復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法及該復(fù)合層迭材料結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法及該復(fù)合層迭材料結(jié)構(gòu)，主要是以一具有Z軸結(jié)構(gòu)的復(fù)合層迭材料進(jìn)行修補(bǔ)，該復(fù)合層迭材料的Z軸結(jié)構(gòu)使其具有高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度藉以滿足修復(fù)交通設(shè)施的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；且該復(fù)合層迭材料的Z軸結(jié)構(gòu)部分伸出底部，伸出的Z軸結(jié)構(gòu)再伸入結(jié)合于交通設(shè)施上的黏膠，使該復(fù)合層迭材料透過黏膠而能與交通設(shè)施達(dá)到最緊密的接合。
【專利說明】復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法及該復(fù)合層迭材料結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種修補(bǔ)交通設(shè)施的方法，特別是涉及一種復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè) 施的方法；本發(fā)明還涉及該復(fù)合層迭材料結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般的交通設(shè)施的修補(bǔ)方法，最簡便的方式即是以混凝土直接覆蓋修補(bǔ)損壞處， 而這樣的修補(bǔ)結(jié)果往往無法使交通設(shè)施回復(fù)至初始設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度者；
[0003]因此便又有業(yè)者將碳纖維布層含浸黏結(jié)劑后層迭包覆于交通設(shè)施外，最后使碳纖 維布層直接于該交通設(shè)施上成化，亦即，使含浸黏結(jié)劑后的碳纖維布層直接于交通設(shè)施上 硬化成形；藉該碳纖維布層本身具有高機(jī)械強(qiáng)度的材料特性，使交通設(shè)施于損壞修補(bǔ)后仍 能回復(fù)至初始設(shè)計(jì)的強(qiáng)度規(guī)格；
[0004]上述的碳纖維布層迭材料之間單純倚賴黏結(jié)劑的結(jié)合，各層間的結(jié)合強(qiáng)度仍待加 強(qiáng)，且當(dāng)該碳纖維布層迭材料于使用后一旦產(chǎn)生破損，該碳纖維布層迭材料即會(huì)由破損點(diǎn) 擴(kuò)張，并使破損的該碳纖維布層整層剝落，而造成整體結(jié)構(gòu)難以彌補(bǔ)的嚴(yán)重?fù)p壞，因此仍具 有亟待改善的必要；
[0005]有鑒于此，本發(fā)明人潛心研究并更深入構(gòu)思，歷經(jīng)多次研發(fā)試作后，終于發(fā)明出一 種復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法及該復(fù)合層迭材料結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法及該復(fù)合層迭材料結(jié)構(gòu)，其主 要目的是解決習(xí)知修補(bǔ)交通設(shè)施的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有待加強(qiáng)的缺失。
[0007]為達(dá)前述目的，本發(fā)明提供一種復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法，包含:
[0008]步驟1、測量修補(bǔ)信息:測量交通設(shè)施所需修補(bǔ)部位的尺寸及形狀；
[0009]步驟2、提供具有Z軸結(jié)構(gòu)的復(fù)合層迭材料:提供一具有Z軸結(jié)構(gòu)的復(fù)合層迭材 料，該復(fù)合層迭材料是由復(fù)數(shù)碳纖維布層層迭所組成，各碳纖維布層分別由復(fù)數(shù)碳纖維束 沿一 X軸及一 Y軸交織所構(gòu)成，而垂直X軸及Y軸定義一 Z軸，各該碳纖維布層沿Z軸方向 層迭，且各該碳纖維布層中以及相鄰的碳纖維布層之間成形復(fù)數(shù)Z軸結(jié)構(gòu)，各碳纖維之間 含浸黏結(jié)劑；
[0010]步驟3、以黏膠接合交通設(shè)施及層迭材料:將一含有架橋劑的黏膠設(shè)置于該交通 設(shè)施及該復(fù)合層迭材料之間進(jìn)行接合；
[0011]步驟4、成化:該復(fù)合層迭材料硬化成形；以及
[0012]步驟5、完成修補(bǔ)。
[0013]進(jìn)一步的，步驟2中部分所述Z軸結(jié)構(gòu)穿出最底層的碳纖維布層，且所述復(fù)合層迭 材料以具有Z軸結(jié)構(gòu)穿出的一面貼合于黏膠。
[0014]進(jìn)一步的，步驟3中所述以黏膠接合交通設(shè)施及層迭材料的方式為先將黏膠涂覆 于交通設(shè)施上，再將所述復(fù)合層迭材料貼覆于所述黏膠上后同時(shí)進(jìn)行成化。[0015]進(jìn)一步的，步驟3中所述以黏膠接合交通設(shè)施及層迭材料的方式為先使所述復(fù)合層迭材料單獨(dú)進(jìn)行成化后，再貼覆于交通設(shè)施的黏膠上。
[0016]進(jìn)一步的，所述交通設(shè)施為橋墩或橋面。
[0017]進(jìn)一步的，所述復(fù)合層迭材料的碳纖維布層的各所述碳纖維束是由復(fù)數(shù)碳纖維排列成束所組成，且所述Z軸結(jié)構(gòu)包含斷裂Z軸結(jié)構(gòu)及連續(xù)延伸Z軸結(jié)構(gòu)，其中，部分碳纖維局部斷開成形為沿Z軸延伸的斷裂Z軸結(jié)構(gòu)，部分碳纖維則局部沿Z軸延伸成形為連續(xù)延伸Z軸結(jié)構(gòu)。
[0018]本發(fā)明另一目的是提供一種用以修補(bǔ)交通設(shè)施的具有Z軸結(jié)構(gòu)的復(fù)合層迭材料結(jié)構(gòu)，由復(fù)數(shù)碳纖維布層層迭所組成，各碳纖維布層分別由復(fù)數(shù)碳纖維束沿一 X軸及一 Y軸交織所構(gòu)成，且各該碳纖維束是由復(fù)數(shù)碳纖維排列成束所組成，而垂直X軸及Y軸定義一 Z 軸，各該碳纖維布層沿Z軸方向?qū)拥腋髟撎祭w維布層中以及相鄰的碳纖維布層之間成形復(fù)數(shù)Z軸結(jié)構(gòu)，該Z軸結(jié)構(gòu)包含斷裂Z軸結(jié)構(gòu)及連續(xù)延伸Z軸結(jié)構(gòu)，其中，部分碳纖維局部斷開成形為沿Z軸延伸的斷裂Z軸結(jié)構(gòu)，部分碳纖維則局部沿Z軸延伸成形為連續(xù)延伸Z 軸結(jié)構(gòu)各碳纖維之間以黏結(jié)劑結(jié)合，該復(fù)合層迭材料以藉一含有架橋劑的黏膠與一交通設(shè)施結(jié)合，該黏膠設(shè)置于該交通設(shè)施與該復(fù)合層迭材料之間。
[0019]進(jìn)一步的，部分的所述Z軸結(jié)構(gòu)穿出層迭后最底層的碳纖維布層，且所述復(fù)合層迭材料以具有Z軸結(jié)構(gòu)穿出的一面接合所述黏膠。
[0020]本發(fā)明以該具有Z軸結(jié)構(gòu)的復(fù)合層迭材料透過黏膠與交通設(shè)施結(jié)合，而該復(fù)合層迭材料因具有Z軸結(jié)構(gòu)而能具有高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此能使修補(bǔ)后的交通設(shè)施回復(fù)至初始設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，且該復(fù)合層迭材料更藉由底部局部穿出的Z軸結(jié)構(gòu)伸入黏膠進(jìn)行結(jié)合，能產(chǎn)生最佳的結(jié)合力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0022]圖1為本發(fā)明復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法的步驟流程圖；
[0023]圖2為本發(fā)明復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交`通設(shè)施的方法的實(shí)施示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法中層迭碳纖維布層形成復(fù)合層迭材料的示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法中，扎針形成復(fù)合層迭材料的Z 軸結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0026]圖5為以本發(fā)明復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法修補(bǔ)后的示意圖；
[0027]圖6為圖5的局部結(jié)構(gòu)放大示意圖。
[0028]主要組件符號(hào)說明:
[0029]交通設(shè)施10 復(fù)合層迭材料20
[0030]碳纖維布層30 碳纖維束40
[0031]碳纖維41Z軸結(jié)構(gòu)50
[0032]斷裂Z軸結(jié)構(gòu)51 連續(xù)延伸Z軸結(jié)構(gòu)52
[0033]黏膠60針體70
[0034]勾部71X軸[0035] Y 軸Z 軸【具體實(shí)施方式】
[0036]為使貴審查員對(duì)本發(fā)明之目的、特征及功效能夠有更進(jìn)一步之了解與認(rèn)識(shí)，以下茲請(qǐng)配合附圖詳述如后:
[0037]本發(fā)明復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法如圖1-圖6所示，包含下列步驟:
[0038]步驟1、測量修補(bǔ)信息101:測量交通設(shè)施10所需修補(bǔ)部位之尺寸及形狀，該交通設(shè)施10可為橋墩或橋面。
[0039]步驟2、提供具有Z軸結(jié)構(gòu)的復(fù)合層迭材料102:提供一具有Z軸結(jié)構(gòu)的復(fù)合層迭材料20，該復(fù)合層迭材料20是由復(fù)數(shù)碳纖維布層30層迭所組成，各碳纖維布層30分別由復(fù)數(shù)碳纖維束40沿一 X軸及一 Y軸交織所構(gòu)成，而垂直X軸及Y軸定義一 Z軸，各該碳纖維布層30沿Z軸方向?qū)拥魈祭w維束40是由復(fù)數(shù)碳纖維41排列成束所組成，且各該碳纖維布層30中以及相鄰的碳纖維布層30之間成形復(fù)數(shù)Z軸結(jié)構(gòu)50，該Z軸結(jié)構(gòu)50包含斷裂Z軸結(jié)構(gòu)51及連續(xù)延伸Z軸結(jié)構(gòu)52，其中，部分碳纖維41局部斷開成形為沿Z軸延伸之?dāng)嗔裐軸結(jié)構(gòu)51，部分碳纖維41則局部沿Z軸延伸成形為連續(xù)延伸Z軸結(jié)構(gòu)52，各碳纖維 41之間含浸黏結(jié)劑，且部分的該Z軸結(jié)構(gòu)50可穿出最底層之碳纖維布層30。
[0040]步驟3、以黏膠接合交通設(shè)施及層迭材料103:將一含有架橋劑的黏膠60設(shè)置于該交通設(shè)施10及該復(fù)合層迭材料20之間進(jìn)行接合；而本實(shí)施例之接合方式為將黏膠60先涂覆于交通設(shè)施10上欲修補(bǔ)之處，再將該復(fù)合層迭材料20以具有Z軸結(jié)構(gòu)50穿出的一面貼合于黏膠60完成接合。
[0041]步驟4、成化104:該復(fù)合層迭材料20硬化成形；以及
[0042]步驟5、完成修補(bǔ)105。
[0043]以上為本發(fā)明復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施之方法的步驟流程，其中，成化104步驟可如上述實(shí)施例將復(fù)合層迭材料20貼附于交通設(shè)施10上的黏膠60后同時(shí)進(jìn)行成化之動(dòng)作；亦可先使該復(fù)合層迭材料20單獨(dú)成化后，再貼覆于交通設(shè)施10的黏膠60上，上述兩種步驟順序都能完成交通設(shè)施10的修補(bǔ)。
[0044]而上述提供具有Z軸結(jié)構(gòu)的復(fù)合層迭材料102步驟中，該復(fù)合層迭材料20是由復(fù)數(shù)碳纖維布層30層迭所組成，各碳纖維布層30分別由復(fù)數(shù)碳纖維束40沿一 X軸及一 Y軸交織所構(gòu)成，而垂直X軸及Y軸定義一 Z軸，各該碳纖維布層30沿Z軸方向?qū)拥?，各碳纖維束40是由復(fù)數(shù)碳纖維41排列成束所組成，且各該碳纖維布層30中以及相鄰的碳纖維布層 30之間成形復(fù)數(shù)Z軸結(jié)構(gòu)50，該Z軸結(jié)構(gòu)50包含斷裂Z軸結(jié)構(gòu)51及連續(xù)延伸Z軸結(jié)構(gòu) 52，其中，部分碳纖維41局部斷開成形為沿Z軸延伸之?dāng)嗔裐軸結(jié)構(gòu)51，部分碳纖維41則局部沿Z軸延伸成形為連續(xù)延伸Z軸結(jié)構(gòu)52，各碳纖維41之間再均勻含浸黏結(jié)劑，且部分的該Z軸結(jié)構(gòu)50穿出最底層之碳纖維布層30的碳纖維束40 ;穿出碳纖維布層30的碳纖維束40之Z軸結(jié)構(gòu)50供以與黏膠60結(jié)合。
[0045]而上述該復(fù)合層迭材料20是將該碳纖維布層30沿Z軸層迭設(shè)置后，以一具有復(fù)數(shù)勾部71之針體70來回扎刺層迭后之碳纖維布層30，且于扎針的過程中亦可控制針體70 的扎刺深度，于本實(shí)施例是控制針體70由最上層的該碳纖維布層30之碳纖維束40扎刺穿越相鄰碳纖維布層30之碳纖維束40，并控制扎刺路徑末端穿透最下層之碳纖維布層30的碳纖維束40，使形成之Z軸結(jié)構(gòu)50可穿出最底層之碳纖維布層30，藉以便于與黏膠60作結(jié) 合；而該復(fù)合層迭材料20又能透過改變針扎的次數(shù)及密度以形成不同數(shù)量及密度分布的Z 軸結(jié)構(gòu)50，同時(shí)即能同時(shí)改變成形后之結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以符合不同之材料需求；
[0046]本發(fā)明藉由該復(fù)合層迭材料20進(jìn)行修補(bǔ)交通設(shè)施10之動(dòng)作，該復(fù)合層迭材料20 由于具有Z軸結(jié)構(gòu)50而具有較佳的結(jié)合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，能使交通設(shè)施10修補(bǔ)后回復(fù)至接近初 始的設(shè)計(jì)狀態(tài)；且本發(fā)明用以修補(bǔ)交通設(shè)施10之復(fù)合層迭材料20是以具有穿出碳纖維布 層30的Z軸結(jié)構(gòu)50貼附于黏膠60，亦即，該復(fù)合層迭材料20之Z軸結(jié)構(gòu)50能伸入黏膠 60中，使該復(fù)合層迭材料20成化后與交通設(shè)施10達(dá)到最佳的結(jié)合效果，當(dāng)然，亦能同時(shí)達(dá) 到最佳的修補(bǔ)效果。
[0047]以上通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限 制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法，其特征在于，包含:步驟1、測量修補(bǔ)信息:測量交通設(shè)施所需修補(bǔ)部位的尺寸及形狀；步驟2、提供具有Z軸結(jié)構(gòu)的復(fù)合層迭材料:提供一具有Z軸結(jié)構(gòu)的復(fù)合層迭材料，所 述復(fù)合層迭材料是由復(fù)數(shù)碳纖維布層層迭所組成，各碳纖維布層分別由復(fù)數(shù)碳纖維束沿一 X軸及一 Y軸交織所構(gòu)成，而垂直X軸及Y軸定義一 Z軸，各所述碳纖維布層沿Z軸方向?qū)?迭，且各所述碳纖維布層中以及相鄰的碳纖維布層之間成形復(fù)數(shù)Z軸結(jié)構(gòu)，各碳纖維之間 含浸黏結(jié)劑；步驟3、以黏膠接合交通設(shè)施及層迭材料:將一含有架橋劑的黏膠設(shè)置于所述交通設(shè) 施及所述復(fù)合層迭材料之間進(jìn)行接合；步驟4、成化:所述復(fù)合層迭材料硬化成形；以及步驟5、完成修補(bǔ)。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法，其特征在于，步驟2中部分 所述Z軸結(jié)構(gòu)穿出最底層的碳纖維布層，且所述復(fù)合層迭材料以具有Z軸結(jié)構(gòu)穿出的一面 貼合于黏膠。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法，其特征在于，步驟3中所述 以黏膠接合交通設(shè)施及層迭材料的方式為先將黏膠涂覆于交通設(shè)施上，再將所述復(fù)合層迭 材料貼覆于所述黏膠上后同時(shí)進(jìn)行成化。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法，其特征在于，步驟3中所述 以黏膠接合交通設(shè)施及層迭材料的方式為先使所述復(fù)合層迭材料單獨(dú)進(jìn)行成化后，再貼覆 于交通設(shè)施的黏膠上。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法，其特征在于，所述交通設(shè) 施為橋墩或橋面。
6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合層迭材料修補(bǔ)交通設(shè)施的方法，其特征在于，所述復(fù)合層 迭材料的碳纖維布層的各所述碳纖維束是由復(fù)數(shù)碳纖維排列成束所組成，且所述Z軸結(jié)構(gòu) 包含斷裂Z軸結(jié)構(gòu)及連續(xù)延伸Z軸結(jié)構(gòu)，其中，部分碳纖維局部斷開成形為沿Z軸延伸的斷 裂Z軸結(jié)構(gòu)，部分碳纖維則局部沿Z軸延伸成形為連續(xù)延伸Z軸結(jié)構(gòu)。
7.一種用以修補(bǔ)交通設(shè)施的復(fù)合層迭材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，由復(fù)數(shù)碳纖維布層層迭 所組成，各碳纖維布層分別由復(fù)數(shù)碳纖維束沿一 X軸及一 Y軸交織所構(gòu)成，且各所述碳纖維 束是由復(fù)數(shù)碳纖維排列成束所組成，而垂直X軸及Y軸定義一 Z軸，各所述碳纖維布層沿Z 軸方向?qū)拥?，且各所述碳纖維布層中以及相鄰的碳纖維布層之間成形復(fù)數(shù)Z軸結(jié)構(gòu)，所述Z 軸結(jié)構(gòu)包含斷裂Z軸結(jié)構(gòu)及連續(xù)延伸Z軸結(jié)構(gòu)，其中，部分碳纖維局部斷開成形為沿Z軸延 伸的斷裂Z軸結(jié)構(gòu)，部分碳纖維則局部沿Z軸延伸成形為連續(xù)延伸Z軸結(jié)構(gòu)各碳纖維之間 以黏結(jié)劑結(jié)合，所述復(fù)合層迭材料以藉一黏膠與一交通設(shè)施結(jié)合，所述黏膠設(shè)置于所述交 通設(shè)施與所述復(fù)合層迭材料之間。
8.如權(quán)利要求7所述的以用以修補(bǔ)交通設(shè)施的復(fù)合層迭材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，部分 的所述Z軸結(jié)構(gòu)穿出層迭后最底層的碳纖維布層，且所述復(fù)合層迭材料以具有Z軸結(jié)構(gòu)穿 出的一面接合所述黏膠。
【文檔編號(hào)】E01D22/00GK103572709SQ201210269847
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】翁慶隆 申請(qǐng)人:翁慶隆