CN108004979A - 一种柔性防护板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性防护板。包括由塑性材料和金属编织网(1)一体成型的柔性板(2)，关键是柔性板(2)有良好反射撞击力的表面层(3)和具良好吸收撞击能量的背面层(4)，金属编织网(1)位于背面层(4)。本发明充分发挥防护板中每一结构与材料性能的良好配合，整体具有极好的延展性，表面的特殊设计提高了反作用力，吸能效果特别好，既可以作为防护栏的一个部分，又可与现有技术中的钢缆拦索防护栏结合，提高已有技术的拦阻效果。

Description

一种柔性防护板

技术领域：

本发明涉及一种对物体或运动物体进行保护的装置，特别是涉及一种对高速运动物体或某些特定场合进行保护的一种柔性的防护板。

背景技术：

随着社会的进步和发展，交通工具的日益机动化，各类运动的物体如车辆或船舶使用的十分普遍，则产生的机动物体与其它固定物体撞击事件越来越多，例如机动车的交通事故近年来大幅增加，造成相当数量的人员伤亡，或大量的各类大小的船舶在正常航行或台风期间在港避风时，出现大量的船与船或船与码头之间的大量撞击事故，造成相当巨大的财产损失和人员伤亡。特别需要指出的是现在高速公路在我国或世界上各国愈来愈多且车辆也日益增加，每年高速公路上出现的碰撞事故亦大幅增加，尤为重要的是高速公路上车辆行驶速度较高，发生碰撞事故后导致人员伤亡的概率较高。由于现有高速公路的两侧或中间的隔离防撞(护)装置是隔一段距离设置一桩柱，两相邻的桩柱之间设置护板，护板两端与桩柱固定，护板按国家标准要求是厚度为4mm的镀锌钢板，该钢板具有相当的强度和弹性，据公路管理部门对大量交通事故的统计和分析，当车辆为大型或重载车辆时，上述的现有防护装置基本会被撞击破坏，但对于大量通行的中小型车辆，如车辆的车速较快且撞击角度较大，上述高强度的钢板与车辆的撞击往往会造成车辆的较大变形而导致人员伤亡，如撞击角度较小，钢板的高弹性又使撞击车辆向另一侧弹出，使撞击车辆与其后方行驶的车辆发生二次碰撞产生二次事故或产生连环碰撞，这种现象在雨天、雾天或冰雪天气出现的尤为普遍。因此，目前高速公路的防护板或防护装置的设计要求存在明显的缺陷，另外上述的镀锌钢板在生产过程中会产生大量的污染，长期使用过程中受到空气污染，镀锌防护难以持久，钢板容易腐蚀。如何减少一次撞击的撞击强度和减少二次撞击的出现是减少高速公路上交通事故的关键问题，这一问题的解决无疑具有非常高的经济价值和社会意义(减少伤亡)，事实上在河流或沿海或港湾内，船舶之间的撞击亦存在上述的问题，尤为是船舶的前端均为尖端状，亦容易出现船毁或人员伤亡事故。

除去上述的高速公路需要使用防护板对车辆及人员进行保护，在更多场合例如人造岛礁或普通小岛的边缘进行保护，一般人造岛礁高出海面的高度有限，其迎海浪面需要有耐候和耐冲击的材料进行保护，还有很多河流的急转弯处，河堤受到河水的冲击常会导致河堤被冲刷而出现破坏，在上述的岛礁迎浪面或河堤转弯部位覆盖一柔性防的护板，就可对岛礁或河堤进行保护。

发明内容：

本发明的发明目的是公开一种对各类冲击具有良好保护作用的柔性防护板。

实现本发明的技术解决方案如下：包括由塑性材料和金属编织网一体成型的柔性板，关键是柔性板有良好反射撞击力的表面层和具良好吸收撞击能量的背面层，金属编织网位于背面层。

所述的金属编织网的垂直方向的变形率大于水平方向的变形率。

所述的表面层的塑性材料的密度大于背面层的塑性材料的密度。

所述的表面层的塑性材料的硬度高于背面层的塑性材料的硬度，表面层的表面设有反光标示。

所述的柔性板的背表面有多个条状凸起。

所述的柔性板的背表面有与塑性材料一体构成的条状凸起上有凹槽，凹槽内设有钢缆。

所述的钢缆与金属编织网的背面层的塑性材料一体成型。

所述的柔性板内的金属编织网端部连接有一连接件，连接件上有通孔。

所述的钢缆的分布是由上往下间距递增。

所述的钢缆由上往下其直径递减。

所述的柔性板的背面层内还有金属薄层，金属薄层有多个通孔，金属薄层为整片状或为多片状。

本发明的技术方案具有极佳的综合性优点，其整体设计是针对复杂的冲击力学的现象的全面研究与分析上，充分发挥防护板中每一结构与材料性能的良好配合，使技术方案发挥出最佳功能，其整体综合性能表现为首先无须任何对材料的防腐处理，不产生对环境的污染；其二是整体具有极好的延展性，即相对于波形梁的刚性具有更好的柔性，可大幅减小一次撞击的力度的同时，柔性还可使冲击车辆更易于偏转，使车辆的冲击能量偏移；其三是表面的特殊设计提高了反作用力；其四是整个塑性材料的结构与金属编织网、金属薄层结合使防护板的吸能效果特别好；其五是防护板既可以作为防护栏的一个部分，又可与现有技术中的钢缆拦索防护栏结合，提高已有技术的拦阻效果。

附图说明：

图1为本发明实施例的断面结构示意图。

具体实施方式：

附图给出了本发明的各实施方式的结构示意图，需说明的是具体实施方式和附图是为便于对本发明的理解，不应视为是对发明的保护范围的限制。

请参见图1，本发明的具体实施例的技术方案是：包括由塑性材料和金属编织网1一体成型的柔性板2，所述的一体成型是利用现有技术的塑性材料的共挤工艺即可实现，关键是柔性板2有良好反射撞击力的表面层3和具良好吸收撞击能量的背面层4，金属编织网1位于背面层4；撞击发生的瞬间，表面层3具有较好的反射能力，对撞击物体(如车辆)有一反作用力，随着撞击过程的发展，柔性板2的变形即为背面层4和金属编织网1变形，其中金属编织网1中的各个网格将变形，该变形将受到网格内的塑性材料的阻力，最终塑性材料被金属网格挤压剪切过程会消耗大量的撞击能，同时金属编织网1的网格节点或称为相邻金属丝的相互缠绕节点也会产生变形或在长度方向产生伸缩或扭转，金属丝之间也会产生刚性的摩擦而消耗撞击能；上述的金属网格垂直方向上的变形率大于在水平方向的变形率，这首先会增加金属网格内的塑性材料在垂直方向的尺寸增加而增强塑性材料被剪切而消耗撞击能量，还会提高金属编织网1在水平方向的延展性而提高撞击的时间，还可使在撞击发生过程中金属编织网1承担更多的变形产生的拉力，且该拉力会使上述的节点部位因摩擦更强而消耗更多能量，也有利于柔性板2的整体性和将撞击能量向撞击点两侧的远方传递。

前述的柔性板2的变形会消耗大量的撞击能量，塑性材料不仅是提高柔性板2的整体性，还会提高柔性板2的刚性，在撞击时刚性的提高会增加撞击反作用力于运动车辆上，该反作用力的提高会减小撞击能、减小车辆的运动速度，更关键的是会使运动车辆产生一个运动偏移，即改变撞击点，或撞击点沿柔性板2的表面有一滑移的分运动方向，最终会形成一个凹陷程度逐渐增加的凹部，该凹部同时在沿道路方向和垂直于道路的两个方向运动与扩张，因此柔性板2具有柔性也很重要，故所述的柔性板2的表面层3的塑性材料的密度或硬度大于背面层4的塑性材料的密度或硬度；表面层3是指车辆撞击的一面，背面层4是指柔性板2的非撞击面或另一面，则柔性板2为由不同密度或不同硬度的两层塑性材料构成，高密度或高硬度的表面层3有利于提高作用于车辆的反作用力，而低密度或低硬度的背面层4有利于提高柔性和变形过程的整体性及剪切吸能时的粘性，提高吸能效果；上述的表面层3的厚度为1～3mm为佳，无须太厚，金属编织网1位于较厚的背面层4，由于背面层4的密度或硬度较低，金属编织网1在变形挤压或剪切背面层4时，仍能在一定时间内保持背面层4的基本整体性，或应选择构成背面层4的塑性材料的延展性较高为最佳。

以上只是本发明的基本构成的实施例，其可以与现有技术中的钢缆拦索护栏结合，以提高已有拦索护栏的拦阻效果。为提高拦阻效果，所述的柔性板2的背表面有多个条状凸起7，所述的柔性板2的背表面有与塑性材料一体构成的条状凸起7上有凹槽5，凹槽5内设有钢缆6；由于结合有钢缆6，柔性防护板的整体刚性可以提高，且凹槽5的存在亦可提高柔性板2的刚度，钢缆6可大大提高防护板的拦阻能力，其以高抗拉强度实现对车辆的拦阻；当然所述的钢缆6与金属编织网1与背面层4的塑性材料可一体成型或分体嵌入凹槽5内，这既增加了柔性板2的强度又增加了塑性材料与钢缆6之间的摩擦力，同时钢缆6被塑性材料包覆，又减少了对钢缆6进行保护处理成本和处理过程产生的污染；上述的条状凸起7不仅可与钢缆6配合，且条状凸起7自身又类似于柔性板2的筋条起到增加强度的作用，这时钢缆6可利用挤塑工艺在其表面包覆一层塑性材料，以提高钢缆6的耐腐蚀性能。

依据前述的柔性防护板，其既可以作为柔性防护栏的一个组成部分，又可作为现有的钢缆索拦阻拦的一个增强部件与钢缆索配合；为提高柔性防护板的抗拉效果和/或便于安装维护，所述的柔性板2内的金属编织网1的端部连接有一连接件(图中未示出)，连接件上有通孔，该连接件在柔性板2的挤塑工艺制备时或被塑性材料覆盖，或暴露于塑性材料之外，这视柔性板2的长度而定；连接件可与防护栏的桩柱上的连接装置或现有技术中的防阻块连接，该连接件被固定于桩柱或防阻块后，使柔性板2在水平方向的变形受到限制，迫使金属编织网1更多的是垂直方向的变形，并且使前述的节点部分有更多的摩擦，随着变形的发展，金属编织网1会承担更多的拉力，即金属编织网1自身亦会变形发展为一个类似金属缆的束状结构，对拦阻有更多的贡献。

前面已叙及钢缆6是拦阻的一个关键性的部件，但由于高速公路上行驶的车辆种类繁多、大小不一，重心高低会影响撞击后整个防护板的拦阻效果，因此本发明的防护板的钢缆6的分布是由上往下间距递增，这样对于重心较高的大中型车辆的拦阻能力较高，也就是说会有更多的拦阻能力迅速进入拦阻，且不会影响对小型车辆的最终拦阻；为进一步提高对不同车辆的拦阻，所述的不同位置的钢缆6的直径亦由上往下递减，这样可将防护板的最大拦阻能力置于防护板的较高位置以适应大中型车辆的高重心，设置的多根钢缆6不仅提高了防护板的拦阻能力，且可避免高重心的大中型车辆因较低拦阻位置而导致的翻滚或侧向翻滚。

前述的柔性防护板经大量计算与模拟试验已达到很好的拦阻效果，为进一步提高拦阻能力，在柔性板2的背面层4内还设有金属薄层8，金属薄层8有多个通孔，在撞击发生后，进入柔性板2的高强度应力波在遇到金属薄层8时会反射应力波并作用于撞击车辆上，这可尽量减小撞击车辆的持续撞击能力，金属薄层8在加强整个柔性板2的刚度或强度的同时又阻止变形过程中金属编织网1的网格内的塑性材料的飞溅或塑性材料过快脱离网格内的被剪切位置，增加金属网格对塑性材料的剪切时间而增加柔性板2的耗能；金属薄层8上有多个通孔，塑性材料通过上述的通孔使金属薄层8两面的塑性材料连为一体，金属薄层8可以为整片状或为多片状，为多片状时既可增加柔性板2的整体性又可有重点的设置金属薄层8在柔性板2上的位置，以追求更佳的拦阻能力。在表面层3的表面设有反光标示9，反光标示9为带有萤光物质的塑料薄带，可与表面层3共挤而为一体，这可进一步提高柔性防护板的警示作用和提高安全性，且具有长期使用的效果。

前面主要是以高速公路两侧设置本发明来进行详细的结构描述，实际上本发明公开的技术方案还可应用更多的领域，例如海岛的迎浪面或防波堤的表面，特别是为普通土壤结构时，在迎浪面或防波堤的表面覆盖上述的柔性防护板，可避免水的冲击造成的破坏，或用于河道的易冲刷表面，或河堤溃坏出现决口时可快速设置本发明堵住决口，甚至可应用军事领域的野战工事的快速修筑，如一定间距设置两个防护板，在两板之间填入沙土，则可构筑人员保护的工事或防坦克障碍等，且由于本发明的柔性特质，本发明可卷曲运输，携带方便，维修更换也甚方便。

Claims (11)

1.一种柔性防护板，包括由塑性材料和金属编织网(1)一体成型的柔性板(2)，其特征在于柔性板(2)有良好反射撞击力的表面层(3)和具良好吸收撞击能量的背面层(4)，金属编织网(1)位于背面层(4)。

2.按权利要求1所述的柔性防护板，其特征在于所述的金属编织网(1)的垂直方向的变形率大于水平方向的变形率。

3.按权利要求1所述的柔性防护板，其特征在于所述的表面层(3)的塑性材料的密度大于背面层(4)的塑性材料的密度。

4.按权利要求1或2或3所述的柔性防护板，其特征在于所述的表面层(3)的塑性材料的硬度高于背面层(4)的塑性材料的硬度，表面层(3)的表面设有反光标示(9)。

5.按权利要求4所述的柔性防护板，其特征在于所述的柔性板(2)的背表面有多个条状凸起(7)。

6.按权利要求5所述的柔性防护板，其特征在于所述的柔性板(2)的背表面有与塑性材料一体构成的条状凸起(7)上有凹槽(5)，凹槽(5)内设有钢缆(6)。

7.按权利要求6所述的柔性护板，其特征在于所述的钢缆(6)与金属编织网(1)的背面层(4)的塑性材料一体成型。

8.按权利要求7所述的柔性防护板，其特征在于所述的柔性板(2)内的金属编织网(1)端部连接有一连接件，连接件上有通孔。

9.按权利要求8所述的柔性防护板，其特征在于所述的钢缆(6)的分布是由上往下间距递增。

10.按权利要求9所述的柔性防护板，其特征在于所述的钢缆(6)由上往下其直径递减。

11.按权利要求10所述的柔性防护板，其特征在于所述的柔性板(2)的背面层(4)内还有金属薄层(8)，金属薄层(8)有多个通孔，金属薄层(8)为整片状或为多片状。