专利名称：临时机场复合材料道面垫板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轻质高强的临时机场复合材料夹层结构道面 垫板及其快速拼装技术，可用于快速建设临时机场或用于建设临时性 场地。
技术背景紧急情况下，如地震、洪水等灾害发生时，为了迅速完成救灾 抢险工作，往往必须具备快速建设临时性机场的能力，实现各种场地 条件下、任意偏远地区的物资补给与人员转移，而在恶劣环境下，往 往缺乏足够的时间去修建标准的混凝土机场道面工程，这就提出了研 究抢建抢修用轻质高强临时机场道面垫板的任务。传统的机场道面工 程基本采用快速硬化水泥的方式，施工复杂，周期长，破坏自然场地 环境，不能适应突发性、快节奏的要求，同时该道面垫板也可用于国 防工程。另外在恶劣场地条件下，如有大型设备、车辆停放，或有人 员集会，往往需要建设大规模临时性场地，而现行的方式基本不能达 到快速抢建、不破坏场地条件和可重复使用的要求。 发明内容本实用新型的目的则是针对上述现有技术的不足，提供一种民用 与国防急需的临时机场复合材料道面垫板。本实用新型的目的可以通过以下措施来达到一种临时机场复合材料道面垫板，它包括芯材l，在芯材1的两侧 面设有纤维布层与树脂固化而成的面板2,芯材1的上下表面开有网格状的凹槽4，凹槽4的相交处沿芯材1的厚度方向上设有穿孔5，穿孔 5中填充有树脂柱6或填充有纤维与树脂固化而成的复合材料柱7,或 是沿芯材1厚度方向剖开，在剖开空隙位置中填充树脂后形成树脂腹 板8或者在其中填充纤维布，纤维布与树脂形成复合材料腹板9，其特 征是垫板的四周侧边设置为阴阳连接边，两相邻连接边为阳边，另外 两相邻连接边则为阴边，在垫板的四侧边的阴阳连接边上开设有螺栓 孔10，相邻两块垫板拼装时，其中一块垫板的阳连接边与另一块垫板的阴连接边相叠合，其上的螺栓孔IO位置对应吻合。所述的凹槽3可 以为尖形、矩形、开口三角形或其他任意形状。所述的阴阳连接边为 台阶式的连接边，相邻两块垫板连接后其连接边处的厚度与垫板的整 体厚度相同。所述的垫板分为长为宽两倍的矩形垫板、长宽相等的正方形垫板 两种规格。所述面板2的上侧面设有防滑涂层3，它为砂子与树脂的混合料。所述的螺栓孔10中贯穿有螺栓11，螺栓ll为上下带圆形、椭圆 或矩形螺帽，中间为圆柱形螺杆的螺栓、T型螺栓。所述的芯材1的材质为Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、胶合板、 聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫或碳泡沫。所述的面板2采用的纤维布层包括单轴向、双轴向或多轴向的碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或杂交纤维布，面板2采用的树脂包括不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂或酚醛树脂。所述纤维布层的铺 设方向与层数可根据需要灵活调整，且芯材l两侧面板2的厚度可一致也可不一致。所述的垫板拼装时，相邻垫板的阴阳连接相互对接，呈砖砌形式， 通过螺栓11穿过螺栓孔10将各块垫板连接固定在一起，形成临时机 场的道面。本实用新型具有如下优点用本实用新型临时机场复合材料道面垫板与其他产品相比，其最大的特点是重量轻，强度高，刚度大、防潮、耐腐蚀、抗剥离、拼 装简便迅速、可重复使用，可用于临时机场的建设与修补，也可用于 大型临对性场地的建设。同时该复合材料道面垫板可工业化生产，可 按使用要求和场地土条件生产不同规格(长度、宽度和厚度可变)的 道面垫板。
图1为临时机场复合材料道面垫板结构示意图之一。图2为临时机场复合材料道面垫板结构示意图之二。 图3为临时机场复合材料道面垫板结构示意图之三。 图4为临时机场复合材料道面垫板连接边的结构示意图。 图5为临时机场复合材料道面垫板拼装示意图。 图6为临时机场复合材料道面垫板拼装后的结构示意图。 附图中1为芯材，包括轻木(Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、 胶合板等)或泡沫(聚氨酯、聚氯乙烯、碳泡沬等)；2为面板，由纤 维布层与树脂固化而成；3为防滑涂层；4为凹槽，包括尖形、矩形、 开口三角形等；5为填满树脂的穿孔；6为树脂柱；7为复合材料柱； 8为树脂腹板；9为复合材料腹板；IO为螺栓孔；ll为螺栓。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地说明 如图所示，本实用新型包括轻木或泡沫材质的芯材1，在芯材1 的两侧面铺设有纤维布层与树脂固化而成的面板2，在面板2的上表面可敷设防滑涂层3。针对芯材l，可采取一些创新构型方式，增强芯材1的抗压、抗剪与抗剥离性能，如芯材1的表面可开有网格状的凹槽4，也可同时沿芯材1的厚度方向上设有穿孔5，填充树脂形成树脂柱6或采用纤维缝纫并与树脂固化形成复合材料柱7;也可沿芯材1的厚度方向剖开，填充树脂形成树脂腹板8或填充纤维布，并与树脂 固化形成复合材料腹板9。在临时机场复合材料道面垫板的拼装技术方面，可预先使垫板两 相邻连接边为阳边，另外两相邻连接边为阴边，并在四侧的连接边上开有矩形的螺栓孔10，并使得相对的阳连接边与阴连接边的螺栓孔10 保持在平行于侧边的轴线上。两块垫板拼装时， 一块垫板的阳连接边 与另一块垫板的阴连接边相叠合，并使得各自的螺栓孔IO对齐，将具 有上下椭圆螺帽，中间为圆柱形螺杆的螺栓11贯穿矩形的螺栓孔10 中，然后旋转卯度，此时上下椭圆螺帽即可卡住相邻两垫板。建议采 用砖砌方式拼装。本实用新型的具体实施方式
如下 实施例1本实用新型的临时机场复合材料道面垫板，它包括泡桐木材质的 芯材1，在芯材1的两侧面均铺设有面板2，面板2由两层双轴向玻璃纤维布与酚醛树脂固化而成，通过手糊工艺制备，面板2上表面涂有 金刚砂与树脂混合料的防滑涂层3。垫板四周设有阴阳连接边，每条 连接边上布置三个普通圆型螺栓孔10，拼装时，采用带有螺纹杆的螺 栓11贯穿螺栓孔IO拧紧即可。 实施例2本实用新型的临时机场复合材料道面垫板，它包括聚氯乙烯泡沫 材质的芯材l，在芯材1的上下表面开有正交布置的尖形凹槽4，并同 时在凹槽的相交处沿芯材1的厚度方向上设有圆形穿孔5，灌注树脂 后形成树脂柱6，在芯材1的两侧面均铺设有面板2，面板2由四层四 轴向玻璃纤维布与环氧树脂固化而成，通过真空导入成型工艺制备。 垫板四周设有阴阳连接边，每条连接边上布置四个矩形螺栓孔10，拼 装时，将具有上下椭圆螺帽，中间为圆柱形螺杆的螺栓11贯穿矩形的 螺栓孔IO，然后旋转90度，此时上下椭圆螺帽即可卡住相邻两垫板。实施例3本实用新型的临时机场复合材料道面垫板，它包括聚氨酯泡沫材 质的芯材1，沿芯材1的厚度方向上剖开，剖开位置为双向正交、竖 直布置，并在剖开位置填充玻璃纤维布，填满乙烯基树脂后形成复合 材料腹板9，在芯材1的两侧面均铺设有面板2，上表面铺设有三层四轴向玻璃纤维布层，下表面铺设有五层四轴向玻璃/碳杂交纤维布层。 垫板四周设有阴阳连接边，每条连接边上布置三个圆形螺栓孔10，螺 栓孔IO位于垫板下侧固定有已成型永久螺帽，拼装时，将T型螺栓拧 紧永久螺帽即可，整体场地建议采用砖砌方式拼装。上述复合材料路面垫板的制备方法多样，可以采用手糊工艺、真 空袋成型工艺、真空导入成型工艺或RTM成型工艺制备，以真空导入 成型工艺和RTM成型工艺为例a. 在轻木(包括Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、胶合板等) 和泡沬(包括聚氨酯、聚氯乙烯、碳泡沫等)芯材1的上下表面开 正交布置的凹槽4 (槽的形状可包括尖形、矩形、开口三角形等)；b. 沿开完槽的芯材1的厚度方向穿孔，孔布置在凹槽的相交处， 穿孔5—般为圆形，也可为椭圆形、方形、菱形等其它形状；C.其中b步骤也可在泡沫(包括聚氨酯、聚氯乙烯、碳泡沫等)和轻木(包括Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、胶合板等)芯材1的厚度方向上剖开，在芯材l平面方向上，可单向也可双向或多向剖开， 剖开的位置、尺寸与数量可根据受力需要任意布置，在芯材1厚度方向上，剖开的形状可竖直或倾斜；d. 处理完毕的芯材可根据使用要求与场地土条件加工成一定尺寸；e. 将一层或多层纤维布(包括单轴向、双轴向或多轴向的碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维以及杂交纤维布等)铺设于芯材1的上下表面，并整体置于真空袋或模具中；f. 通过真空导入成型工艺或RTM成型工艺将树脂(包括不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂等)灌入到真空袋或模具中-，g. 根据需要，可在常温常压或高温高压等特殊情况下将树脂固 化，待树脂固化成型后，取出构件-，h. 在垫板的上表面涂有防滑涂层3，防滑涂层3为砂子与树脂的 混合料；i. 在垫板的四周阴阳连接边钻螺栓孔10，相邻垫板采用螺栓11 相连，整体场地拼装形式建议采用砖砌方式。此时，即可获得可快速拼装的临时机场复合材料道面垫板。其中 面板2的种类与层数，芯材l的种类与厚度，树脂的种类，凹槽3的 形状与尺寸，穿孔5的布置与孔径，腹板的布置与尺寸，防滑涂层3 的砂子种类，螺栓孔10、螺栓11的个数与种类均可根据需要灵活调整。
权利要求1、一种临时机场复合材料道面垫板，它包括芯材(1)，在芯材(1)的两侧面设有纤维布层与树脂固化而成的面板(2)，芯材(1)的上下表面开有网格状的凹槽(4)，凹槽(4)的相交处沿芯材(1)的厚度方向上设有穿孔(5)，穿孔(5)中填充有树脂柱(6)或填充有纤维与树脂固化而成的复合材料柱(7)，或是沿芯材(1)厚度方向剖开，在剖开空隙位置中填充树脂后形成树脂腹板(8)或者在其中填充纤维布，纤维布与树脂形成复合材料腹板(9)，其特征是垫板的四周侧边设置为阴阳连接边，两相邻连接边为阳边，另外两相邻连接边则为阴边，在垫板的四侧边的阴阳连接边上开设有螺栓孔(10)，相邻两块垫板拼装时，其中一块垫板的阳连接边与另一块垫板的阴连接边相叠合，其上的螺栓孔(10)位置对应吻合。
2、 根据权利要求1所述的临时机场复合材料道面垫板，其特征是 所述的垫板分为长为宽两倍的矩形垫板、长宽相等的正方形垫板两种 规格。
3、 根据权利要求1所述的临时机场复合材料道面垫板，其特征是 所述的面板(2)的上侧面设有防滑涂层(3)。
4、 根据权利要求1所述的临时机场复合材料道面垫板，其特征是 所述的螺栓孔(10)中贯穿有螺栓(11)，螺栓(11)为上下带圆形、 椭圆或矩形螺帽，中间为圆柱形螺杆的螺栓、T型螺栓。
5、 根据权利要求1所述的临时机场复合材料道面垫板，其特征是 所述的芯材(1)的材质为Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、胶合板、 聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫或碳泡沬。
6、 根据权利要求1所述的临时机场复合材料道面垫板，其特征是 所述的面板(2)采用的纤维布层包括单轴向、双轴向或多轴向的碳 纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或杂交纤维布，面板(2)采用的树脂包括: 不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂或酚醛树脂。
7、根据权利要求1所述的临时机场复合材料道面垫板，其特征是 所述的垫板拼装时，相邻垫板的阴阳连接相互对接，呈砖砌形式，通 过螺栓(11)穿过螺栓孔(10)将各块垫板连接固定在一起，形成临 时机场的道面。
专利摘要本实用新型涉及一种临时机场复合材料道面垫板，它包括芯材(1)，在芯材(1)的两侧面设有纤维布层与树脂固化而成的面板(2)，面板(2)的上表面上设有防滑涂层(3)，芯材(1)的上下表面开有凹槽(4)，其特征是垫板的四周连接边为阴阳连接边，相邻垫板的阴阳连接边对接后通过螺栓(11)连接固定。本实用新型垫板四周具有阴阳连接边，两块垫板拼装时，阴阳连接边相叠合即可，连接牢固，传力可靠，整体场地拼装建议采用砖砌方式，可用于临时机场和临时性场地的修建与修补，其特点是重量轻、强度高、刚度大、耐腐蚀、抗剥离，芯材的抗压和抗剪能力强，拼装简便迅速，可重复使用，不破坏场地环境，可工业化生产。
文档编号E01C9/00GK201050029SQ20072003830
公开日2008年4月23日 申请日期2007年6月18日 优先权日2007年6月18日
发明者里 万, 刘伟庆, 海 方 申请人:南京工业大学