CN106120512B - 复合三维多孔材料的机场跑道结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合三维多孔材料的机场跑道结构，包括设置于基层上的由复合三维多孔材料和填料复合成型的铺装层，所述填料填充于三维多孔材料的三维贯通孔内形成网络交织复合密实结构；通过对三维多孔材料的贯通孔密实填充填料形成材料与填料相互穿插交叉成一体，填料在三维网孔中，形成环绕闭锁，达到很好的增强效果，界面结合力强度高，材料之间彼此约束又相互增强，所形成的结构整体性强，结构的强度和屈服应力显著提高，提高铺装结构的整体强度和刚度，同时具有一定的韧性，增强抗车辙性能，并具有吸水性小，抗渗性、抗冻性好，耐磨性高，抗高低温性能好的特点，实施该铺装结构的工艺简单，便于操作。
Description
技术领域
本发明涉及铺装领域，特别涉及复合三维多孔材料的机场跑道结构及其施工方法。
背景技术
普通水泥混凝土铺装是最常使用的铺装材料之一。普通水泥混凝土材料取材方便，性能可靠，刚度大，强度高，坚固耐用及日常养护工作量小等显著特点。普通水泥混凝土铺装层的弹性模量大，弯拉强度小，脆性特征明显。由于沥青混凝土铺装结构具有快速施工及良好的行驶性能，现代铺装通常采用沥青混凝土铺装。但是沥青混凝土铺装的耐久性却严重不足。
因此，需要一种新型的铺装结构，提高铺装结构的强度，增强抗弯性能，抗车辙性能，避免疲劳裂缝的产生，同时提高抗高低温性能，减少维修率，延长铺装结构的使用寿命，进而提高安全性。
发明内容
有鉴于此，本发明的复合三维多孔材料的机场跑道结构及其施工方法，铺装结构强度高，抗弯性能和抗车辙性能优异，同时具有较好的抗高低温性能，减少铺装维修率，延长铺装结构的使用寿命，进而提高行车安全性。
本发明的复合三维多孔材料的机场跑道结构，包括设置于基层上的由复合三维多孔材料和流动填料复合成型的铺装层，所述填料填充于三维多孔材料的三维贯通孔内固化粘结形成网络交织复合密实结构；
进一步，所述填料为水泥浆、细骨料砼、聚合物水泥浆、聚合物混凝土、环氧树脂、环氧混凝土中的一种或两种以上的混合物，所述三维多孔材料为三维多孔金属、三维多孔纤维、三维多孔塑料一种或两种以上的复合材料；
进一步，所述三维多孔金属为铁、钢、铝、镍、钛、铜以及上述材料的合金中的一种或两种以上混合物；所述三维多孔纤维为聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、聚氯乙烯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维中的一种或两种以上混合物；所述三维多孔塑料为聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛、环氧、有机硅、聚乙烯缩甲醛、醋酸纤维素及聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上的混合物；
进一步，所述三维多孔材料的孔洞均匀分布，联通孔隙率为50～99％，孔径为0.1～200mm；
进一步，所述铺装层厚度为0.2-30cm。
本发明公开一种复合三维多孔材料的机场跑道结构的施工方法，包括以下步骤：将填料密实填充于三维多孔材料的三维贯通孔内制成具有网络交织复合密实结构的预制板后铺设于基层上。
本发明还公开另一种复合三维多孔材料的机场跑道结构的铺装方法，包括以下步骤：将三维多孔材料铺设于基层上，然后在三维多孔材料上灌注填料使填料密实填充于三维多孔材料的三维贯通孔内形成网络交织复合密实结构。
本发明的有益效果：本发明的复合三维多孔材料的机场跑道结构及其施工方法,通过对三维多孔材料的贯通孔密实填充填料形成结构材料与填料相互穿插交叉成一体，填料在三维网孔中，形成环绕闭锁，达到很好的增强效果，界面结合力强度高，材料之间彼此约束又相互增强，所形成的结构整体性强，结构的强度和屈服应力显著提高，提高铺装结构的整体强度和硬度，同时具有一定的韧性，增强抗车辙性能，并具有吸水性小，抗渗性、抗冻性好，耐磨性高，抗高低温性能好的特点，实施该铺装结构的工艺简单，便于操作。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为铺装层的平面结构示意图。
具体实施方式
本实施例的复合三维多孔材料的机场跑道结构，包括设置于基层4上的由复合三维多孔材料和流动填料3复合成型的铺装层1，所述填料3填充于三维多孔材料的三维贯通孔2内固化粘结形成网络交织复合密实结构；三维多孔材料为单个材料自身为多孔结构，复合三维多孔材料为多种多孔材料单体的混合，通过对三维多孔材料的贯通孔密实填充填料3形成材料与填料3相互穿插交叉成一体的铺装结构，结构的刚度和屈服应力显著提高，进而提高铺装结构的整体强度和硬度。还可包括铺设于铺装层1上的增强层，所述增强层材料为混凝土和/或沥青；与上述结构结合进一步增强铺装结构的强度，减小吸水性、提高抗渗性、抗冻性、耐磨性等方面的性能。
本实施例中，所述填料3为水泥浆、细骨料砼、聚合物水泥浆、聚合物混凝土、环氧树脂、环氧混凝土中的一种或两种的混合物，所述三维多孔材料为三维多孔金属、三维多孔纤维、三维多孔塑料中的两种以上材料的复合；填料3为反应型填料3或者非反应型填料3，具有一定的流动性，能够填充孔隙，与三维多孔材料以化学键或者是力学作用的方式结合，提高铺装结构的整体强度和硬度。上述填料3所具有的流动性和粘结性，使填料3能够均匀的分散于三维多孔材料的孔隙中，通过填料3的粘结性使填料3与多孔材料充分结合，提高粘结性，也利于填料3分子与多孔材料之间的充分把合。当填料3为细骨料砼时，材料之间不但相互粘结形成交织网状结构，而且细骨料与多孔材料之间同时起到骨架支撑的作用，彼此协同增强形成骨架体；当填料3为聚合物类或/和环氧树脂时，通过密实填充多孔材料的孔洞形成环绕闭锁，使材料之间的界面结合强度更高，所形成的铺装结构具有更高的屈服应力。
本实施例中，所述三维多孔金属为铁、钢、铝、镍、钛、铜以及上述材料的合金中的一种或两种以上混合物；但多孔材料为金属时，三维多孔金属的强度高，结构性更强，所述三维多孔纤维为聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、聚氯乙烯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维中的一种或两种以上混合物；所述三维多孔塑料为聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯 乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛、环氧、有机硅、聚乙烯缩甲醛、醋酸纤维素及聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上的混合物；当多孔材料为纤维或塑料时，不但具有强度，同时还具有很高的柔韧性，其孔隙中的填料3同时起到协同增强整体结构强度的作用。
本实施例中，所述三维多孔材料的孔洞均匀分布，联通孔隙率为50～99％，孔径为0.1～200mm；孔洞的分布直接影响多孔材料的结构强度，因此，三维多孔材料的联通孔隙率与孔径之间是一个有机的组合搭配，相互之间是一个动态的平衡关系，只有满足两者之间的平衡关系，才能在三维多孔材料的贯通孔密实填充填料3形成结构材料与填料3相互穿插交叉成一体，填料3在三维网孔中，形成环绕闭锁，增强材料内部的孔连接结构的致密性和强度，由此不仅增强了材料的抗拉强度，更有效增强了材料的延伸性能，同时又满足强度的需求，界面结合力强度高，材料之间彼此约束又相互增强。
本实施例中，所述铺装层1厚度为0.2-30cm。
本实施例中，在铺装层1和基层4之间设置有粘接层或/和剪力键；增强铺装层1和基层4的粘结。粘结层的材料可以为：各组分的质量比为基质沥青∶改性剂SBS∶增粘剂∶增容剂∶稳定剂＝100∶(6～12)∶(0.8～3)∶(5.0～18.7)∶(0.～1)，选取基质沥青、改性剂SBS、增粘剂、增容剂和稳定剂；所述的基质沥青选用沥青AH-70或沥青AH-90；所述的改性剂SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述的增粘剂选用石油树脂或萜烯树脂；所述的增容剂选用二氢呋喃、季戊四醇或季戊四醇酯增容剂；所述的稳定剂选用聚酰胺类稳定剂或硫磺类稳定剂。
本发明公开一种复合三维多孔材料的机场跑道结构的施工方法，包括以下步骤：将填料3密实填充于三维多孔材料的三维贯通孔2内制成具有网络交织复合密实结构的预制板后铺设于基层4上；该方法为现场施工，施工方便。
本发明还公开另一种复合三维多孔材料的机场跑道结构的铺装方法，包括以下步骤：将三维多孔材料铺设于基层4上，然后在三维多孔材料上灌注填料3使填料3密实填充于三维多孔材料的三维贯通孔2内形成网络交织复合密实结 构。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种复合三维多孔材料的机场跑道结构，其特征在于：包括设置于基层上的由复合三维多孔材料与流动填料复合成型的铺装层，所述填料填充于三维多孔材料的三维贯通孔内固化粘结形成网络交织复合密实结构，所述三维多孔材料为单个材料自身为多孔结构，复合三维多孔材料为多种多孔材料单体的混合，填料在三维网孔中，形成环绕闭锁。
2.根据权利要求1所述的复合三维多孔材料的机场跑道结构，其特征在于：所述填料为水泥浆、细骨料砼、聚合物水泥浆、聚合物混凝土、环氧树脂、环氧混凝土中的一种或两种以上的混合物，所述三维多孔材料为三维多孔金属、三维多孔纤维、三维多孔塑料中的两种以上材料的复合。
3.根据权利要求2所述的复合三维多孔材料的机场跑道结构，其特征在于：所述三维多孔金属为铁、钢、铝、镍、钛、铜以及上述材料的合金中的一种或两种以上混合物；所述三维多孔纤维为聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、聚氯乙烯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维中的一种或两种以上混合物；所述三维多孔塑料为聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛、环氧、有机硅、聚乙烯缩甲醛、醋酸纤维素及聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求3所述的复合三维多孔材料的机场跑道结构，其特征在于：所述三维多孔材料的孔洞均匀分布，联通孔隙率为50～99％，孔径为0.1～200mm。
5.根据权利要求4所述的复合三维多孔材料的机场跑道结构，其特征在于：所述铺装层厚度为0.2-30cm。
6.根据权利要求1所述的复合三维多孔材料的机场跑道结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：将填料与三维多孔材料混合制成具有网络交织复合密实结构的预制板后铺设于基层上。
7.根据权利要求1所述的复合三维多孔材料的机场跑道结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：将三维多孔材料铺设于基层上，然后在三维多孔材料内灌注填料使填料密实填充于三维多孔材料的三维贯通孔内形成网络交织复合密实结构。
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