专利名称：一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种桥梁或隧道防撞结构，尤其涉及ー种采用复合材料制造的防撞路缘结构，具体地说是ー种在桥梁或隧道的道路两侧设置、可进行缓冲吸能的复合材料防撞路缘结构。
背景技术：
随着我国交通事业的飞速发展，大型桥梁和隧道不断兴建，大大提高了我国的交通运输能力。但是随之而来的，车辆在桥梁和隧道中的交通事故也不断增多，车辆冲撞路缘甚至坠桥、撞击隧道墙壁的情况也屡见不鲜。该类事故的发生，既危害人们的生命财产安 全，也会造成交通中断导致更大的损失。因此加强桥梁、隧道的防撞设施建设对于保护人身财产安全、保障交通畅通具有重要的意义。在桥梁安全设施方面，目前我国行业推荐性标准《公路交通安全设施设计细则》(JTG/TD81-2006)对新建桥梁的安全设施建设做出了明文规定，但并未对既有桥梁的安全设施进行明确規定。另外对于隧道的安全设施，目前主要采用石材或混凝土等材料制作的路缘石防止车辆冲撞隧道墙壁。这种路缘石由于硬度和刚度较大，缺乏缓冲机制，因此其撞击反カ很大，会对人体造成更大的伤害，同时也会造成车辆的损坏。因此，具有较小硬度和刚度以及缓冲耗能机制的柔性路缘防撞结构，在未来桥梁和隧道的防撞设施建设中具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供ー种便于推广、施工简便的能充分吸收撞击能量、成本低、绿色环保的缓冲吸能型复合材料路缘防撞装置。本发明采用的技术方案为一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，由多个防撞单元通过连接件组合而成，防撞单元通过紧固件固定在路缘上，防撞单元包括外壳和设置于外壳内的填充材料体构成；
所述外壳包括复合材料面层，所述填充材料体包括空间格构体和耗能材料，空间格构体由纤维腹板布置而成，耗能材料位于空间格构体内部空隙和/或空间格构体与外壳的内壁之间。作为优选，所述外壳为复合材料面层构成的实心壳体或者为复合材料面层与夹心材料构成的夹层壳体。作为优选，所述空间格构体由纤维腹板呈单层单向、单层双向、多层单向或多层多向布置而成。作为优选，所述连接件包括索、不锈钢链、缆绳、钢绞线、尼龙棒中的ー种或几种；所述紧固件包括螺栓、销钉中的ー种或几种。作为优选，所述的复合材料面层和纤维腹板采用纤维与树脂制成，所述的纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、混杂纤维中的至少ー种；所述的树脂为不饱和聚酷、邻苯树脂、こ烯基树脂、环氧树脂、无机树脂或热塑性树脂材料中的至少ー种。作为优选，所述的夹芯材料包括聚氨酯泡沫、聚氯こ烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫和PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木或强芯毡中的至少ー种。作为优选，所述的耗能材料为聚氨酷泡沫、聚氯こ烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、泡沫铝、泡沫砂、蜂窝、圆管、毛竹、橡胶轮胎、橡胶粒、橡胶块、聚氨酯弾性体、砂、泡沫颗粒与砂的混合料、聚苯砂浆、空心管、空心塑料球中的至少ー种。作为优选，所述的防撞单元截面为方形、梯形、圆形、椭圆形、“L”形、环形，防撞单元为棱柱体、圆柱体、椭圆柱体。作为优选，所述的防撞单元侧壁为直壁、圆弧形、波纹形。所述的防撞单元具有预留孔洞、孔道和/或具有预埋件，通过连接件与相邻防撞单元连接，和/或与路缘固定。本发明相比现有技术有如下优点
I、本发明的防撞单元可通过连接件快速连接形成整体，且单元损坏后可単独进行更换，方便快捷。2、本发明防撞单元的外壳采用树脂基纤维增强复合材料，其耐腐蚀性能极其优越，能在酸、碱、海水等各种恶劣环境下使用，因此特别适用于跨海大桥或沿海公路。3、本发明的填充材料体采用在空间格构体内填充耗能材料实现缓冲耗能，整体吸能效果好，撞击反力小，可减小人员和车身的损坏。4、本发明的防撞单元尺寸外形设计灵活，适用范围广，既可用于既有工程防护设施的改造，也可用于新建工程防护设施的建设。
图I为本发明的防撞单元构造示意 图2-图5为本发明的防撞单元形状示意 图6-图9为本发明的防撞单元侧壁形状示意 图10为本发明的防撞装置实施例I示意 图11为本发明的防撞装置实施例2示意 图12为本发明的防撞装置实施例3示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进ー步说明。如图I所示一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，它包括防撞单元1，防撞单元I包括壳体2和位于壳体2内的填充材料体3，其中壳体2为复合材料面层4构成的实心壳体或者为内部填充有夹芯材料5的复合材料面层4与夹心材料5构成的夹层壳体，复合材料面层4采用纤维与树脂制成，该纤维选用碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、混杂纤维中的至少ー种，树脂选用不饱和聚酷、邻苯树脂、こ烯基树脂、环氧树脂、无机树脂或热塑性树脂材料中的至少ー种；夹芯材料5为聚氨酯泡沫、聚氯こ烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫和PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木或强芯毡中的至少ー种。填充材料体3包括空间格构体6和耗能材料7，空间格构体6由纤维腹板8呈单层单向、单层双向、多层单向或多层多向布置在壳体2内构成，纤维腹板8相交的角度任选，但优选为纵横正交布置；纤维腹板8采用纤维与树脂制成，所述的纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、混杂纤维中的至少ー种；所述的树脂为不饱和聚酷、邻苯树脂、こ烯基树脂、环氧树脂、无机树脂或热塑性树脂材料中的至少ー种。耗能材料7位于纤维腹板8之间和/或纤维腹板8与壳体2的内壁之间，且耗能材料7选用聚氨酯泡沫、聚氯こ烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、泡沫铝、泡沫砂、蜂窝、圆管、毛竹、橡胶轮胎、橡胶粒、橡胶块、聚氨酷弾性体、砂、泡沫颗粒与砂的混合料、聚苯砂浆、空心管、空心塑料球中的至少ー种，耗能材料7的尺寸、数量、位置可根据结构实际受力灵活采用。如图2-图5所示，防撞单元I截面为方形、梯形、圆形、椭圆形、“L”形、环形，防撞单元为棱柱体、圆柱体、椭圆柱体。如图6-图9所示，防撞单元I侧壁为直壁、圆弧形、波纹形或其它与防撞路缘体外形相匹配的形状。防撞单元I可通过连接件9与防撞路缘相连，连接件9为索、不锈钢链、缆绳、钢绞线中的ー种或几种的组合；还可将防撞单元I直接使用螺栓、尼龙棒或销钉等紧固件10固定在路缘的表面；还可以采用连接件与紧固件组合的方式。 实施例I
如图10所示，一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，该路缘防撞装置立面采用与路缘外形相配的“L”型结构，平面采用矩形结构，该结构由若干个防撞単元I、连接件9和紧固件10组成。防撞单元I由壳体2和填充在壳体2内的填充材料体3构成，壳体2为玻璃纤维与こ烯基树脂固化而成的复合材料面层4构成的实心壳体；壳体2内的耗能材料7选用聚氨酯泡沫，在聚氨酯泡沫的外侧包裹双轴向玻璃纤维布后沿多层多向铺设构成空间格构体6，再采用真空导入エ艺一体成型防撞单元I。在エ厂制备好防撞单元I后，在安装现场采用螺栓作为紧固件10固定于路缘上，防撞单元I之间通过连接件9连接，使其形成与路缘外沿相匹配的缓冲吸能型腹板增强复合材料防撞装置。实施例2
如图11所示，一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，该路缘防撞装置采用矩形结构，可用于新建道路、桥梁及隧道结构的路缘防撞装置。该结构由若干个防撞単元I、连接件9和紧固件10组成。防撞单元I由壳体2和填充在壳体2内的填充材料体3构成，壳体2为玻璃纤维与こ烯基树脂固化而成的复合材料面层4构成的实心壳体；壳体2内的耗能材料7选用聚氨酯泡沫，在聚氨酯泡沫的外侧包裹双轴向玻璃纤维布后沿多层多向铺设构成形成空间格构体6，再采用真空导入エ艺一体成型防撞单元I。在エ厂制备好防撞单元I后，在安装现场采用螺栓作为紧固件10固定于路缘上，防撞单元I之间通过连接件9进行连接，使其形成与路缘外沿相匹配的缓冲吸能型腹板增强复合材料防撞装置。实施例3
如图12所示，一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，该路缘防撞装置采用圆柱形结构，可用于新建道路、桥梁及隧道结构的路缘防撞装置。该结构由若干个防撞単元I及紧固件10组成。防撞单元I由壳体2和填充在壳体2内的填充材料体3构成，壳体2为玻璃纤维与こ烯基树脂固化而成的复合材料面层4构成的实心壳体；壳体2内的耗能材料7选用聚氨酯泡沫，在聚氨酯泡沫的外侧包裹双轴向玻璃纤维布后沿多层多向铺设构成形成空间格构体6，再采用真空导入エ艺一体成型防撞单元I。在エ厂制备好防撞单元I后，在安装现场采用螺栓作为紧固件10固定于路缘上，使其形成与路缘外沿相匹配的缓冲吸能型腹板增强复合材料防撞装置。应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，其特征在于由多个防撞单元通过连接件组合而成，防撞单元通过紧固件固定在路缘上，防撞单元包括外壳和设置于外壳内的填充材料体构成； 所述外壳包括复合材料面层，所述填充材料体包括空间格构体和耗能材料，空间格构体由纤维腹板布置而成，耗能材料位于空间格构体内部空隙和/或空间格构体与外壳的内壁之间。
2.根据权利要求I所述的一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，其特征在于所述外壳为复合材料面层构成的实心壳体或者为复合材料面层与夹心材料构成的夹层壳体。
3.根据权利要求I所述的一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，其特征在于所述空间格构体由纤维腹板呈单层单向、单层双向、多层单向或多层多向布置而成。
4.根据权利要求I所述的一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，其特征在于所述连接件包括索、不锈钢链、缆绳、钢绞线、尼龙棒中的一种或几种；所述紧固件包括螺栓、销钉中的一种或几种。
5.根据权利要求I所述的一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，其特征在于所述的复合材料面层和纤维腹板采用纤维与树脂制成，所述的纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、混杂纤维中的至少一种；所述的树脂为不饱和聚酯、邻苯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、无机树脂或热塑性树脂材料中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，其特征在于所述的夹芯材料包括聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫和PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木或强芯毡中的至少一种。
7.根据权利要求I所述的一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，其特征在于所述的耗能材料为聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、泡沫铝、泡沫砂、蜂窝、圆管、毛竹、橡胶轮胎、橡胶粒、橡胶块、聚氨酯弹性体、砂、泡沫颗粒与砂的混合料、聚苯砂浆、空心管、空心塑料球中的至少一种。
8.根据权利要求I所述的一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，其特征在于所述的防撞单元截面为方形、梯形、圆形、椭圆形、“L”形、环形。
9.根据权利要求I所述的一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，其特征在于所述的防撞单元侧壁为直壁、圆弧形、波纹形。
全文摘要
本发明公开了一种缓冲吸能型复合材料防撞路缘，由多个防撞单元通过连接件组合而成，防撞单元通过紧固件固定在路缘上，防撞单元包括外壳和设置于外壳内的填充材料体构成；所述外壳包括复合材料面层，所述填充材料体包括空间格构体和耗能材料，空间格构体由纤维腹板布置而成，耗能材料位于空间格构体内部空隙和/或空间格构体与外壳的内壁之间。本发明是一种便于推广、施工简便的能充分吸收撞击能量、成本低、绿色环保的缓冲吸能型复合材料路缘防撞装置。
文档编号E01C11/22GK102797209SQ201210326380
公开日2012年11月28日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者刘伟庆, 齐玉军, 方海, 张富宾 申请人:南京工业大学