一种航空跑道压溃型安全拦阻方块制造技术

一种航空跑道压溃型安全拦阻方块，是５５～８５份粉煤灰或细纱分别同１０～２５份生石灰、５～２０份水泥、１～８份石膏以及０．３～１０份铝粉经化学发泡制备的粉煤灰加气混凝土方块或者砂加气混凝土方块，或由模具成型的带有中空长孔的混凝土方块，方块底部有由加强筋加固的加强层。本方块厚度自１０～９０ｃｍ递增，在跑道端部沿跑道方向铺设成厚度和压溃强度均递增的斜坡状安全拦阻跑道，对意外冲出跑道的飞机进行拦阻，以确保飞机特别是乘客的安全。模拟试验表明，本方块铺设的安全拦阻跑道适用于包括波音、麦道和空中客车等大型客机和中小型客机的各种民航客机的有效拦阻，并确保安全。本方块也适用于高速公路急弯处、赛车道等设置安全拦阻跑道。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种航空跑道的安全设施，特别涉及当飞机冲出跑道时的安全拦阻设 施，确切地说是一种航空跑道压溃型安全拦阻方块。二
技术介绍
当飞机着陆或放弃起飞程序时，不能够及时停止，出现意外而冲出跑道，飞机和旅客会 遇到不同情况如果飞机滑行在有足够长度的较坚硬土壤上，可能会安全停下来；但是，如 果机场跑道之外是土壤或有雨水、下雪结冰，或在山区江河附近等，飞机滑行的距离和结果 如何就要看运气了，往往就会造成机毁人亡的事故。为了使冲出跑道而发生事故的损失最小， 美国联邦航空管理局(FAA)规定在跑道的端头必须预留出300米长度的安全区域。世界各 国也纷纷对在建的和将要兴建的航空跑道规划设计安全区域。但对已有的航空机场或条件有 限的在建和将要兴建的机场，由于机场土地面积(如山区)、机场周边居民区、交通道路、 环境条件等限制，无法征集到足够的土地、空间作为完整的安全区域。为解决潜在的安全隐 患，在跑道端部设置拦阻设施不失为亡羊补牢的安全保护措施。对军用机场和航母机坪多采 用拦阻网或拦阻钢缆绳，这是根据军用飞机和舰载飞机的着陆支架结构设计的。对平时主要 用于民航的航空机场，鉴于民用飞机着陆支架结构和普通旅客的人身安全考虑，多设置压溃 型拦阻安全跑道，这为民航飞机场的最佳安全拦阻设施选择。该安全拦阻跑道是由厚度以及压溃强度递增的系列方块构成的斜坡状软道面。方块是根 据飞机特定的减速阻力设计加工的，其在飞机滑行过程中被碾压，并通过飞机自重造成依次 逐渐形变、溃碎对飞机着陆轮组及起落支架做功，产生阻力(压溃拦阻)以衰减滑行速度直 至为零，这种拦阻方块的减速力学原理完全符合飞机本身原先的着陆荷载设计要求。拦阻跑 道斜面的主要作用是在飞机对拦阻方块碾压过程中，使拦阻方块与飞机着陆轮组的接触面 积和压溃强度依次加大，导致拦阻的作用力逐渐增加，这样安全拦阻跑道可以适用于多种类 型飞机的安全拦阻。对于这种压溃型拦阻方块所用的材料，主要性质应该具备有脆性、可调控压溃强度、受水 影响的材料性质变化较小，不招引各种生物、无静电、不燃或助燃、火灾中不会放出有害气 体、可长期保持其材料性能稳定、耐候性好、对飞机和乘客的可能损害最小、便于日常维护、 以及可以经济地大批量工业化生产等。多年以来，对于这种设置在跑道端头区域的压溃型跑道拦阻设施，航空机场研究人员曾建议采用多种可压溃的材料或设施，但是结果都不理想。例如，将河砂装入防水包装袋中作 为拦阻块，然而，砂包容易破碎，雨水及冰雪可以进入包装袋之间孔隙，拦阻效果极差。还 有选择设置大面积的浅水池，但是在冬季水结冰后，拦阻效果失效，还可能招引野生动物， 造成飞行事故。碎石作为另一个选择，与土壤或河砂相比，受到天气的影响较小，但是碎石 会阻碍飞机着陆轮压入土壤，还可能造成飞石对飞机发动机的损坏等。美国专利US 5193764公开的飞机拦阻系统采用酚醛泡沫材料或者具有刚性、脆性、耐 火性的板材多层组合而成，其厚度和压溃强度因具体航空机场条件而变化。这些材料若伴有 火灾，则立即失去拦阻减速作用，并且该材料本身具有一定的压縮回弹性，可导致拦阻减速 失败或减弱，即拦阻结果难以预测。美国专利US 5902068、 US 6726400公开了一种由水泥(建议使用早强水泥，在实际生产 中只能使用这种水泥)、发泡剂和水用物理发泡工艺加工的泡沫混凝土拦阻方块。首先用水 泥和水制备泥浆，单独用发泡剂和水经剧烈搅拌物理制备有大量泡沫的添加剂，然后将泥桨 和添加剂两者混合搅拌后，浇注于模具中，经自然养护形成发泡混凝土方块。美国专利US 5885025、 US 6971817公开了在泡沫混凝土方块外，再包裹一层水泥薄板 材，以保护泡沫混凝土方块避免被喷气飞机尾气的破坏，以及提高耐水性。 三、
技术实现思路
本技术旨在提供构建压溃型安全跑道用的拦阻方块。所要解决的技术问题是选择 适宜的材料及其生产方法，使拦阻方块符合特定的飞机拦阻目的，如具有必要的、均匀的中 空结构，以及可被脆性压溃的拦阻所需的强度。本拦阻方块的技术方案有两种 (一)、是以铝粉为发气剂制备的粉煤灰加气混凝土方块或者砂加气混凝土方块，其内有通 过化学反应所发泡形成的中空气泡，其底部为由加强筋加固的加强层。如图1所示。通过调 节加气混凝土原料配比和中空气泡的数量与密度，使拦阻方块获得可调控的脆性压溃拦阻所 需的强度。其生产方法包括原料和水的混合搅拌、浇模发气、脱模切割、预养和蒸养，与现有的物 理发泡的泡沫混凝土的拦阻方块技术的区别在于 (1)本拦阻方块包括下述重量份数的原料粉煤灰或细砂55 80份，生石灰10 25份，生石灰 15 20份， 石膏2 5份，水泥 5 20份，石膏 1 8份，铝粉 0.3 10份。 优选粉煤灰或细砂60 70份，水泥 10 15份，铝粉 0.5 8份。 将粉煤灰同生石灰等其他原料混合后加水搅拌成浆料或者细砂同生石灰等其他原料混 合后加水搅拌成浆料，浇注于预设有加强筋和隔离剂的模具中，任其化学反应发气，形成多 孔结构的粉煤灰加气混凝土方块或者砂加气混凝土方块。细砂为建筑业作骨料用的河砂、陶 砂等。按水料比0.55 :1 0.75:1或者0.6 :1~0.7 :1的比例加水搅拌制备浆料。加强筋选自 金属丝网或钢筋网片或耐碱玻璃纤维或其网布等，其作用是在方块底部形成加强层，以减少 搬运、安装施工过程中的损坏。隔离剂选自塑料薄膜或机油，旨在方便脱模。(2) 待发气反应结束后移至预养室中，于50 70'C条件下预养1 2小时，然后脱模， 切割成方块。(3) 切割后的方块移至蒸养釜中，蒸气压力10 14kg/cm2、 180 195。C条件下蒸养5 7小时。冷却、降压后出料，即得到其内具有中空气泡的多孔结构的粉煤灰加气混凝土拦阻 方块或者砂加气混凝土拦阻方块。(二)、是以水泥浆料经模具成型的混凝土方块，其中有中空长孔(空洞)，底部为由加强 筋加固的加强层。如图2所示。通过调节混凝土的配方比，如添加不同重量份数的粉煤灰或 /和细砂等，以及中空长孔的疏密分布及其截面形状和大小不同比如或圆形或椭圆形或矩形 或三角形或梯形或菱形等措施，使拦阻方块获得可调控的脆性压溃拦阻的强度。其生产方法是将普通水泥和水搅拌混合成浆料或者水泥40 80份，粉煤灰或/和细砂 20 60份与水搅拌混合成浆料，然后浇注到预置有芯模、加强筋和隔离剂的模具中，初凝 后抽出芯模、常规养护便得到具有中空长孔结构的混凝土拦阻方块。粉煤灰或/和细砂的相对比例，可根据具体拦阻方块的脆性压溃强度要求来确定。在本两种技术方案中，所使用的水泥是一般建筑行业用的水泥，比如硅酸盐水泥或/和 矿渣水泥或/和粉煤灰水泥或/和碱激活水泥等。碱激活水泥是土壤聚合物水泥、碱矿渣水泥、 碱激活粉煤灰水泥、碱激活火山灰水泥等。与硅酸盐类水泥的硅酸钙的水化反应机理完全不 同，碱激活水泥以偏高岭石等无定形硅铝氧化合物材料为主要活性成分，以及高炉矿渣、电厂粉煤灰、硅灰等工业废渣组成，在生石灰等碱盐或碱的激活作用下，聚合反应形成大量网 络状沸石型结构的硅铝链胶凝产物，起到水泥的胶凝作用。本两种技术方案所产生的拦阻方块所组成的安全拦阻跑道，是由系列方块构成的斜坡状 安全拦阻道面，从正常跑道端部向外沿着跑道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空跑道压溃型安全拦阻方块，其特征在于：混凝土方块内有化学发泡形成的气泡（１），底部为由加强筋加固的加强层（２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：桂永全，
申请(专利权)人：桂永全，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]