專利名稱：一種航空跑道安全攔阻方塊及其攔阻跑道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種航空機(jī)場(chǎng)的安全設(shè)施，特別涉及當(dāng)飛機(jī)沖出正常跑道時(shí)的安 全攔阻設(shè)施，確切地說(shuō)是一種航空跑道安全攔阻方塊及其攔阻跑道。
二背景技術(shù)：
當(dāng)飛機(jī)著陸或放棄起飛程序時(shí)，不能夠及時(shí)停止，出現(xiàn)意外而沖出跑道，飛機(jī)和旅 客會(huì)遇到不同情況如果飛機(jī)滑行在有足夠長(zhǎng)度的較堅(jiān)硬土壤上，可能會(huì)安全停下來(lái)；但 是，如果機(jī)場(chǎng)跑道之外是土壤或有雨水、下雪結(jié)冰，或在山區(qū)江河附近等，飛機(jī)滑行的距離 和結(jié)果如何就要看運(yùn)氣了，往往就會(huì)造成機(jī)毀人亡的事故。為了使沖出跑道而發(fā)生事故的 損失最小，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(FAA)規(guī)定在跑道的端頭必須預(yù)留出300米長(zhǎng)度的安全區(qū) 域。世界各國(guó)也紛紛對(duì)在建的和將要興建的航空跑道規(guī)劃設(shè)計(jì)安全區(qū)域。但對(duì)已有的航 空機(jī)場(chǎng)或條件有限的在建和將要興建的機(jī)場(chǎng)，由于機(jī)場(chǎng)土地面積(如山區(qū))、機(jī)場(chǎng)周邊居民 區(qū)、交通道路、環(huán)境條件等限制，無(wú)法征集到足夠的土地、空間作為完整的安全區(qū)域。為解決 潛在的安全隱患，在跑道端部設(shè)置攔阻設(shè)施不失為亡羊補(bǔ)牢的安全保護(hù)措施。對(duì)軍用機(jī)場(chǎng) 和航母機(jī)坪多采用攔阻網(wǎng)或攔阻鋼纜繩，這是根據(jù)軍用飛機(jī)和艦載飛機(jī)的著陸支架結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)的。對(duì)平時(shí)主要用于民航的航空機(jī)場(chǎng)，鑒于民用飛機(jī)著陸支架結(jié)構(gòu)和普通旅客的人身安 全考慮，多設(shè)置壓潰型安全攔阻跑道系統(tǒng)，這為民航飛機(jī)場(chǎng)的最佳安全攔阻設(shè)施選擇。申請(qǐng)人:首于2007年元月22日申請(qǐng)了《一種航空跑道壓潰型安全攔阻方塊》的實(shí) 用新型專利(ZL200720034007.0)，該攔阻方塊有兩種結(jié)構(gòu)，一種是以鋁粉為發(fā)氣劑制備的 粉煤灰加氣混凝土方塊，其內(nèi)有化學(xué)發(fā)泡形成的氣泡(1)，底部有由加強(qiáng)筋加固的加強(qiáng)層；另一種是以水泥、粉煤灰或/和細(xì)砂漿料注模具成型的混凝土方塊，其內(nèi)有中空長(zhǎng)孔，底部有由加強(qiáng)筋加固的加強(qiáng)層O)。該攔阻方塊通過(guò)調(diào)節(jié)混凝土各組分比例以及控制 氣孔(1)或中空長(zhǎng)孔(3)的大小和密度使系列攔阻方塊獲得遞增(或遞減)的壓潰強(qiáng)度。 當(dāng)飛機(jī)對(duì)由該系列攔阻方塊構(gòu)建的安全攔阻跑道實(shí)施碾壓時(shí)，方塊通過(guò)自身的變形、潰碎 以吸收飛機(jī)滑行的動(dòng)能使之減速，同時(shí)壓潰強(qiáng)度依次增大，導(dǎo)致攔阻的作用力逐漸增加，直 至將飛機(jī)攔阻在預(yù)定的安全區(qū)域。實(shí)驗(yàn)表明，由于攔阻方塊長(zhǎng)期暴露在野外空氣中，環(huán)境氣候變化，特別是光照和冰 雪雨水會(huì)影響方塊的壓潰強(qiáng)度，因此需要具備很好耐候的性能，此外實(shí)踐表明，這樣的攔阻 方塊不方便機(jī)械化搬運(yùn)施工。
三、發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種改進(jìn)的航空跑道安全攔阻方塊，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是 賦予攔阻方塊的具備耐候的性能。本實(shí)用新型有以下三種技術(shù)方案。第一種方案是以鋁粉為發(fā)氣劑制備的粉煤灰加氣混凝土方塊或砂加氣混凝土方 塊(下統(tǒng)稱加氣混凝土方塊)，包括其內(nèi)的氣泡1和底部由加強(qiáng)筋加固的加強(qiáng)層2，與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別是至少在方塊的頂部有耐候保護(hù)層4，如圖1所示。最好在方塊的頂部及四周 (即前后左右四個(gè)面)都設(shè)置耐候保護(hù)層4。為方便機(jī)械搬運(yùn)，在方塊底部設(shè)置槽孔5。該方塊的生產(chǎn)方法包括原料和水的混合攪拌、澆模發(fā)氣、脫模切割、預(yù)養(yǎng)和蒸養(yǎng)， 最后在方塊的頂部或/和四周粘合耐候保護(hù)層4，該保護(hù)層由聚合物改性水泥加工而成。通 過(guò)調(diào)節(jié)加氣混凝土原料配比和中空氣泡的大小和密度而獲得可調(diào)控的脆性壓潰攔阻所需 的強(qiáng)度。所述的原料包括陽(yáng) 80份粉煤灰或細(xì)砂、10 25份生石灰、5 20份水泥、1 8份石膏、0.3 10份鋁粉。第二種方案是以水泥、粉煤灰或/和細(xì)砂漿料經(jīng)模具成型的混凝土方塊，包括其 內(nèi)的中空長(zhǎng)孔3和底部由加強(qiáng)筋加固的加強(qiáng)層2，與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別是至少在方塊的頂部 有耐候保護(hù)層4，如圖2所示。最好在方塊的頂部及四周(即前后左右四個(gè)面)都設(shè)置耐候 保護(hù)層4。為方便機(jī)械搬運(yùn)，在方塊底部設(shè)置槽孔5。該方塊生產(chǎn)方法是將普通水泥和水?dāng)嚢杌旌铣蓾{料或者水泥40 80份，粉煤灰 或/和細(xì)砂20 60份與水?dāng)嚢杌旌铣蓾{料，然后澆注到預(yù)置有芯模、加強(qiáng)筋和隔離劑的模 具中，初凝后抽出芯模、常規(guī)養(yǎng)護(hù)便得到具有中空長(zhǎng)孔3結(jié)構(gòu)的混凝土方塊，最后在方塊的 頂部或/和四周粘合耐候抗紫外線保護(hù)層4。通過(guò)調(diào)節(jié)原料配比可獲得可調(diào)控的壓潰強(qiáng)度。第三種方案是復(fù)合攔阻方塊，與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別是由輕質(zhì)顆粒6和膠結(jié)劑組成的 本方塊的底部有由加強(qiáng)筋加固的加強(qiáng)層2，并且至少在方塊的頂部有耐候保護(hù)層4，如圖3 所示。最好在方塊的頂部及四周(即前后左右四個(gè)面)都設(shè)置耐候保護(hù)層4。為方便機(jī)械搬運(yùn)，在方塊底部設(shè)置槽孔5。這些輕質(zhì)顆粒6是由無(wú)機(jī)、有機(jī)顆?；蚯驁F(tuán)組成。具體地說(shuō)，無(wú)機(jī)顆?；蚯驁F(tuán)為陶 砂、陶粒、膨脹珍珠巖顆粒、沸石顆粒、蛭石顆粒、泡沫玻璃、海綿硅砂；有機(jī)顆?；蚯驁F(tuán)是阻 燃聚苯乙烯顆粒、阻燃酚醛泡沫塑料顆粒。這些膠結(jié)劑是無(wú)機(jī)膠結(jié)劑、或有機(jī)膠結(jié)劑、或無(wú)機(jī)與有機(jī)膠結(jié)劑的混合體。具體地 說(shuō)，無(wú)機(jī)膠結(jié)劑是各種水泥；有機(jī)膠結(jié)劑是阻燃型丙烯酸酯樹(shù)脂、阻燃型苯乙烯/丙烯酸酯 類共聚樹(shù)脂，阻燃型聚氨酯膠結(jié)劑；無(wú)機(jī)和有機(jī)膠結(jié)劑的混合體是聚合物改性水泥砂漿，聚 合物改性水泥漿。通過(guò)調(diào)節(jié)本復(fù)合方塊中的輕質(zhì)顆粒與膠結(jié)劑的配比和密度，使安全攔阻 系統(tǒng)獲得可預(yù)測(cè)和調(diào)節(jié)的脆性壓潰攔阻所需的強(qiáng)度。以輕質(zhì)顆粒和膠結(jié)劑組成的攔阻方 塊，可以工廠化預(yù)制生產(chǎn)，或在航空機(jī)場(chǎng)工地現(xiàn)場(chǎng)制作。上述技術(shù)方案中攔阻跑道的方塊，可以根據(jù)具體攔阻工程需要，將攔阻方塊自上 至下分層制作成單至多層的方塊，不同密度或強(qiáng)度可以依次遞減或遞增排列，以達(dá)到設(shè)計(jì) 要求。在本三種技術(shù)方案中，所使用的水泥是一般建筑行業(yè)用的水泥，比如硅酸鹽水泥、 礦渣水泥、復(fù)合水泥、粉煤灰水泥、堿激活水泥等。堿激活水泥是土壤聚合物水泥、堿礦渣水 泥、堿激活粉煤灰水泥、堿激活火山灰水泥等。與硅酸鹽類水泥的硅酸鈣的水化反應(yīng)機(jī)理完 全不同，堿激活水泥以偏高嶺石等無(wú)定形硅鋁氧化合物材料為主要活性成分，以及高爐礦 渣、電廠粉煤灰、硅灰等工業(yè)廢渣組成，在生石灰等堿鹽或堿的激活作用下，聚合反應(yīng)形成 大量網(wǎng)絡(luò)狀沸石型結(jié)構(gòu)的膠凝產(chǎn)物，起到水泥的膠凝作用。[0019]用本攔阻方塊構(gòu)建斜坡?tīng)畎踩珨r阻跑道，也就是說(shuō)本攔阻跑道由厚度IOcm至 90cm范圍遞增的攔阻方塊所構(gòu)成，從正常跑道端部起始并沿著跑道長(zhǎng)度方向向外延伸，呈 10 90cm遞增的斜坡?tīng)睿麄€(gè)安全攔阻跑道依次由引導(dǎo)區(qū)7和不等密度的攔阻方塊8a和 8b構(gòu)成的攔阻區(qū)所組成。跑道表面有耐候保護(hù)層4。如圖4、圖5所示。在同一區(qū)域中的攔 阻方塊的壓潰強(qiáng)度相同，區(qū)域的交替處，方塊可以上下重疊排列，使相鄰的兩區(qū)域間的壓潰 強(qiáng)度呈漸增高式過(guò)渡。攔阻跑道的底部用浙青或其它防水型粘合劑與地面相固定，以免攔 阻方塊移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)表明，本攔阻方塊不招引昆蟲、鳥(niǎo)類，無(wú)靜電、不燃、耐水侵蝕、抗紫外線、可穩(wěn) 定保持15年以上。模擬試驗(yàn)表明，本三種技術(shù)方案所產(chǎn)生的攔阻方塊構(gòu)建的安全攔阻跑道 適用于包括波音、麥道和空中客車等大型客機(jī)和小型客機(jī)的各種民航客機(jī)的有效攔阻，對(duì) 飛機(jī)的破壞最小，特別是能充分保護(hù)乘客的人身安全。本安全攔阻設(shè)施，不僅適用于民航機(jī) 場(chǎng)跑道，也適用于高速公路急彎處、賽車道等正常跑道端部設(shè)置安全攔阻跑道。特別指出是，本安全攔阻設(shè)施也很適用于軍用機(jī)場(chǎng)跑道。軍用機(jī)場(chǎng)多設(shè)置在山區(qū) 或較隱蔽的地區(qū)，本壓潰型攔阻跑道可增加正常機(jī)場(chǎng)跑道的有效長(zhǎng)度，提高機(jī)場(chǎng)跑道的利 用率。除了需要人工時(shí)刻監(jiān)視控制的攔阻網(wǎng)和攔阻鋼纜繩設(shè)施之外，還可以再附加本攔阻 設(shè)施，做到可長(zhǎng)期自我維持?jǐn)r阻功能的飛行安全設(shè)施，無(wú)需人工值守，對(duì)于軍用機(jī)場(chǎng)的安全 保障有重要意義。
四
圖1 加氣混凝土攔阻方塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 中空長(zhǎng)孔混凝土攔阻方塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖3 輕質(zhì)顆粒復(fù)合攔阻方塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖4 用攔阻方塊構(gòu)建的不等密度分區(qū)安全攔阻跑道。圖5 用攔阻方塊構(gòu)建的不等密度分層安全攔阻跑道。圖6 安全攔阻跑道對(duì)沖出跑道的飛機(jī)實(shí)現(xiàn)安全攔阻示意圖。
五具體實(shí)施方式
現(xiàn)以定點(diǎn)澆注法(澆注機(jī)固定、模具移動(dòng))加工1米X 1米、高100 900mm的安 全攔阻方塊為例，非限定實(shí)施例敘述如下取金屬組裝模具，內(nèi)噴130#機(jī)油作隔離劑，底部置放構(gòu)成加強(qiáng)層的耐堿玻璃纖維 布及塑料底托盤，托盤上有截面為矩形凸起，對(duì)加工中空長(zhǎng)圓孔混凝土安全攔阻系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， 還需平行置放若干根圓芯模。1、取粉煤灰67份，生石灰17份，硅酸鹽水泥13份，石膏3份，鋁粉5份，投入澆 注攪拌機(jī)中混合攪拌，再加入65份水繼續(xù)攪拌成漿料，然后澆注于模具中，控制漿料厚度 約為模具高度的2/3，漿料在模具中反應(yīng)發(fā)氣并膨脹，待漿料不再升溫、膨脹時(shí)移入預(yù)養(yǎng)室 中，60°C保溫2小時(shí)，然后脫模切割，送高壓蒸養(yǎng)釜中蒸汽養(yǎng)護(hù)，溫度190°C、蒸汽壓力12kg/ cm2，維持6小時(shí)，最后冷卻、降壓、出料即得到粉煤灰加氣混凝土攔阻方塊，其內(nèi)有氣泡1， 底部有加強(qiáng)層2，以及供機(jī)械搬運(yùn)用的槽孔5。2、取細(xì)砂65份、生石灰18份，堿激活水泥15份，石膏5份，鋁粉6份，水65份，其余操作同實(shí)施例1。得到砂加氣混凝土攔阻方塊，其內(nèi)有氣泡1，底部有加強(qiáng)層2，以及供機(jī) 械搬運(yùn)用的槽孔5。3、取100份礦渣水泥、60份水、或者80份粉煤灰和65份水，投入澆注攪拌機(jī)中混 合攪拌成漿料，然后澆注于預(yù)設(shè)有圓芯模的模具中，初凝后抽出圓芯模，切割，蒸汽養(yǎng)護(hù)，得 到具有中空長(zhǎng)圓孔結(jié)構(gòu)的混凝土攔阻方塊，其內(nèi)有中空長(zhǎng)孔3，底部有加強(qiáng)層2，以及供機(jī) 械搬運(yùn)用的槽孔5。4、取輕質(zhì)陶粒60份，阻燃聚苯乙烯顆粒18份，細(xì)砂12份，聚合物改性水泥漿25 份，水15份，投入澆注攪拌機(jī)中混合攪拌，然后澆注于模具中，待料漿充分凝固硬化后，移 入養(yǎng)護(hù)室中，60°C保溫養(yǎng)護(hù)8小時(shí)，最后冷卻，檢驗(yàn)，包裝，即得到攔阻方塊。5、在例1、例2、例3、例4制備的攔阻方塊的頂部和四周粘合由聚合物改性水泥加 工的耐候保護(hù)層4。聚合物改性水泥由聚丙烯酸酯乳液20份、水泥80份，細(xì)砂10份加工而 成。6、取實(shí)施例5中任一種攔阻方塊，在原跑道的兩端區(qū)、沿跑道方向構(gòu)成攔阻跑道。如圖4所示，首先構(gòu)建斜坡?tīng)钜龑?dǎo)區(qū)7，然后取低密度方塊8a和高密度方塊8b依 次構(gòu)成斜坡?tīng)顢r阻區(qū)。其表面有耐候保護(hù)層4。如圖5所示，首先構(gòu)建斜坡?tīng)钜龑?dǎo)區(qū)7，然后取頂層無(wú)耐候?qū)?的高密度方塊8b構(gòu) 建斜坡?tīng)顢r阻區(qū)，最后在其上迭加低密度方塊8a，跑道表面有耐候保護(hù)層4。
權(quán)利要求1.一種航空跑道安全攔阻方塊，是加氣混凝土方塊，包括其內(nèi)化學(xué)發(fā)泡形成的氣泡 (1)和底部的加強(qiáng)層O)，其特征在于至少在方塊的頂部有耐候性保護(hù)層G)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攔阻方塊，其特征在于在方塊的四周均有耐候性保護(hù)層⑷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攔阻方塊，其特征在于在方塊的底部有供搬運(yùn)的槽孔⑶。
4.一種航空跑道安全攔阻方塊，是混凝土方塊，包括其內(nèi)的中空長(zhǎng)孔(3)和底部的加 強(qiáng)層O)，其特征在于至少在方塊的頂部有耐候性保護(hù)層G)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攔阻方塊，其特征在于在方塊的四周均有耐候性保護(hù)層⑷。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的攔阻方塊，其特征在于在方塊的底部有供搬運(yùn)的槽孔⑶。
7.一種航空跑道安全攔阻方塊，是輕質(zhì)顆粒復(fù)合方塊，其特征在于在方塊的底部有 加強(qiáng)層O)，至少在方塊的頂部有耐候性保護(hù)層G)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攔阻方塊，其特征在于在方塊的四周均有耐候性保護(hù)層⑷。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的攔阻方塊，其特征在于在方塊的底部有供搬運(yùn)的槽孔⑶。
10.一種航空攔阻跑道，由高IOcm 90cm遞增的系列攔阻方塊所構(gòu)成，其特征在于 構(gòu)建在航空跑道端部、并沿跑道長(zhǎng)度方向延伸的攔阻跑道呈IOcm 90cm遞增的斜坡?tīng)?，?依次由引導(dǎo)區(qū)(7)和不等密度攔阻方塊(8a、8b)構(gòu)成的攔阻區(qū)所組成，跑道表面有耐候保 護(hù)層⑷。
專利摘要一種航空跑道安全攔阻方塊，是模具成型的底部有加強(qiáng)層(2)的加氣混凝土方塊或混凝土方塊或輕質(zhì)顆粒方塊，其特征是至少在方塊的頂部有耐候性保護(hù)層(4)。由本方塊可在跑道端區(qū)并沿跑道方向構(gòu)建高出地表的斜坡?tīng)顢r阻跑道，本跑道由引導(dǎo)區(qū)(7)和不等密度的方塊(8a)、(8b)構(gòu)成的攔阻區(qū)所組成。
文檔編號(hào)E01C5/06GK201924251SQ20102021216
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者桂永全, 高國(guó)華 申請(qǐng)人:桂永全