專利名稱：一種復(fù)合材料路面墊板及其拼裝技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)路面墊板，可用于快速建設(shè)臨時(shí)道路或用于快速修補(bǔ)遭破壞的道路，屬于建材領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
車輛通過沙灘、沼澤或淤泥等不良場地時(shí)，車輪容易下陷。而緊急情況下，如地震、洪水等災(zāi)害發(fā)生時(shí)，現(xiàn)有路面工程遭到破壞，則需要緊急修補(bǔ)或建設(shè)行車道，將物資與人員快速運(yùn)送轉(zhuǎn)移，而在緊急環(huán)境下，往往缺乏足夠的時(shí)間去修建標(biāo)準(zhǔn)的混凝土路面工程，尤其在我國東南沿海地區(qū)，地基軟弱，土質(zhì)較差，以淤泥質(zhì)土為主；同時(shí)，現(xiàn)行的路面工程遭受破壞時(shí)，需要緊急修補(bǔ)，雖然理論上采用常規(guī)的快速硬化水泥、地基改良等方式也可解決問題，但耗時(shí)長、且破壞場地土環(huán)境。另外在大型基坑工程中，運(yùn)土車需要合適的墊板進(jìn)出基坑，而現(xiàn)行的金屬墊板往往強(qiáng)度可以滿足要求，但剛度不夠，容易變形。這就提出了研究搶建搶修用輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、可重復(fù)使用的路面墊板的任務(wù)，同時(shí)該路面墊板也可用于國防工程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的則是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的民用與國防急需的復(fù)合材料路面墊板。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到一種復(fù)合材料路面墊板，它包括芯材1，芯材1的兩側(cè)面設(shè)有纖維布層與樹脂固化而成的面板2，芯材1的上下表面開有網(wǎng)格狀的凹槽(4)，凹槽4的相交處沿芯材1的厚度方向上設(shè)有穿孔5，穿孔5中填充有樹脂柱6或填充有纖維與樹脂固化而成的復(fù)合材料柱7，其特征是所述墊板的靠外側(cè)邊緣處開有鉆孔12，相鄰墊板間通過用鐵鏈13穿過鉆孔12相連接，或是將上述墊板的兩側(cè)邊設(shè)成陰陽連接邊，使墊板整體呈“Z”型，陰陽連接邊上設(shè)有螺孔14，兩相鄰墊板的陰陽連接邊相對連接，采用螺栓15穿過螺孔14將相鄰的墊板固定。所述的鉆孔12布置在墊板的兩對邊邊緣，其直徑、個(gè)數(shù)與排列方式任意。所述的螺孔14的個(gè)數(shù)與排列位置任意，螺栓15形式任意。所述的陰陽連接邊為臺階式的連接邊，兩相鄰的墊板的連接邊連接后的連接邊處厚度與墊板的厚度相同。
所述的芯材1還可以替換為采用下述結(jié)構(gòu)的芯材1沿芯材1厚度方向剖開，在剖開空隙位置中填充樹脂后形成樹脂腹板8或者在其中填充纖維布，纖維布與樹脂形成復(fù)合材料腹板9。
所述的相鄰墊板之間也可通過帆布10連接，帆布10通過鉚釘11釘在墊板上，鉚釘11布置在墊板的相對邊邊緣，個(gè)數(shù)與排列方式任意。
所述的面板2的上側(cè)面設(shè)有防滑涂層3。
所述的芯材1的材質(zhì)為Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫或碳泡沫。
所述的面板2采用的纖維布層包括單軸向、雙軸向或多軸向的碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維或雜交纖維布，面板2采用的樹脂包括不飽和聚酯、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂，其中優(yōu)選芯材1的材質(zhì)為聚氯乙烯泡沫。
上述的墊板間的拼裝方式為當(dāng)墊板的側(cè)邊采用陰陽連接邊結(jié)構(gòu)時(shí)，將各塊墊板的陰陽連接邊逐個(gè)對接，并用螺栓15穿過設(shè)在陰陽連接邊上的螺孔14將相鄰的兩塊墊板連接固定，多塊墊板連接后即形成供使用的復(fù)合材料路面；當(dāng)墊板的側(cè)邊上設(shè)鉆孔12時(shí)，通過鐵鏈13穿過鉆孔12將相鄰兩塊墊板連接固定，多塊墊板連接展開后即形成供使用的復(fù)合材料路面；上述的復(fù)合材料材料路面墊板可以采用手糊工藝、真空袋成型工藝、真空導(dǎo)入成型工藝或RTM成型工藝制備。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明復(fù)合材料路面墊板與其他產(chǎn)品相比，其最大的特點(diǎn)是重量輕，強(qiáng)度高，剛度大、防潮、耐腐蝕、抗剝離、拼裝簡便迅速、可重復(fù)使用，可用于國防和民用工程中緊急道路的修建與修補(bǔ)。同時(shí)該復(fù)合材料路面墊板可工業(yè)化生產(chǎn)，可按行車要求和場地土條件生產(chǎn)不同規(guī)格(長度、寬度和厚度可變)的路面板。


圖1為復(fù)合材料路面墊板結(jié)構(gòu)示意圖之一。
圖2為復(fù)合材料路面墊板結(jié)構(gòu)示意圖之二。
圖3為復(fù)合材料路面墊板結(jié)構(gòu)示意圖之三。
圖4為復(fù)合材料路面墊板采用帆布連接時(shí)的拼裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為復(fù)合材料路面墊板采用鐵鏈拼裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為復(fù)合材料路面墊板采用陰陽邊對接拼裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中1為芯材，包括輕木(Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板等)或泡沫(聚氨酯、聚氯乙烯、碳泡沫等)；2為面板，由纖維布層與樹脂固化而成；3為防滑涂層；4為凹槽，包括尖形、矩形、開口三角形等；5為穿孔；6為樹脂柱；7為復(fù)合材料柱；8為樹脂腹板；9為復(fù)合材料腹板；10為帆布；11為鉚釘；12為鉆孔；13為鐵鏈；14為螺孔；15為螺栓。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地說明如圖所示，本發(fā)明包括輕木或泡沫材質(zhì)的芯材1，在芯材1的兩側(cè)面鋪設(shè)有纖維布層與樹脂固化而成的面板2，在面板2的上表面可敷設(shè)防滑涂層3。所述纖維布層的鋪設(shè)方向與層數(shù)可根據(jù)需要靈活調(diào)整，且芯材兩側(cè)面板的厚度可一致也可不一致。針對芯材1，可采取一些創(chuàng)新構(gòu)型方式，增強(qiáng)芯材1的抗壓、抗剪與抗剝離性能，如芯材1的表面可開有網(wǎng)格狀的凹槽4，也可同時(shí)沿芯材1的厚度方向上設(shè)有穿孔5，填充樹脂形成樹脂柱6或采用纖維縫紉并與樹脂固化形成復(fù)合材料柱7；也可沿芯材1的厚度方向剖開，填充樹脂形成樹脂腹板8或填充纖維布，并與樹脂固化形成復(fù)合材料腹板9。
在復(fù)合材料路面墊板的拼裝技術(shù)方面，可采用帆布10將相鄰墊板相連，事先采用鉚釘11將帆布10釘在墊板上，緊急情況發(fā)生時(shí)，直接將墊板展開即可形成道路(參見圖4)；也可在墊板的兩側(cè)邊緣預(yù)先留有鉆孔12，相鄰墊板間用鐵鏈13穿過鉆孔12相連(參見圖5)；也可使墊板整體呈“Z”型，兩側(cè)設(shè)有陰陽連接邊，陰陽連接邊上設(shè)有螺孔14，可將相鄰墊板的陰陽連接邊相對，并用螺栓15穿過螺孔14將兩塊墊板擰緊固定(參見圖6)。
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如下實(shí)施例1本發(fā)明的復(fù)合材料路面墊板，它包括泡桐木材質(zhì)的芯材1，在芯材1的兩側(cè)面均鋪設(shè)有面板2，面板2由兩層雙軸向玻璃纖維布與酚醛樹脂固化而成，通過手糊工藝制備，面板2上表面涂有金剛砂與樹脂混合的防滑涂層3。采用帆布10將相鄰墊板相連，事先采用鉚釘11將帆布10釘在墊板上，緊急情況發(fā)生時(shí)，直接將墊板展開即可形成道路。
實(shí)施例2本發(fā)明的復(fù)合材料路面墊板，它包括聚氯乙烯泡沫材質(zhì)的芯材1，在芯材1的上下表面開有正交布置的尖形凹槽4，并同時(shí)在凹槽4的相交處沿芯材1的厚度方向上設(shè)有圓形的穿孔5，灌注樹脂后形成樹脂柱6，在芯材1的兩側(cè)面均鋪設(shè)有面板2，面板2由四層四軸向玻璃纖維布與環(huán)氧樹脂固化而成，通過真空導(dǎo)入成型工藝制備。在墊板的兩側(cè)邊緣預(yù)先留有鉆孔12，相鄰墊板間用鐵鏈13穿過鉆孔12相連。
實(shí)施例3本發(fā)明的復(fù)合材料路面墊板，它包括聚氨酯泡沫材質(zhì)的芯材1，沿芯材1的厚度方向上剖開，剖開位置為雙向正交、豎直布置，并在剖開位置填充玻璃纖維布，填滿乙烯基樹脂后形成復(fù)合材料腹板9，在芯材1的兩側(cè)面均鋪設(shè)有面板2，上表面鋪設(shè)有三層四軸向玻璃纖維布層，下表面鋪設(shè)有五層四軸向玻璃/碳雜交纖維布層，墊板兩側(cè)設(shè)有陰陽連接邊，連接邊上設(shè)有螺孔14，可將相鄰墊板的陰陽連接邊相對，并采用螺栓15穿過螺孔14擰緊。
上述復(fù)合材料路面墊板的制備方法多樣，可以采用手糊工藝、真空袋成型工藝、真空導(dǎo)入成型工藝或RTM成型工藝制備，以真空導(dǎo)入成型工藝和RTM成型工藝為例a.在輕木(包括Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板等)和泡沫(包括聚氨酯、聚氯乙烯、碳泡沫等)芯材1的上下表面開正交布置的凹槽4(槽的形狀可包括尖形、矩形、開口三角形等)；b.沿開完槽的芯材1的厚度方向穿孔，穿孔5布置在凹槽4的相交處，孔一般為圓形，也可為橢圓形、方形、菱形等其它形狀；c.其中b步驟也可在泡沫(包括聚氨酯、聚氯乙烯、碳泡沫等)和輕木(包括Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板等)芯材1的厚度方向上剖開，在芯材1平面方向上，可單向也可雙向或多向剖開，剖開的位置、尺寸與數(shù)量可根據(jù)受力需要任意布置，在芯材1厚度方向上，剖開的形狀可豎直或傾斜；d.處理完畢的芯材1可根據(jù)行車要求與場地土條件加工成一定尺寸；e.將一層或多層纖維布(包括單軸向、雙軸向或多軸向的碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維以及雜交纖維布等)鋪設(shè)于芯材1的上下表面，并整體置于真空袋或模具中；f.通過真空導(dǎo)入成型工藝或RTM成型工藝將樹脂(包括不飽和聚酯、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等)灌入到真空袋或模具中；g.根據(jù)需要，可在常溫常壓或高溫高壓等特殊情況下將樹脂固化，待樹脂固化成型后，取出構(gòu)件；h.在墊板的上表面涂上防滑涂層3，防滑涂層3為砂子與樹脂的混合料；i.在墊板的兩側(cè)陰陽連接邊鉆上螺孔14，相鄰墊板采用螺栓15相連。
此時(shí)，即可獲得可快速拼裝的復(fù)合材料路面墊板。其中面板2的種類與層數(shù)，芯材1的種類與厚度，樹脂的種類，凹槽4的形狀與尺寸，穿孔5的布置與孔徑，樹脂腹板8的布置與尺寸，防滑涂層3的砂子種類，螺孔14、螺栓15的個(gè)數(shù)與種類均可根據(jù)需要靈活調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合材料路面墊板，它包括芯材(1)，芯材(1)的兩側(cè)面設(shè)有纖維布層與樹脂固化而成的面板(2)，芯材(1)的上下表面開有網(wǎng)格狀的凹槽(4)，凹槽(4)的相交處沿芯材(1)的厚度方向上設(shè)有穿孔(5)，穿孔(5)中填充有樹脂柱(6)或填充有纖維與樹脂固化而成的復(fù)合材料柱(7)，其特征是所述墊板的靠外側(cè)邊緣處開有鉆孔(12)，相鄰墊板間通過用鐵鏈(13)穿過鉆孔(12)相連接，或是將上述墊板的兩側(cè)邊設(shè)成陰陽連接邊，使墊板整體呈“Z”型，陰陽連接邊上設(shè)有螺孔(14)，兩相鄰墊板的陰陽連接邊相對連接，采用螺栓(15)穿過螺孔(14)將相鄰的墊板固定。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料路面墊板，其特征是所述的芯材(1)替換為采用下述結(jié)構(gòu)的芯材(1)沿芯材(1)厚度方向剖開，在剖開空隙位置中填充樹脂后形成樹脂腹板(8)或者在其中填充纖維布，纖維布與樹脂形成復(fù)合材料腹板(9)。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料路面墊板，其特征在于所述的相鄰墊板之間通過帆布(10)連接，帆布(10)通過鉚釘(11)釘在墊板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料路面墊板，其特征是所述的面板(2)的上側(cè)面設(shè)有防滑涂層(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料路面墊板，其特征是所述的芯材(1)的材質(zhì)為Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫或碳泡沫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料路面墊板，其特征是所述的面板(2)采用的纖維布層包括單軸向、雙軸向或多軸向的碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維或雜交纖維布，面板(2)采用的樹脂包括不飽和聚酯、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的復(fù)合材料路面墊板，其特征是所述的墊板的拼裝方式為當(dāng)墊板的側(cè)邊采用陰陽連接邊結(jié)構(gòu)時(shí)，將各塊墊板的陰陽連接邊逐個(gè)對接，并用螺栓(15)穿過設(shè)在陰陽連接邊上的螺孔(14)將相鄰的兩塊墊板連接固定，多塊墊板連接后即形成供使用的復(fù)合材料路面；當(dāng)墊板的側(cè)邊上設(shè)鉆孔(12)時(shí)，通過鐵鏈(13)穿過鉆孔(12)將相鄰兩塊墊板連接固定，多塊墊板連接展開后即形成供使用的復(fù)合材料路面；當(dāng)相鄰墊板之間采用的是帆布連接時(shí)，使用時(shí)將墊板展開即可形成復(fù)合材料路面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料路面墊板，它包括芯材(1)，在芯材(1)的兩側(cè)面設(shè)有纖維布層與樹脂固化而成的面板(2)，面板(2)的上表面上設(shè)有防滑涂層(3)，其特征是墊板的連接邊結(jié)構(gòu)可采用陰陽連接邊、鐵鏈或帆布等多種方式。本發(fā)明可用于民用和國防工程緊急道路的修建與修補(bǔ)，其特點(diǎn)是重量輕、強(qiáng)度高、剛度大、耐腐蝕、抗剝離，拼裝簡便迅速，可重復(fù)使用，不破壞場地環(huán)境，可工業(yè)化生產(chǎn)。由于本發(fā)明由輕木或泡沫芯材和樹脂基纖維面板組成，并在芯材上形成樹脂(復(fù)合材料)柱或樹脂(復(fù)合材料)腹板等創(chuàng)新構(gòu)型，提高了芯材的抗壓和抗剪能力，同時(shí)相鄰墊板采用帆布、鐵鏈或陰陽對接邊相連，可快速拼裝形成可供通車的道路。
文檔編號E01C9/08GK101078193SQ20071002446
公開日2007年11月28日 申請日期2007年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月18日
發(fā)明者劉偉慶, 方海, 萬里 申請人:南京工業(yè)大學(xué)