatamente se llenan de agua y exacerban aún más el deterioro de la carretera.

El impacto del agua sobre los caminos secundarios como caminos rurales, caminos de acceso, caminos de campo y forestales, o caminos de montaña es especialmente pronunciado debido a que la calidad de los materiales de la superficie es más baja que en un camino pavimentado con asfalto, por ejemplo, y por tanto proporciona una protección reducida de la superficie de los elementos. Adicionalmente, debido a la acción capilar, el agua se infiltra también en la base del camino desde los lados y la parte inferior de la base del camino o sub-base. Comparado con los caminos sellados o "pavimentados" los cuales requieren de maquinaria pesada para verter el hormigón o tender y aplanar una superficie basada en betún, los caminos secundarios no pavimentados son relativamente fáciles y baratos de construir. Pero los caminos no pavimentados requieren de un mantenimiento mucho más frecuente, particularmente, después de los períodos húmedos o cuando se enfrentan con un incremento del tráfico y son generalmente propensos a otros problemas no asociados con los caminos pavimentados .

Por ejemplo, muchos caminos secundarios de una variedad tanto de tierra como de grava utilizan suelos nativos, a menudo conjuntamente con grava extraída directamente de una cantera de recursos locales, para crear la sub-base del camino y las capas base. Desafortunadamente, los suelos nativos y la grava no siempre son de calidad adecuada, resultando en una base del camino con propiedades físicas y mecánicas disminuidas. Cuando los caminos secundarios se construyen con materiales pobres de base para caminos, el mantenimiento rutinario no se emplea estrictamente, y el camino se expone a una intensa humedad y/o tráfico, la erosión del camino debido al daño a la superficie del camino, sub-base, y materiales de base se acelera.

Los defectos en las superficies del camino se clasifican típicamente en dos categorías: el deterioro de la superficie y la deformación de la superficie. El deterioro de la superficie se relaciona principalmente con la calidad de los materiales de la superficie y la manera que ellos responden al estrés ambiental o de tráfico, las deformaciones de la superficie a menudo tienen causas combinadas que incluyen el estrés sobre el camino en sí y otros factores como la estabilidad y la capacidad de la base y de la sub-base. El deterioro de la superficie se ejemplifica por el "polvo, " resultado de la pérdida de material fino aglutinante de las superficies del camino. El polvo es un problema sustancial para los caminos secundarios, ya que la pérdida de estos materiales finos conlleva a otros tipos de afectaciones del camino como la pérdida de cohesión y compactacion del material de relleno del camino, y capacidad reducida para mantener la humedad requerida en el relleno del camino.

Las deformaciones de la superficie incluyen surcos, corrugaciones, depresiones, y baches. Los surcos son las depresiones longitudinales en los trayectos de la rueda, causadas por un elevado contenido de humedad, una resistencia inadecuada en el suelo de la sub-superficie o de la base, un espesor inadecuado del curso de la superficie, o cargas de tráfico pesadas. Las corrugaciones u "ondulaciones" son una serie de crestas y depresiones a través de la superficie del camino causadas por la falta de cohesión de la superficie. Las depresiones son áreas bajas localizadas una o más pulgadas por debajo de las superficies circundantes del camino que son causadas por el asentamiento, un contenido de humedad excesivo, y/o un drenaje inapropiado. Los baches son las pequeñas depresiones u oquedades en la superficie del camino a una o más pulgadas de profundidad las cuales son causadas por el contenido de humedad excesiva, un drenaje pobre, una sub-base o base débil, un agregado pobremente nivelado, o una combinación de estos factores.

Como tal, los problemas típicamente asociados con los caminos secundarios tanto el deterioro de la superficie como la deformación son causados por: 1) los efectos perjudiciales del agua y el elevado contenido de humedad, incluyendo el asentamiento y erosión en la superficie del camino y la base, 2) la falta de cohesión de la superficie y la pérdida resultante de compactación del camino causada por el polvo, y 3) las pesadas cargas de tráfico ejercidas en los caminos con un suelo sub-base, o base débiles o inadecuados. La industria ha proporcionado para su adición distintos aditivos químicos para impartir repelencia al agua en los materiales del camino, con grados variantes de éxito e impacto medioambiental. Sin embargo, los químicos repelentes de agua no son aglutinantes, y la capacidad para soportar cargas, estabilidad, y resistencia a las heladas no se mejoran por su aplicación al suelo o base del camino. En muchos casos, el polvo también se puede reducir en los caminos de grava aplicando aditivos químicos (normalmente conocidos en la materia como "supresores de polvo" o "retardantes de polvo") los cuales extraen la humedad del aire para mejorar la cohesión de los agregados finos. Y "los estabilizadores de suelo, " que son químicos diseñados para actuar como aglutinantes y fusionarse formando enlaces entre las partículas del suelo o agregados, han sido una promesa para mejorar la capacidad para soportar cargas y capacidad de tráfico del camino. Pero los estabilizadores de suelo y retardantes de polvo existentes son difíciles de aplicar y usar en los climas fríos, tienden a tener un tiempo de curado largo, ciclos de vida cortos, y no proporcionan la protección requerida contra el daño por agua; particularmente el contenido excesivo 'de humedad que resulta de la acción capilar.

La reparación de las carreteras dañadas por métodos convencionales puede ser extremadamente costosa, consumidora de tiempo, y ecológicamente disruptiva debido a que la capa entera de grava compactada del camino se debe reemplazar. Excavando el lecho del camino en una porción de camino de 1 km que mide 4 m de anchura produce aproximadamente 2000 metros cúbicos (m3) de desechos térreos; en un proyecto convencional de reparación del lecho del camino esto requeriría eliminar aproximadamente unas 220 cargas de camión de desecho del sitio de trabajo, donde 220 cargas de camión de grava nueva son enviadas de regreso al sitio de trabajo para completar el proyecto. En localidades aisladas, o localidades con un terreno difícil, el costo de eliminar y reemplazar después la grava es exorbitante por el impacto en los residentes locales (quienes deben lidiar con el ruido y la polución del aire), usuarios normales de la carretera (quienes experimentan desvíos o retrasos extendidos durante la reparación), y los terraplenes que almacenan el desecho eliminado. Los aglutinantes convencionales son asfalto líquido el cual se convierte en una superficie negra del camino absorbente de calor. En la instalación, un fragmento de superficie convencional emparejada sellada se debe barrer lo que resulta en la pérdida de tanto como 20% de los fragmentos instalados.

Como resultado hay una necesidad en la materia de un método mejorado de construcción de caminos para crear resistencia y longevidad en donde los constructores de caminos sean capaces de mejorar la longevidad de la carretera, impartan una capacidad de carga y capacidad de tráfico incrementadas, y reduzcan el tiempo, costo, y el impacto medioambiental asociados con los proyectos convencionales de reparación de caminos II . Sumario La presente tecnología de estabilización ofrece ventajas en una amplia variedad de aplicaciones para caminos desde caminos no pavimentados que permanecerán sin recubrir hasta caminos que recibirán los tratamientos de superficie funcionales. Los tratamientos de estabilización del lecho del camino incluyen maximizar la resistencia potencial del camino mezclando las emulsiones orgánicas en los suelos nativos del lecho del camino, caminos viejos de grava, o materiales de superficie del camino reciclados para crear una estructura superior que maximiza la resistencia potencial del camino y extiende la vida útil del lecho del camino. El sistema de construcción Midwest usa los suelos del lugar junto con los productos "verde" Midwest para diseñar carreteras mejoradas al estabilizar la sub-base y proporcionar una superficie emparejada sellada funcional - sin contar con ningún producto asfáltico. Los presentes componentes inventivos fueron formulados para ser tan benignos en el medioambiente como efectivos en las carreteras - a sólo una fracción del costo. Una ventaja es que el proceso elimina la necesidad de importar la costosa base o los materiales agregados para construir una sub-base para el subsecuente pavimentado o sellado. Los componentes de la invención producen superficies más ligeras que no absorben el calor, no son peligrosas, son no inflamables, no-corrosivas, no tóxicas, usan productos naturales cosechados sobre base sustentable, no dañan la vegetación o fauna, y no lixivian hacia la superficie por lo que son seguros para usar cerca de las corrientes y masas de agua .

En una modalidad, una composición para el sellado de caminos incluye una emulsión acuosa de polímero acrílico y de acetato de vinilo, agua, y una emulsión modificada con resina, en donde la emulsión modificada con resina incluye una mezcla de alquitrán y colofonia, un agente emulsionante, y agua, en donde la composición está sustancialmente libre de asfalto En otra modalidad, la composición incluye suelo y un aglutinante .

En otra modalidad, la composición incluye fibras sintéticas .

En otra modalidad, los polímeros acrílicos y de acetato de vinilo son entre aproximadamente 5.0% y aproximadamente 60.0% en peso, el agua es entre aproximadamente 40.0% y aproximadamente 94.0% en peso, y la emulsión de resina entre aproximadamente 1.0% y aproximadamente 55.0% en peso, en donde dentro de la emulsión de resina el alquitrán es entre aproximadamente 1.0% y aproximadamente 95% en peso, la colofonia es entre aproximadamente 1% a aproximadamente 70%, el agente emulsionante es entre aproximadamente 0.1% a aproximadamente 5.0%) en peso, y el agua es entre aproximadamente 10% a aproximadamente 98% en peso.

En otra modalidad, la composición incluye además un capa ligante.

En otra modalidad, la composición incluye además fragmentos de caliza.

En otra modalidad, la capa ligante incluye una emulsión modificada con resina de alquitrán, colofonia, un agente emulsionante, y agua, y una emulsión acuosa de polímero acrílico y de acetato de vinilo.

En otra modalidad, la capa ligante es una emulsión acuosa.

En otra modalidad, la capa ligante es una emulsión acuosa y un mejorador de la viscosidad.

En otra modalidad, la composición está sustancialmente libre de materia orgánica policiclica.

En otra modalidad, un método para el sellado de caminos incluye mezclar una emulsión acuosa y una emulsión modificada con resina con el suelo nativo asociado para formar una base del camino, aplicar a la base del camino una capa ligante de emulsión acuosa, adicionar fragmentos de roca a la capa ligante y aplanar la capa ligante, en donde la composición está sustancialmente libre de asfalto.

En otra modalidad, la etapa de aplicar a la base del camino la capa ligante de emulsión acuosa es aplicar a la base del camino una capa ligante de aproximadamente 25% a aproximadamente 75% por peso de emulsión modificada con resina y aproximadamente 25% a aproximadamente 75% por peso de emulsión acuosa.

En otra modalidad, el método incluye añadir un aglutinante a la base del camino y añadir fibras sintéticas a la base del camino .

En otra modalidad, una composición para el sellado de caminos incluye aproximadamente 5% a aproximadamente 95%) de la emulsión del polímero por volumen, aproximadamente 5% a aproximadamente 95% emulsión de alquitrán colofonia por volumen, y una capa ligante, en donde la composición está sustancialmente libre de asfalto.

En otra modalidad, la composición incluye aproximadamente 25% de emulsión del polímero por volumen, aproximadamente 75% de emulsión de alquitrán/colofonia por volumen como una base, la capa ligante comprende aproximadamente 25% de una emulsión espesa del polímero por volumen y aproximadamente 75% de emulsión de alquitrán/colofonia por volumen, en donde no se adiciona agua a la capa ligante, y una capa sellante que comprende aproximadamente 25% de una emulsión espesa del polímero por volumen y aproximadamente 75% de emulsión de alquitrán/colofonia por volumen, en donde la capa sellante se diluye 2:1 con agua.

En otra modalidad, la composición incluye además un modificador de reología.

En otra modalidad, el modificador de reología se escoge del grupo que comprende gomas de procedencia natural, polímeros de poliacrilamida, metilcelulosa, sílices, y carbonatos .

En otra modalidad, la composición incluye además un auxiliar de secado.

En otra modalidad, el auxiliar de secado se escoge del grupo que comprende surfactantes , aceite de linaza, aceite de nuez, aceite de maíz, aceite de tung, aceite de amapola, aceite de perilla, aceite de algodón, y alcoholes.

En otra modalidad, la composición incluye además un agente de curado o un acelerador.

En otra modalidad, el agente de curado o el acelerador se escoge del grupo que comprende distintos aglutinantes/endurecedores que incluyen pero sin limitarse a, un agente de curado hidráulico y un agente de curado no hidráulico.

En otra modalidad, un método para el sellado de caminos incluye aplicar una capa ligante directamente sobre el camino de asfalto asociado, en donde la capa ligante se escoge del grupo que consiste de una emulsión acuosa, emulsión modificada con resina, mezcla de emulsión acuosa y emulsión modificada con resina, emulsión acuosa y un mejorador de viscosidad, emulsión modificada con resina con un mejorador de viscosidad, y mezcla de emulsión acuosa y emulsión modificada con resina con el mejorador de viscosidad.

En otra modalidad, el método incluye además mezclar el agente de curado o acelerador en el suelo nativo o material del lecho del camino con antelación a la aplicación de la emulsión acuosa o emulsión modificada con resina.

En otra modalidad el método incluye además la adición del agente de curado o acelerador a la emulsión acuosa o a la emulsión modificada con resina con antelación a la aplicación en o sobre, o hacia, el suelo nativo o material del lecho del camino .

En otra modalidad, el método incluye ademá.s mezclar una emulsión acuosa y una emulsión modificada con resina con el suelo nativo asociado para formar una base del camino, aplicar a la base del camino una capa ligante de emulsión acuosa, añadir fragmentos de roca a la capa ligante, en donde los fragmentos no se lavan con antelación al uso, y aplanar la capa ligante Otros beneficios y ventajas resultarán evidentes a aquellos con experiencia en la materia a la que pertenece al leer y entender la siguiente descripción detallada.

III . Breve descripción de los dibujos La invención puede tomar una forma física en ciertas partes y disposición de partes, al menos una modalidad de la cual se describirá en detalle en esta descripción y se ilustrará en los dibujos acompañantes los cuales forman parte de la misma y en donde: La FIGURA 1 muestra un gráfico de las mediciones de rigidez de Samitron de una modalidad donde un fragmento de sellado es ~ ½" de grosor y la profundidad de Samitron de la medición es ~ 9"; La FIGURA 2 muestra un gráfico comparativo del ensayo de CBR; La FIGURA 3 muestra un gráfico comparativo del modulo de elasticidad; y, La FIGURA 4 muestra un gráfico que muestra el incremento en la presión resistida por la composición.

IV. Descripción detallada En las FIGURAS 2 y 3 el módulo de elasticidad se calculó en base a los valores de CBR de acuerdo con la relación: Mr (psi) = 1500 CBR. La formulación A es (a) 67% por ciento en peso basado en el peso total de la emulsión una mezcla que comprende alquitrán, colofonia, agente emulsionante, y agua; (b) 33% de un polímero acrílico y de acetato de vinilo y agua; y (c) fragmento sellado con el polímero de acrílico y de acetato de vinilo y agua. La formulación B es (a) 67% por ciento en peso basado en el peso total de la emulsión una mezcla que comprende alquitrán, colofonia, agente emulsionante, y agua; (b) 33% de un polímero acrilico y de acetato de vinilo y agua; y (c) fragmento sellado con el polímero de acrilico y de acetato de vinilo espesado y agua .

En una modalidad de la presente invención, las características de la composición para materiales base de camino pueden incluir una composición que es una emulsión acuosa que comprende aproximadamente 5.0% a aproximadamente 60.0% en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 y 60) de polímero acrilico y acetato de vinilo, y 40,0% a aproximadamente 95,0% en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, y 95) de agua. En esta modalidad, esta emulsión acuosa se combina con una emulsión modificada con resina (descrita en la patente de Estados Unidos núm. 4, 822, 425, la que se incorporada en la presente como referencia) que comprende de (a) aproximadamente 1 a aproximadamente 90 por ciento en peso basado en el peso total de dicha emulsión de una mezcla que comprende alquitrán de aproximadamente 5 a aproximadamente 95 por ciento en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81 , 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, y 95) basado en el peso total de la mezcla y colofonia de 1 a 70 por ciento en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 y 70) basado en el peso total de la mezcla; (b) de aproximadamente 0.1 a 5.0 por ciento en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 0.1 , 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, y 5.0) basado en el peso total de dicha emulsión de un agente emulsionante y (c) de aproximadamente 9.9 a 98 por ciento en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, y .98) basado en el peso total de la emulsión de agua.

Cuando el término "insoluble en agua" se usa en la presente, este significa que la mezcla de alquitrán y colofonia cuando se dispersa sobre el material agregado después que el agua se evapora no se deslavará por el agua de lluvia o similares debilitando de ese modo el producto final. Como se menciona, los productos de control de polvo con base aceite no se adhieren o se ligan al agregado pero son solubles en agua y se deslavan con la lluvia. Cuando el término "no inflamable" se usa en la presente, este significa que la mezcla o la emulsión no se incendiarán al instante cuando se expongan a una chispa o llama y no se quemarán rápidamente o continuamente. Cuando el término "no corrosivo" se usa en la presente, este significa que la mezcla de emulsión tiene un pH neutro. Por consiguiente, no oxidará o corroerá los metales. Muchos de los agentes de control de polvo del estado de la técnica anterior se basan en cloruro, tales como, cloruro de magnesio y cloruro de calcio los cuales son corrosivos. Cuando el término "emulsión" o "emulsión de alquitrán de pino" se usa en la presente, este significa que la mezcla de alquitrán y colofonia se emulsiona en agua usando un agente emulsionante. El agua es la fase continua y la mezcla de alquitrán y colofonia la fase dispersada. Se usa una tecnología de emulsif icación estándar para producir la emulsión de la presente invención. Cualquier unidad de emulsif icación estándar se puede usar para producir un tamaño máximo de partícula en la fase de alquitrán y colofonia de aproximadamente 5 a 10 mieras (incluyendo, pero sin limitarse a, 5, 6, 7, 8, 9, y 10) . Cuando el término "estabilizar" se usa en la presente en el contexto de estabilizar al agregado, este significa que cuando el agregado se aplica a las carreteras y similares, el agregado se mantiene en un lugar formando un material pavimentado sólido de manera que incluso aunque el material pavimentado se somete a un tráfico pesado como automóviles y camiones pesados, heladas y deshielo, viento y lluvia, erosión, etc., el material permanecerá inalterado. Cuando el término "agregado se usa en la presente, este se refiere a materiales, tales como, partículas de roca granulares, esquisto o materiales similares con una dureza e inercia similar tanto naturales como fabricados, y tanto in situ como importados. Cuando el término "alquitrán" se usa en la presente, este se refiere al alquitrán de la resina de pino el cual es el residuo obtenido de una "columna de destilación" en el proceso de producción de papel. Cuando la palabra "colofonia" se usa en la presente, esta significa la colofonia como se define en el Condensed Chemical Dictionary, 9na Edición, publicado por Van Nostrand Reinhold Co., 1977, página 756.

Cuando el término "flexible" se usa en la presente, este significa que el agregado estabilizado no se quebrará bajo los pesos máximos permisibles por eje para la carretera de los vehículos que viajan sobre estas carreteras pavimentadas con el agregado estabilizado. Cuando el término "impermeable al agua" se usa en la presente, este significa que el agregado estabilizado es impermeable y verterá el agua realmente. Cuando el término "que soporta peso" se usa en la presente, este significa que el agregado estabilizado está suficientemente unido para resistir la tensión y presiones asociadas con los vehículos pesados que viajan en las carreteras. Cuando el término "reparable" se usa en la presente, este significa que el agregado estabilizado se repara fácilmente, comparado con el asfalto donde cierto material para parchado de asfalto tiende a ser fácilmente eliminado de "los baches". Cuando el término "estable" se usa en la presente para describir la presente emulsión, este significa que la fase continua de agua de la emulsión no se separará de la fase de alquitrán/colofonia de la emulsión durante al menos 1 mes. Cuando los términos "estable" o "estabilizado" se usan en la presente para describir el presente material agregado estabilizado este significa que la capa de alquitrán/colofonia sobre el agregado no re-emulsionará o "desparramará" después de la compactación del agregado y después que el agua se evapora. Este material agregado estabilizado permanecerá estable incluso cuando se exponga a grandes cantidades de agua como lluvias intensas. Si este material no fuera estable, el alquitrán/colofonia se re-emulsionaría resultando en el reblandecimiento del material y no soportaría el peso. Cuando el término "material sólido" se usa en la presente, este describe al agregado estabilizado después que forma un "bloque" de material o forma una superficie de la carretera, etc. Cuando el término "resistente a las heladas" se usa en la presente, este significa que el agregado estabilizado se puede someter a las temperaturas de heladas y deshielos sin afectar la resistencia o la capacidad para soportar pesos del agregado estabilizado. Cuando el término "diluible" se usa en la presente, este significa que la emulsión concentrada es capaz y se puede diluir con agua, por ejemplo, 1 a 30 partes de agua a 1 parte de la emulsión, para formar un producto que se mezcla fácilmente con el agregado para proporcionar un material de parchado de baches o grietas o este se puede rociar para sellar el asfalto, hormigón u otras superficies pavimentadas, etc. Cuando el término "agente emulsionante" se usa en la presente, este significa que facilitará la formación de una emulsión. Una emulsión, como se define en la presente o como se usa en la presente, se define en el Condensed Chemical Dictionary 9na Edición, página 340. Se puede usar cualquier agente emulsionante adecuado. Los emulsionantes pueden ser aniónicos, catiónicos o no iónicos. Un gran número de esos agentes emulsionantes se conoce en la materia de la emulsión. Los emulsionantes aniónicos incluyen jabones, tales como, jabones de metales alcalinos de ácidos grasos, ácidos de colofonia, ácidos de tolilo, ácidos alcaril sulfónicos, y similares. Los agentes emulsionantes catiónicos incluyen aminas alifáticas, aminas aromáticas con cadenas de ácidos grasos, sales de amonio cuaternario de amidas grasas, diaminas de polietileno y sus derivados de amonio cuaternario, imidazolinas alquilicas y similares. Los agentes emulsionantes no iónicos incluyen derivados de polioxietileno de alcoholes, ácidos, éteres, fenoles, amidas, o aminas.

Cuando el término "aglutinante/endurecedor" se usa en la presente, este significa una sustancia que fija y endurece y puede unir conjuntamente los materiales y acelerar el proceso de curado. Cuando el término "agente hidráulico de curado" se usa en la presente, este significa una sustancia que cura debido a la hidratación o una reacción química independiente del contenido de agua. Cuando el término "agente no hidráulico de curado" se usa en la presente, este significa una sustancia que se debe conservar seca durante el proceso de curado.

En varias modalidades de la presente invención se proporcionan métodos para mejorar el suelo o los materiales de base del camino. Como se usa en esta solicitud de patente, el término "suelo" se usa ampliamente para describir la capa superior de la superficie de la tierra, que puede consistir en rocas y partículas de mineral mezclados con materia orgánica (también conocido como referencia no limitante, tierra o suciedad) ; ya sea originalmente localizado en el sitio de construcción del camino ("suelo nativo" o "suelo in situ") o transportado al sitio de construcción del camino. Como se usa en esta solicitud de patente, la frase "materiales de base del camino" se usa ampliamente para describir cualquier sustancia a partir de la cual podría construirse una superficie del camino, base, o sub-base; incluyendo, pero ciertamente sin limitarse a esta referencia no limitante, rocas, rocas fragmentadas, grava (ya sea guijarros, gránulos, u otro tamaño o mezcla), arena, cantos rodados, escoria, u otro agregado de la construcción o material de relleno. La manera de aplicación de la composición puede incluir cualquier método escogido con un criterio ingeniero competente; pero en la mayoría de los casos, la aplicación del agente químico al suelo se completa por el uso de un equipamiento de atomización convencional (camiones de atomización) . El agente se suministra por gravedad o bombeo a través de mangueras, boquillas de atomización, o pulverizadores fijos, y uniformemente aplicado al suelo o material para ser tratado.

En una modalidad, una base del camino se construye de la emulsión acuosa y emulsión modificada con resina mezclada con el suelo nativo. En una modalidad la base del camino tiene aproximadamente cuatro pulgadas de profundidad. En otra modalidad, un aglutinante (es decir, cemento Portland) puede añadirse a la base del camino. En otra modalidad, pueden añadirse fibras sintéticas a la base también. En una modalidad, una ' capa ligante de aproximadamente 25 % en peso a aproximadamente 75% en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, y 75) de la emulsión modificada con resina y aproximadamente 25% en peso a aproximadamente 75% en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 , 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, y 75) de la emulsión acuosa pueden añadirse a la base del camino. Después de que la capa ligante es aplicada, se adicionan fragmentos de caliza a la capa ligante, la cual es después aplanada con un rodillo neumático y después aplanada con un tambor de acero. En esta modalidad, no se usa asfalto para construir el camino, y el producto está sustancialmente libre de materia orgánica policíclica, incluyendo hidrocarburos aromáticos polinucleares. Será entendido que la capa ligante también pudiera ser simplemente la emulsión acuosa. También se entenderá que la capa ligante pudiera ser una combinación de la emulsión acuosa y un mejorador de viscosidad.

En otra modalidad, la composición incluye aproximadamente 25% de emulsión del polímero (tanto espesada como sin espesar) por volumen y aproximadamente 75% de emulsión de alquitrán/colofonia por volumen como una base. La base se diluye para lograr la humedad óptima. El fragmento contiene una capa ligante que es de aproximadamente 25% de emulsión espesa del polímero por volumen y de aproximadamente 75% de emulsión de alquitrán/colofonia por volumen, en donde no se adiciona agua a la capa ligante, y una capa sellante la cual es de composición como la capa ligante, excepto que se diluye 2: 1 con agua. La invención se puede usar como base solamente, superficie solamente, como ambas base y superficie, para emparejar superficialmente los caminos de asfalto existentes, así como para emparejar superficialmente los caminos estables de suelo nativo existentes. En varias modalidades, el agregado se puede escoger del grupo que comprende los suelos in situ, asfalto recuperado, hormigón recuperado, caliza, roca de río, granito, granito descompuesto, y cualquier combinación de los agregados anteriores. El agregado puede estar lavado o sin lavar .

En una modalidad el ensayo de Estabilidad de Marshall se realiza de acuerdo con la ASTM D 6927 en varias formulaciones, donde el intervalo de resultados es de 4,450 Ib a 12,490 Ib. El ensayo CBR se conduce de acuerdo con la ASTM DI 883-99. El material agregado se tamiza de acuerdo a la ASTM D 422. El agregado se clasifica a través de USCS (Sistema de Clasificación Unificado de Suelo) como arena SP-pobremente-uniforme; = 50% de la fracción gruesa pasa el tamiz No.4; a través de AASHTO (Asociación Americana de Oficiales de Transporte y Carreteras Estatales) ya que el material A-l-b = Clasificación General como cimiento es de excelente a bueno. Se determinó que la humedad óptima es de 7.2% calculada de acuerdo con la ASTM D 1557 La base del camino se puede hacer de suelo nativo combinado con la emulsión acuosa, de suelo nativo combinado con la emulsión modificada con resina, o de suelo nativo combinado con la emulsión acuosa y la emulsión modificada con resina. En una modalidad de esta invención, los fragmentos no necesitan ser lavados con antelación al uso.

En otra modalidad, la capa ligante se puede aplicar directamente también a un camino de asfalto. En esta modalidad, la capa ligante puede ser la emulsión acuosa, la emulsión modificada con resina, la emulsión acuosa / emulsión modificada con resina, o cualquiera de las anteriores combinada con un mejorador de viscosidad. A esta capa ligante se pueden adicionar los fragmentos como se describió anteriormente.

En una modalidad, el suelo tratado o los materiales de base del camino se gradúan y compactan, usando cualquiera de los medios escogidos con un criterio ingeniero competente, y se aplica una capa superior de la composición. Se pueden utilizar moto-niveladoras, pulverizadores de asfalto, mezcladores, molinos para mezclado de arcillas, compactadores , rodillos, y otro equipamiento convencional de construcción, para mezclar, fijar el nivel y compactar la base estabilizada, si es necesario, como se describe en la presente. Una capa superior se define ampliamente como cualquier aplicación de una composición de mejora química del suelo o materiales de base del camino que se aplica después de la compactacion.

En otra modalidad, la composición incluye a un agente de curado. El agente de curado permite al camino o a la base del camino estar abiertas al tráfico o usar en materia de horas en lugar de días. El agente de curado aumenta la resistencia temprana de la superficie sin comprometer la resistencia tardía o a largo plazo. El agente de curado permite una rápida consecución de los niveles de humedad residual y permite la instalación en condiciones de humedad menores que la ideal. El agente de curado es exotérmico, lo que permite el uso de temperaturas que las menores que las normalmente necesarias para secar y curar la emulsión. Con referencia ahora a la FIGURA 4, el gráfico muestra el aumento de la presión resistida con el incremento del porcentaje del agente de curado mezclado con el agregado ("suelo nativo") . Se usaron los ensayos de resistencia a la compresión no confinada (UCS) . El agente de curado usado en la prueba de la FIGURA 4 fue un aglutinante hidráulico no Portland, y en este ejemplo particular fue Ciment Fondu®, disponible de Kerneos SA, Seine, Francia. El Ciment Fondu® tiene una composición química de 37.5% a 41.0% en peso de A1203, 35.5% a 39.0% en peso de CaO, 3.5% a 5.5% de Si02, 13.0% a 17.5% de Fe203, menos de 1.5% de MgO, y menos de 4.0% de T1O2. En otra modalidad, el agente de curado comprende más de 37.0% de A1203, menos de 41.0% de CaO, menos de 6.0% de Si02, menos de 18.5% de Fe203, menos de 1.5% de MgO, y menos de 4.0% de Ti02. En otra modalidad, el agente de curado puede ser silicato de aluminio. Cuando el agente de curado se añade al suelo, el agente de curado es aproximadamente 0.1% a aproximadamente 20.0% en peso del suelo (incluyendo, pero sin limitarse a 0.1 , 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0 .7, 0 8, 0.9, 1. 0, 1.1, 1.2, 1 ¦3, 1. 4, 1- 5, 1. 6, 1.7, 1.8, 1. 9, 2. 0, 2.1, 2. 2, 2.3, 2.4, 2 •5, 2. 6, 2. 7, 2. 8, 2.9, 3.0, 3. 1, 3. 2, 3.3, 3. 4, 3.5, 3.6, 3 • 7, 3. 8, 3. 9, 4. 0, 4.1, 4.2, 4. 3, 4. 4, 4.5, 4. 6, 4.7, 4.8, 4 • 9, 5. 0, 5. 1, 5. 2, 5.3, 5.4, 5. 5, 5. 6, 5.7, 5. 8, 5.9, 6.0, 6. 1 , 6 .2, 6 .3, 6 • 4, 6.5, 6.6, 6 • 7, 6 8, 6.9, 7. 0, 7.1, 7.2, 7 • 3, 7. 4, 7. 5, 7. 6, 7.7, 7.8, 7. 9, 8. 0, 8.1, 8. 2, 8.3, 8.4, 8 • 5, 8. 6, 8. 7, 8. 8, 8.9, 9.0, 9. 0, 9. 1, 9.2, 9. 3, 9.4, 9.5, 9 • 6, 9. 7, 9. 8, 9 9, 10.0, 10. 1, 10 2, 10.3, 10. 4, 10.5, 10. 6, 10. 7, 10.8 10. 9, 11.0, 11. 1, 11 2, 11.3, 11. 4, 11.5, 11. 6, 11. 7, 11.8 11. 9, 12.0, 12. 1, 12 2, 12.3, 12. 4, 12.5, 12. 6, 12. 7, 12.8 12. 9, 13.0, 13. 1, 13 2, 13.3, 13. 4, 13.5, 13. 6, 13. 7, 13.8 13. 9, 14.0, 14. 1, 14 2, 14.3, 14. 4, 14.5, 14. 6, 14. 7, 14.8 14. 9, 15.0, 15. 1, 15 2, 15.3, 15. 4, 15.5, 15. 6, 15. 7, 15.8 15. 9, 16.0, 16. 1, 16 2, 16.3, 16. 4, 16.5, 16. 6, 16. 7, 16.8 16. 9, 17.0, 17. 1, 17 2, 17.3, 17. 4, 17.5, 17. 6, 17. 7, 17.8 17. 9, 18.0, 18. 1, 18 2, 18.3, 18. 4, 18.5, 18. 6, 18. 7, 18.8 18. 9, 19.0, 19. 1, 19 2, 19.3, 19 4, 19.5, 19. 6, 19 7, 19. e 19 9, y 20 .0. ) Cuando el agente de curado se añade a la emulsión, el agente de curado es aproximadamente 0.1% a aproximadamente 30.0% en peso (incluyendo, pero sin limitarse a 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 7.0, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, 8.0, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 8.6, 8.7, 8.8, 8.9, 9.0, 9.0, 9.1, 9.2, 9.3 9.4, 9.5, 9.6, 9.7, 9.8, 9.9, 10.0, 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9, 11.0 11.1 , 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, 11.7, 11.8, 11.9, 12.0, 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6 12.7, 12.8, 12.9, 13.0, 13.1, 13.2, 13.3, 13.4, 13.5, 13.6, 13.7, 13.8, 13.9, 14.0, 14.1, 14.2 14.3, 14.4, 14.5, 14.6, 14.7, 14.8, 14.9, 15.0, 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6, 15.7, 15.8 15.9, 16.0, 16.1, 16.2, 16.3, 16.4, 16.5, 16.6, 16.7, 16.8, 16.9, 17.0, 17.1, 17.2, 17.3, 17.4 17.5, 17.6, 17.7, 17.8, 17.9, 18.0, 18.1, 18.2, 18.3, 18.4, 18.5, 18.6, 18.7, 18.8, 18.9, 19.0 19.1, 19.2, 19.3, 19.4, 19.5, 19.6, 19.7, 19.8, 19.9, 20.0, 20.1, 20.2, 20.3, 20.4, 20.5, 20.6 20.7, 20.8, 20.9, 21.0, 21.1, 21.2, 21.3, 21.4, 21 ,.5, 21.6, 21.7, 21.6i, 21.9, 22.0, 22.1 , 22.2 22.3, 22.4, 22. .5, 22 , .6, 22.7, 22.8 , 22.9, 23.0, 23.1 , 23.2, 23. 3, 23. 4, 23, • 5, 23 .6, 23.7, 23. 8 23.9, 24.0, 24.1, 24.2, 24. 3, 24. 4, 24, ¦ 5, 24 • 6, 24.7, 24. 8, 24.9, 25.0, 25.1, 25.2, 25 .3, 25 .4 25. ,5, 25 .6, 25.7, 25. ? 3, 25.9, 26.0, 26.1, 26.2, 26. 3, 26. 4, 26, .5, 26 .6, 26.7, 26. 8, 26.9, 27.0 27.1, 27.2, 27. 3, 27. 4, 27, • 5, 27 .6, 27.7, 27. ? 3, 27.9, 28.0, 28.1, 28.2, 28. 3, 28. 4, 28, .5, 28 • 6, 28.7, 28. ? 3, 28.9, 29.0, 29.1, 29.2, 29. 3, 29. 4, 29, .5, 29. 6, 29.7, 29.8, 29.9, y 30.0) .

En una modalidad de la presente invención, las características de la composición para los materiales de la base del camino pueden incluir una composición que es una emulsión acuosa que comprende aproximadamente 5.0% a aproximadamente 60.0% en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 y 60) de polímero acrílico y de acetato de vinilo, aproximadamente 0.1% a aproximadamente 30.0% en peso (incluyendo, pero sin limitarse a 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, I .4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3• 9, 4• 0, 4. 1, 4.2, 4. 3, 4.4 , 4.5, 4. 6, 4.7, 4 • 8, 4 • 9, 5. 0, 5 •1, 5 .2, 5. 3, 5.4, 5. 5, 5.6, 5.7, 5. 8, 5.9, 6 • 0, 6 .1, 6. 2, 6 • 3, 6 • 4, 6. 5, 6.6, 6. 7, 6.8 , 6.9, 7. 0, 7.1, 7 • 2, 7 .3, 7. 4, 7 .5, 7 ¦6, 7. 7, 7.8, 7. 9, 8.0 , 8.1, 8. 2, 8.3, 8 ¦ 4, 8 .5, 8. 6, 8 .7, 8 • 8, 8. 9, 9.0, 9. 0, 9.1 , 9.2, 9. 3, 9.4, 9 • 5, 9 • 6, 9. 7, 9 .8, 9 •9, 10 • 0, 10. 1, 10.2, 10.3, 10. 4, 10.5, 10. 6, 10. 7, 10. ? 3, 10 • 9, 11 • 0, 11. 1, 11.2, 11.3, 11. 4, 11.5, 11. 6, 11. 7, 11. ? 3, 11 • 9, 12 .0, 12. 1, 12.2, 12.3, 12. 4, 12.5, 12. 6, 12. 7, 12. 3, 12 • 9, 13 .0, 13. 1, 13.2, 13.3, 13. 4, 13.5, 13. 6, 13. 7, 13. 3, 13 • 9, 14 .0, 14. 1, 14.2, 14.3, 14. 4, 14.5, 14. 6, 14. 7, 14. ? 3, 14 • 9, 15 .0, 15. 1 , 15.2, 15.3, 15 • 4, 15.5, 15 • 6, 15 • 7, 15. 8, 15 • 9, 16 • 0, 16. 1 , 16.2, 16.3, 16 •4, 16.5, 16 • 6, 16 7, 16. 8, 16 • 9, 17 .0, 17. 1, 17.2, 17.3, 17. 4, 17.5, 17. 6, 17. 7, 17. ? 3, 17 • 9, 18 • 0, 18. 1, 18.2, 18.3, 18. 4, 18.5, 18. 6, 18. 7, 18. 3, 18 .9, 19 .0, 19. 1 , 19.2, 19.3, 19 •4, 19.5, 19 .6, 19 • 7, 19. 8, 19 • 9, 20 • 0, 20. 1 , 20.2, 20.3, 20 • 4, 20.5, 20 • 6, 20 .7, 20. 8, 20 ¦ 9, 21 • 0, 21. 1, 21.2, 21.3, 21. 4, 21.5, 21. 6, 21. 7, 21. 3, 21 • 9, 22 • 0, 22. 1, 22.2, 22.3, 22. 4, 22.5, 22. 6, 22. 7, 22. 3, 22 .9, 23 .0, 23. 1, 23.2, 23.3, 23. 4, 23.5, 23. 6, 23. 7, 23. 3, 23 .9, 24 .0, 24. 1, 24.2, 24.3, 24. 4, 24.5, 24. 6, 24. 7, 24. 3, 24 • 9, 25 • 0, 25. 1, 25.2, 25.3, 25. 4, 25.5, 25. 6, 25. 7, 25. 3, 25 • 9, 26.0, 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, 26.5, 26.6, 26.7, 26.8, 26.9, 27.0, 27.1, 27.2, 27.3, 27.4, 27.5, 27.6, 27.7, 27.8, 27.9, 28.0, 28.1, 28.2, 28.3, 28.4, 28.5, 28.6, 28.7, 28.8, 28.9, 29.0, 29.1, 29.2, 29.3, 29.4, 29.5, 29.6, 29.7, 29.8, 29.9, y 30.0) y 10.0% a aproximadamente 94.9% en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 , 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, y 94.9) de agua. En esta modalidad, esta emulsión acuosa se combina con una emulsión modificada con resina (descrita en la patente de Estados Unidos núm. 4,822,425, la que se incorporada en la presente como referencia) que comprende de (a) aproximadamente 1 a aproximadamente 90 por ciento en peso basado en el peso total de dicha emulsión de una mezcla que comprende alquitrán de aproximadamente 5 a aproximadamente 95 por ciento en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27; 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, y 95) basado en el peso total de la mezcla y colofonia de 1 a 70 por ciento en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 y 70) basado en el peso total de la mezcla; (b) de aproximadamente 0.1 a 5.0 por ciento en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, I.0, 1.1 , 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, y 5.0) basado en el peso total de dicha emulsión de un agente emulsionante y (c) de aproximadamente 9.9 a 98 por ciento en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 10, II, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41 , 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 , 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, y 98) basado en el peso total de la emulsión de agua.

En una modalidad de la presente invención, las características de la composición para los materiales de la base del camino pueden incluir una composición que es una emulsión acuosa que comprende aproximadamente 5.0% a aproximadamente 60.0% en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 y 60) de polímero acrílico y de acetato de vinilo y 40.0% a aproximadamente 95% en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, y 95) de agua. En esta modalidad, esta emulsión acuosa se combina con una emulsión modificada con resina (descrita en la patente de Estados Unidos núm. 4,822,425, la que se incorporada en la presente como referencia) que comprende de (a) aproximadamente 1 a aproximadamente 90 por ciento en peso basado en el peso total de dicha emulsión de una mezcla que comprende alquitrán de aproximadamente 5 a aproximadamente 95 por ciento en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, y 95) basado en el peso total de la mezcla y colofonia de 1 a 70 por ciento en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 y 70) basado en el peso total de la mezcla; (b) de aproximadamente 0.1 a 5.0 por ciento en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, y 5.0) basado en el peso total de dicha emulsión de un agente emulsionante (c) de aproximadamente 9.8 a 98 por ciento en peso (incluyendo, pero sin limitarse a, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 , 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81 , 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, y 98) basado en el peso total de la emulsión de agua, y (d) de aproximadamente 0.1 a 30.0 por ciento en peso (incluyendo, pero sin limitarse a 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 7.0, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, 8.0, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 8.6, 8.7, 8.8, 8.9, 9.0, 9.0, 9.1 , 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6, 9.7, 9.8, 9.9, 10.0, 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9, 11.0, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, 11.7, 11.8, 11.9, 12.0, 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 13.0, 13.1, 13.2, 13.3, 13.4, 13.5, 13.6, 13.7, 13.8, 13.9, 14.0, 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5, 14.6, 14.7, 14.8, 14.9, 15.0, 15.1, 15.2, 15.3, 15 4, 15• 5, 15• 6, 15•7, 15.8 15 9, 16. o, 16• 1, 16.2, 16• 3, 16 4, 16 • 5, 16 .6, 16 ¦ ?, 16.8 16 9, 17. 0, 17 -1, 17. 2, 17 .3, 17 4, 17 .5, 17 • 6, 17 •7, 17.8 17 9, 18. o, 18 • 1, 18. 2, 18 • 3, 18 4, 18 • 5, 18 • 6, 18 ¦7, 18.8 18 9, 19. o, 19 .1, 19. 2, 19 • 3, 19 4, 19 • 5, 19 .6, 19 -7, 19.8 19 9, 20. o, 20 • 1, 20. 2, 20 • 3, 20 4, 20 • 5, 20 • 6, 20 • 7, 20.8 20 9, 21. 0, 21 • 1, 21. 2, 21 • 3, 21 4, 21 • 5, 21 .6, 21 • 7, 21.8 21 9, 22. 0, 22 • 1, 22. 2, 22 • 3, 22 4, 22 • 5, 22 • 6, 22 •7, 22.8 22 9, 23. o, 23 • 1, 23. 2, 23 .3, 23 4, 23 • 5, 23 .6, 23 • 7, 23.8 23 9, 24. 0, 24 • 1, 24. 2, 24 • 3, 24 4, 24 • 5, 24 • 6, 24 •7, 24.8 24 9, 25. 0, 25 • 1, 25. 2, 25 • 3, 25 4, 25 .5, 25 • 6, 25 ¦7, 25.8 25 9, 26. 0, 26 .1, 26. 2, 26 • 3, 26 4, 26 ¦ 5, 26 • 6, 26 ¦7, 26.8 , 26 • 9, 27. 0, 27 .1, 27. 2, 27 • 3, 27 4, 27 .5, 27 • 6, 27 ¦7, 27.8 , 27 9, 28. 0, 28 .1, 28. 2, 28 • 3, 28 4, 28 .5, 28 • 6, 28 •7, 28.8 , 28 .9, 29. 0, 29 ¦ 1, 29. 2, 29 • 3, 29 4, 29 5, 29. 6, 29. 7, 29.8, 29.9, y 30 .0) basado en el peso total de la emulsión de un agente de curado.

Con referencia a la FIGURA 1, las mediciones de rigidez de Samitron de una modalidad que representan el suelo estabilizado como un fragmento sellado es aproximadamente de ½ pulgada de espesor y la medida de profundidad de Samitron es aproximadamente 9 pulgadas. Este desempeño es comparable al de las bases de agregados de mejor calidad usadas para la construcción de la autopista interestatal. Esto muestra que la presente invención se desempeñara al menos como un camino de volumen moderado y excelente como un parque de estacionamiento. La FIGURA 1 representa aproximadamente ½ pulgada de un fragmento sellado sobre la parte superior del suelo nativo mezclado con la presente invención.

En un listado de modalidades potenciales, las combinaciones químicas siguientes son modalidades potenciales (todos los porcentajes están basados en el peso de la emulsión, las emulsiones están entre aproximadamente 20% a 65% por peso de ingrediente activo) : la emulsión del polímero a aproximadamente 100% por peso; la emulsión de alquitrán/colofonia a aproximadamente 100% por peso; la emulsión espesa del polímero a aproximadamente 100% por pésela emulsión del polímero (aproximadamente 5% a 95%) con la emulsión de alquitrán/colofonia (aproximadamente 5% a 95%) ; y la emulsión espesa del polímero (aproximadamente 5% a 95%) con la emulsión de alquitrán/colofonia (aproximadamente 5% a 95%) . En algunas modalidades se pueden usar modificadores de reología (espesantes). El modificador de reología se puede escoger de un grupo que comprende las gomas de procedencia natural (es decir, goma de xantano, goma de guar), polímeros de poliacrilamida, metilcelulosa, sílices, y carbonatos. En varias modalidades se usan los auxiliares de secado. El auxiliar de secado se puede escoger del grupo que comprende surfactantes (es decir sulfonatos de alfa definas, lauril sulfonatos de sodio, dioctilsulfosuccinato de sodio), aceite de linaza, aceite de nuez, aceite de maíz, aceite de tung, aceite de amapola, aceite de perilla, aceite de algodón, y alcoholes (es decir metanol y alcohol isopropílico) .

Las modalidades han sido descritas en la presente anteriormente. Resultará evidente para aquellos con experiencia en la materia que los métodos anteriores y aparatos pueden incorporar cambios y modificaciones sin salir del alcance general de esta invención. Se pretenden incluir todas las modificaciones y alteraciones en la medida en que se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones anexas o los equivalentes de estas. Aunque la descripción anterior contiene mucha especificidad, esto no se debe interpretar como limitante del alcance de la invención, sino como meramente para proporcionar ilustraciones de algunas de las modalidades preferidas de la presente invención. Otras varias modalidades y ramificaciones son posibles dentro de su alcance. Además, aunque los intervalos numéricos y parámetros que exponen el amplio alcance de la invención son aproximaciones, los valores numéricos manifestados en los ejemplos específicos se reportan de manera tan precisa como sea posible. Cualquier valor numérico, sin embargo, inherentemente contiene ciertos errores que resultan necesariamente de la desviación estándar encontrada en sus respectivas mediciones de ensayos.

Claims (36)

REIVINDICACIONES

1. Una composición para el sellado de caminos, la composición caracterizada por: una .emulsión acuosa de polímero acrílico y de acetato de vinilo ; un aglutinante; agua; y, una emulsión modificada con resina, en donde la emulsión modificada con resina comprende: una mezcla de alquitrán y colofonia; un agente emulsificante; y, agua, en donde la composición está sustancialmente libre de asfalto.

2. La composición de la reivindicación 1, en donde la composición se caracteriza además por: suelo; y, fibras sintéticas.

. 3. La composición de la reivindicación 1, en donde los polímeros acrílico y de acetato de vinilo son entre aproximadamente 5.0% y aproximadamente 60.0% en peso, el agua es entre aproximadamente 40.0% y aproximadamente 94.0% en peso, y la emulsión de resina entre aproximadamente 1.0% y aproximadamente 55.0% en peso, en donde dentro de la emulsión de resina el alquitrán es entre aproximadamente 1.0% y aproximadamente 95% en peso, la colofonia es entre aproximadamente 1% a aproximadamente 70%, el agente emulsificante es entre aproximadamente 0.1% a aproximadamente 5.0% en peso, y el agua es entre aproximadamente 10% a aproximadamente 98% en peso.

4. Una composición para el sellado de caminos, la composición caracterizada por: una emulsión acuosa de polímero acrílico y de acetato de vinilo ; agua; una emulsión modificada con resina, en donde la emulsión modificada con resina comprende: una mezcla de alquitrán y colofonia; un agente emulsificante; y, agua, en donde la composición está sustancialmente libre de asfalto; y, una capa ligante.

5. La composición de la reivindicación 4, en donde la composición se caracteriza además por: fragmentos de caliza, en donde la capa ligante se caracteriza por una emulsión acuosa y un mejorador de la viscosidad.

6. La composición de la reivindicación 5, en donde la capa ligante se caracteriza por: emulsión modificada con resina de alquitrán, colofonia, un agente emulsionante, y agua; y, una emulsión acuosa de polímero acrílico y de acetato de vinilo .

7. La composición de la reivindicación 1, en donde la composición está sustancialmente libre de materia orgánica policíclica, en donde la composición se caracteriza además por un agente de curado .

8. La composición de la reivindicación 1, en donde el agente de curado es aproximadamente 0.1% a aproximadamente 30.0% en peso, en donde el agente de curado es parte de la emulsión acuosa, en donde el agente de curado se escoge del grupo que comprende agentes de curado hidráulicos y agentes de curado no hidráulicos.

9. La composición de la reivindicación 7, en donde el agente de curado es parte de la emulsión modificada con resina, en donde el agente de curado se escoge del grupo que comprende agentes de curado hidráulicos y agentes de curado no hidráulicos .

10. La composición de la reivindicación 8, en donde el agente de curado es silicato de aluminio.

11. La composición de la reivindicación 9, en donde el agente de curado es silicato de aluminio.

12. La composición de la reivindicación 7, en donde la composición se caracteriza además por: suelo; y, fibras sintéticas.

13. La composición de la reivindicación 7, en donde los polímeros acrílico y de acetato de vinilo son entre aproximadamente 5.0% y aproximadamente 60.0% en peso, el agua es entre aproximadamente 40.0% y aproximadamente 94.0% en peso, el agente de curado está entre aproximadamente 0.1% y aproximadamente 30.0%, y la emulsión de resina entre aproximadamente 1.0% y aproximadamente 55.0% en peso, en donde dentro de la emulsión de resina el alquitrán es entre aproximadamente 1.0% y aproximadamente 95% en peso, la colofonia es entre aproximadamente 1% a aproximadamente 70%, el agente emulsionante es entre aproximadamente 0.1% a aproximadamente 5.0% en peso, y el agua es entre aproximadamente 10% a aproximadamente 98% en peso.

14. La composición de la reivindicación 7, en donde la composición se caracteriza además por: una capa ligante.

15. La composición de la reivindicación 14, en donde la composición se caracteriza además por: fragmentos de caliza.

16. La composición de la reivindicación 14, en donde la capa ligante se caracteriza por: emulsión modificada con resina de alquitrán, colofonia, un agente emulsionante, y agua; una emulsión acuosa de polímero acrílico y de acetato de vinilo; y, un mejorador de la viscosidad.

17. La composición de la reivindicación 7, en donde el agente de curado se escoge del grupo que comprende cemento hidráulico, cemento no hidráulico, y cemento Portland.

18. Un método para el sellado de caminos, el método caracterizado por las etapas de: mezclar una emulsión acuosa de polímero acrílico y de acetato de vinilo y una emulsión modificada con resina de alquitrán, colofonia, y un agente emulsionante con suelo nativo asociado para formar una base de camino, en donde la composición está sustancialmente libre de asfalto.

19. Un método para el sellado de caminos, el método caracterizado por las etapas de: mezclar una emulsión acuosa y una emulsión modificada con resina con suelo nativo asociado para formar una base del camino ; aplicar a la base del camino una capa ligante de emulsión acuosa; añadir fragmentos de roca a la capa ligante; y, aplanar la capa ligante, en donde la composición está sustancialmente libre de asfalto, en donde la emulsión acuosa es un polímero acrílico y de acetato de vinilo y agua, y la emulsión modificada con resina es alquitrán, colofonia, agente emulsionante, y agua.

20. El método de la reivindicación 19, en donde la capa ligante es una mezcla de emulsión acuosa y un mejorador de la viscosidad .

21. El método de la reivindicación 19, en donde la etapa de aplicar a la base del camino una capa ligante de emulsión acuosa, se caracteriza por: aplicar a la base del camino una capa ligante de aproximadamente 25% a aproximadamente 75% en peso emulsión modificada con resina y aproximadamente 25% a aproximadamente 75% en peso de la emulsión acuosa.

22. El método de la reivindicación 21, en donde el método se caracteriza además por las etapas de: añadir un aglutinante a la base del camino; y, añadir fibras sintéticas a la base del camino, en donde no se usa materia orgánica policiclica.

23. El método de la reivindicación 19, en donde antes de la etapa de mezclar una emulsión acuosa y una emulsión modificada con resina con suelo nativo asociado para formar una base del camino, el método se caracteriza por la etapa de: mezclar un agente de curado con suelo nativo asociado, en donde el agente de curado es aproximadamente 0.1% a aproximadamente 20.0% en peso del suelo, en donde el agente de curado se escoge del grupo que comprende agentes de curado no hidráulicos y agentes de curado hidráulicos.

24. El método de la reivindicación 23, en donde la capa ligante es una mezcla de emulsión acuosa y un mejorador de la viscosidad .

25. El método de la reivindicación 23, en donde la emulsión acuosa es un polímero acrílico y de acetato de vinilo y agua, y la emulsión modificada con resina es alquitrán, colofonia, agente emulsionante, y agua.

26. El método de la reivindicación 23, en donde el agente de curado es silicato de aluminio.

27. Una composición para el sellado de caminos, la composición caracterizada por: aproximadamente 5% a aproximadamente 95% de emulsión de polímero por volumen; aproximadamente 5% a aproximadamente 95% de emulsión de alquitrán/colofonia acetato de vinilo y acrílico por volumen; y, una capa ligante, en donde la composición está está sustancialmente libre de asfalto.

28. La composición de la reivindicación 27 caracterizada además por: aproximadamente 25% de emulsión de polímero por volumen; aproximadamente 75% de emulsión de alquitrán/colofonia por volumen como una base; la capa ligante que comprende aproximadamente 25% de emulsión espesa de polímero por volumen y aproximadamente 75% emulsión de alquitrán/colofonia por volumen, en donde no se añade agua a la capa ligante; y, una capa sellante que comprende aproximadamente 25% de emulsión espesa de polímero por volumen y aproximadamente 75% emulsión de alquitrán/colofonia por volumen, en donde la capa sellante se diluye 2:1 con agua.

29. La composición de la reivindicación 27, en donde la composición se caracteriza además por un agente de curado, en donde el agente de curado se escoge del grupo que comprende agentes de curado hidráulicos y agentes de curado no hidráulicos .

«30. La composición de la reivindicación 29, en donde la composición se caracteriza además por: un modificador de reología, en donde el modificador de reologia se escoge del grupo que comprende gomas de origen natural, polímeros de poliacrilamida, metilcelulosa, sílices, y carbonatos; y, un auxiliar de secado, en donde el auxiliar de secado se escoge del grupo que comprende surfactantes , aceite de linaza, aceite de nuez, aceite de maíz, aceite de tung, aceite de amapola, aceite de perilla, aceite de algodón, y alcoholes.

31. La composición de la reivindicación 29, en donde el agente de curado es silicato de aluminio.

32. Un método para el sellado de caminos, el método caracterizado por las etapas de: aplicar una capa ligante directamente en un camino de asfalto asociado, en donde la capa ligante se escoge del grupo que consiste de mezclas de emulsión acuosa y emulsión modificada con resina, y mezclas de emulsión acuosa y emulsión modificada con resina con mejorador de la viscosidad, en donde la emulsión acuosa es un polímero acrílico y de acetato de vinilo y agua, y la emulsión modificada con resina es alquitrán, colofonia, agente emulsionante, y agua.

33. El método de la reivindicación 32, en donde el método se caracteriza además por las etapas de: mezclar una emulsión acuosa y una emulsión modificada con resina con suelo nativo asociado para formar una base del camino; aplicar a la base del camino una capa ligante de emulsión acuosa ; añadir fragmentos de roca a la capa ligante, en donde los fragmentos no se lavan antes del uso; y, aplanar la capa ligante.

34. El método de la reivindicación 35, en donde la emulsión acuosa contiene un agente de curado, en donde el agente de curado es aproximadamente 0.1% a aproximadamente 30.0% en peso, en donde la emulsión modificada con resina contiene un agente de curado, en donde el agente de curado es aproximadamente 0.1% a aproximadamente 30.0% en peso, en donde los agentes de curado se escogen del grupo que comprende agentes de curado hidráulicos y agentes de curado no hidráulicos .

35. El método de la reivindicación 34, en donde los agentes de curado son silicato de aluminio.

36. El método de la reivindicación 33, en donde antes de la etapa de mezclar una emulsión acuosa y una emulsión modificada con resina con suelo nativo asociado para formar una base del camino, el método se caracteriza por la etapa de: mezclar un agente de curado con suelo nativo asociado.