CN201924251U

CN201924251U - 一种航空跑道安全拦阻方块及其拦阻跑道

Info

Publication number: CN201924251U
Application number: CN2010202121667U
Authority: CN
Inventors: 桂永全; 高国华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2020-05-27

Abstract

一种航空跑道安全拦阻方块，是模具成型的底部有加强层(2)的加气混凝土方块或混凝土方块或轻质颗粒方块，其特征是至少在方块的顶部有耐候性保护层(4)。由本方块可在跑道端区并沿跑道方向构建高出地表的斜坡状拦阻跑道，本跑道由引导区(7)和不等密度的方块(8a)、(8b)构成的拦阻区所组成。

Description

一种航空跑道安全拦阻方块及其拦阻跑道

一、技术领域

本实用新型涉及一种航空机场的安全设施，特别涉及当飞机冲出正常跑道时的安全拦阻设施，确切地说是一种航空跑道安全拦阻方块及其拦阻跑道。

二、背景技术

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，多设置压溃型安全拦阻跑道系统，这为民航飞机场的最佳安全拦阻设施选择。

申请人首于2007年元月22日申请了《一种航空跑道压溃型安全拦阻方块》的实用新型专利(ZL200720034007.0)，该拦阻方块有两种结构，一种是以铝粉为发气剂制备的粉煤灰加气混凝土方块，其内有化学发泡形成的气泡(1)，底部有由加强筋加固的加强层(2)；另一种是以水泥、粉煤灰或/和细砂浆料注模具成型的混凝土方块，其内有中空长孔(3)，底部有由加强筋加固的加强层(2)。该拦阻方块通过调节混凝土各组分比例以及控制气孔(1)或中空长孔(3)的大小和密度使系列拦阻方块获得递增(或递减)的压溃强度。当飞机对由该系列拦阻方块构建的安全拦阻跑道实施碾压时，方块通过自身的变形、溃碎以吸收飞机滑行的动能使之减速，同时压溃强度依次增大，导致拦阻的作用力逐渐增加，直至将飞机拦阻在预定的安全区域。

实验表明，由于拦阻方块长期暴露在野外空气中，环境气候变化，特别是光照和冰雪雨水会影响方块的压溃强度，因此需要具备很好耐候的性能，此外实践表明，这样的拦阻方块不方便机械化搬运施工。

三、发明内容

本实用新型旨在提供一种改进的航空跑道安全拦阻方块，所要解决的技术问题是赋予拦阻方块的具备耐候的性能。

本实用新型有以下三种技术方案。

第一种方案是以铝粉为发气剂制备的粉煤灰加气混凝土方块或砂加气混凝土方块(下统称加气混凝土方块)，包括其内的气泡1和底部由加强筋加固的加强层2，与现有技术的区别是至少在方块的顶部有耐候保护层4，如图1所示。最好在方块的顶部及四周(即前后左右四个面)都设置耐候保护层4。

为方便机械搬运，在方块底部设置槽孔5。

该方块的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，最后在方块的顶部或/和四周粘合耐候保护层4，该保护层由聚合物改性水泥加工而成。通过调节加气混凝土原料配比和中空气泡的大小和密度而获得可调控的脆性压溃拦阻所需的强度。所述的原料包括55～80份粉煤灰或细砂、10～25份生石灰、5～20份水泥、1～8份石膏、0.3～10份铝粉。

第二种方案是以水泥、粉煤灰或/和细砂浆料经模具成型的混凝土方块，包括其内的中空长孔3和底部由加强筋加固的加强层2，与现有技术的区别是至少在方块的顶部有耐候保护层4，如图2所示。最好在方块的顶部及四周(即前后左右四个面)都设置耐候保护层4。

为方便机械搬运，在方块底部设置槽孔5。

该方块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3结构的混凝土方块，最后在方块的顶部或/和四周粘合耐候抗紫外线保护层4。通过调节原料配比可获得可调控的压溃强度。

第三种方案是复合拦阻方块，与现有技术的区别是由轻质颗粒6和胶结剂组成的本方块的底部有由加强筋加固的加强层2，并且至少在方块的顶部有耐候保护层4，如图3所示。最好在方块的顶部及四周(即前后左右四个面)都设置耐候保护层4。

为方便机械搬运，在方块底部设置槽孔5。

这些轻质颗粒6是由无机、有机颗粒或球团组成。具体地说，无机颗粒或球团为陶砂、陶粒、膨胀珍珠岩颗粒、沸石颗粒、蛭石颗粒、泡沫玻璃、海绵硅砂；有机颗粒或球团是阻燃聚苯乙烯颗粒、阻燃酚醛泡沫塑料颗粒。

这些胶结剂是无机胶结剂、或有机胶结剂、或无机与有机胶结剂的混合体。具体地说，无机胶结剂是各种水泥；有机胶结剂是阻燃型丙烯酸酯树脂、阻燃型苯乙烯/丙烯酸酯类共聚树脂，阻燃型聚氨酯胶结剂；无机和有机胶结剂的混合体是聚合物改性水泥砂浆，聚合物改性水泥浆。通过调节本复合方块中的轻质颗粒与胶结剂的配比和密度，使安全拦阻系统获得可预测和调节的脆性压溃拦阻所需的强度。以轻质颗粒和胶结剂组成的拦阻方块，可以工厂化预制生产，或在航空机场工地现场制作。

上述技术方案中拦阻跑道的方块，可以根据具体拦阻工程需要，将拦阻方块自上至下分层制作成单至多层的方块，不同密度或强度可以依次递减或递增排列，以达到设计要求。

在本三种技术方案中，所使用的水泥是一般建筑行业用的水泥，比如硅酸盐水泥、矿渣水泥、复合水泥、粉煤灰水泥、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胶凝产物，起到水泥的胶凝作用。

用本拦阻方块构建斜坡状安全拦阻跑道，也就是说本拦阻跑道由厚度10cm至90cm范围递增的拦阻方块所构成，从正常跑道端部起始并沿着跑道长度方向向外延伸，呈10～90cm递增的斜坡状，整个安全拦阻跑道依次由引导区7和不等密度的拦阻方块8a和8b构成的拦阻区所组成。跑道表面有耐候保护层4。如图4、图5所示。在同一区域中的拦阻方块的压溃强度相同，区域的交替处，方块可以上下重叠排列，使相邻的两区域间的压溃强度呈渐增高式过渡。拦阻跑道的底部用沥青或其它防水型粘合剂与地面相固定，以免拦阻方块移动。

实验表明，本拦阻方块不招引昆虫、鸟类，无静电、不燃、耐水侵蚀、抗紫外线、可稳定保持15年以上。模拟试验表明，本三种技术方案所产生的拦阻方块构建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小型客机的各种民航客机的有效拦阻，对飞机的破坏最小，特别是能充分保护乘客的人身安全。本安全拦阻设施，不仅适用于民航机场跑道，也适用于高速公路急弯处、赛车道等正常跑道端部设置安全拦阻跑道。

特别指出是，本安全拦阻设施也很适用于军用机场跑道。军用机场多设置在山区或较隐蔽的地区，本压溃型拦阻跑道可增加正常机场跑道的有效长度，提高机场跑道的利用率。除了需要人工时刻监视控制的拦阻网和拦阻钢缆绳设施之外，还可以再附加本拦阻设施，做到可长期自我维持拦阻功能的飞行安全设施，无需人工值守，对于军用机场的安全保障有重要意义。

四、附图说明

图1：加气混凝土拦阻方块结构示意图。

图2：中空长孔混凝土拦阻方块结构示意图。

图3：轻质颗粒复合拦阻方块结构示意图。

图4：用拦阻方块构建的不等密度分区安全拦阻跑道。

图5：用拦阻方块构建的不等密度分层安全拦阻跑道。

图6：安全拦阻跑道对冲出跑道的飞机实现安全拦阻示意图。

五、具体实施方式

现以定点浇注法(浇注机固定、模具移动)加工1米×1米、高100～900mm的安全拦阻方块为例，非限定实施例叙述如下：

取金属组装模具，内喷130#机油作隔离剂，底部置放构成加强层的耐碱玻璃纤维布及塑料底托盘，托盘上有截面为矩形凸起，对加工中空长圆孔混凝土安全拦阻系统来说，还需平行置放若干根圆芯模。

1、取粉煤灰67份，生石灰17份，硅酸盐水泥13份，石膏3份，铝粉5份，投入浇注搅拌机中混合搅拌，再加入65份水继续搅拌成浆料，然后浇注于模具中，控制浆料厚度约为模具高度的2/3，浆料在模具中反应发气并膨胀，待浆料不再升温、膨胀时移入预养室中，60℃保温2小时，然后脱模切割，送高压蒸养釜中蒸汽养护，温度190℃、蒸汽压力12kg/cm2，维持6小时，最后冷却、降压、出料即得到粉煤灰加气混凝土拦阻方块，其内有气泡1，底部有加强层2，以及供机械搬运用的槽孔5。

2、取细砂65份、生石灰18份，碱激活水泥15份，石膏5份，铝粉6份，水65份，其余操作同实施例1。得到砂加气混凝土拦阻方块，其内有气泡1，底部有加强层2，以及供机械搬运用的槽孔5。

3、取100份矿渣水泥、60份水、或者80份粉煤灰和65份水，投入浇注搅拌机中混合搅拌成浆料，然后浇注于预设有圆芯模的模具中，初凝后抽出圆芯模，切割，蒸汽养护，得到具有中空长圆孔结构的混凝土拦阻方块，其内有中空长孔3，底部有加强层2，以及供机械搬运用的槽孔5。

4、取轻质陶粒60份，阻燃聚苯乙烯颗粒18份，细砂12份，聚合物改性水泥浆25份，水15份，投入浇注搅拌机中混合搅拌，然后浇注于模具中，待料浆充分凝固硬化后，移入养护室中，60℃保温养护8小时，最后冷却，检验，包装，即得到拦阻方块。

5、在例1、例2、例3、例4制备的拦阻方块的顶部和四周粘合由聚合物改性水泥加工的耐候保护层4。聚合物改性水泥由聚丙烯酸酯乳液20份、水泥80份，细砂10份加工而成。

6、取实施例5中任一种拦阻方块，在原跑道的两端区、沿跑道方向构成拦阻跑道。

如图4所示，首先构建斜坡状引导区7，然后取低密度方块8a和高密度方块8b依次构成斜坡状拦阻区。其表面有耐候保护层4。

如图5所示，首先构建斜坡状引导区7，然后取顶层无耐候层4的高密度方块8b构建斜坡状拦阻区，最后在其上迭加低密度方块8a，跑道表面有耐候保护层4。

Claims

1.一种航空跑道安全拦阻方块，是加气混凝土方块，包括其内化学发泡形成的气泡(1)和底部的加强层(2)，其特征在于：至少在方块的顶部有耐候性保护层(4)。

2.根据权利要求1所述的拦阻方块，其特征在于：在方块的四周均有耐候性保护层(4)。

3.根据权利要求1或2所述的拦阻方块，其特征在于：在方块的底部有供搬运的槽孔(5)。

4.一种航空跑道安全拦阻方块，是混凝土方块，包括其内的中空长孔(3)和底部的加强层(2)，其特征在于：至少在方块的顶部有耐候性保护层(4)。

5.根据权利要求4所述的拦阻方块，其特征在于：在方块的四周均有耐候性保护层(4)。

6.根据权利要求4或5所述的拦阻方块，其特征在于：在方块的底部有供搬运的槽孔(5)。

7.一种航空跑道安全拦阻方块，是轻质颗粒复合方块，其特征在于：在方块的底部有加强层(2)，至少在方块的顶部有耐候性保护层(4)。

8.根据权利要求7所述的拦阻方块，其特征在于：在方块的四周均有耐候性保护层(4)。

9.根据权利要求7或8所述的拦阻方块，其特征在于：在方块的底部有供搬运的槽孔(5)。

10.一种航空拦阻跑道，由高10cm～90cm递增的系列拦阻方块所构成，其特征在于：构建在航空跑道端部、并沿跑道长度方向延伸的拦阻跑道呈10cm～90cm递增的斜坡状，并依次由引导区(7)和不等密度拦阻方块(8a、8b)构成的拦阻区所组成，跑道表面有耐候保护层(4)。