JP2000511609A - 乗物拘束路盤システム - Google Patents

乗物拘束路盤システム

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Abstract

(57)【要約】 乗物拘束路盤は、滑走路の終端に構築され、路盤に進入する航空機を安全に減速させる効果がある。拘束路盤は、所定の圧縮傾斜強度を有する多数の多孔性コンクリート(70)のブロックにより組み立てられるため、航空機の着陸装置の勢いに歯止めがかかり種々の航空機を効果的に減速する一方で、安全な範囲内での減速を提供する。拘束路盤は一般的に深さが9から24インチまで増大する入口区域(52)を含んでおり、第一圧縮傾斜強度を有するブロックで形成されている。第二区域(54)は、第一区域に向かって先細になっていてもよく深さが30インチまで増大するが、より大きい圧縮傾斜強度有するブロックで形成されている。そのため航空機は路盤を移動中増大する抗力を経験しするが、種々の航空機に適切な拘束能力を提供する。ブロックより大きな強度の多孔性コンクリートによる保護硬質被覆層(62)はブロックの一面を覆い、損傷なく保全員が路盤上を歩行できるようにする。拘束路盤システムは、他の圧縮可能な材料が散在する/しない多孔性コンクリートの断片や骨材で形成され、硬質被覆層で覆われている路盤のような代替の形状で提供してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】 乗物拘束路盤システム 本発明は乗物(vehicle)の運動を減速させることに関し、さらに詳しく言えば 、滑走路の末端を走り出る航空機を安全に減速するための多孔性コンクリート(c ellular concrete)の拘束路盤システムに関する。 発明の背景 航空機が滑走路末端からオーバーランすることは起こりうることであり、また 実際に起こっており、乗客の怪我や航空機の破壊または著しい損傷をもたらす可 能性がある。このようなオーバーランは、離陸中断時または着陸中に80ノット (毎時148.16km)までの速度で走行中の航空機において発生している。 オーバーランの危険を最小限にするために、連邦航空局(FAA)は、滑走路の 末端を越えて長さ1,000フィート(304.8m)の安全地帯が一般的に必 要であるとしている。この安全地帯の存在は、現在では連邦航空局の基準となっ ているが、国中の多くの滑走路はこの基準の採用される前に建設されており、そ れらは水域や道路や、その他の障害物があって1,000フィートオーバーラン 要件に経済的に無理なく従うことを妨げられてしまっている。 滑走路を越えた範囲の既存の土壌表面を含むいくつかの物質について航空機を 減速させる能力が評価されてきた。土壌の表面は拘束能力の点で非常に予測し難 く、それは土壌の性質が予測し難いからである。例えば、非常に乾燥した土は固 くてほとんどはまり込むことはないが、湿った土は航空機をたちまち泥にめり込 ませてしまい、着陸装置を破損して、乗客乗員の負傷および航空機の多大な損傷 が生じる可能性がある。 1998年の一報告書には、JFK国際空港滑走路用の発泡プラスチック製滑 走路拘束装置開発の実現性についてのニューヨークおよびニュージャージー空港 当局による調査が取り扱われている。同報告書では、そのような拘束材の設計は 実現可能であり、80ノット(毎時148.16kmまでの出口速度で滑走路を オーバーランする100,000ポンド(45,400kg)の航空機、および 60ノット(毎時111.12km)までの出口速度で滑走路をオーバーランす る820,000ポンド(372,280kg)の航空機を安全に止めることが できるであろうとの分析結果が述べられている。同報告書では、適切な発泡プラ スチックの拘束材の構造上の性能は、「特にブレーキがきかず、逆推進が利用で きない場合は、1,000フィートの舗装したオーバーラン地帯よりも優れてい る」可能性を秘めているというように説明されている。よく知られているように 、ブレーキの効きは、濡れたり凍結した路面状況のもとでは制限されてしまうお それがある。(デイトン大学報告書UDR−TR-88−07、1998年1月) さらに最近では、航空機拘束システムが、ラレットらに付与された来国特許第 5,193,764号に述べられている。同特許の開示内容によると、航空機拘 束地帯は、硬質で脆い耐火性フェノール樹脂フォームの薄層を互いに積み重ねて 複数接着し、フォームの最下層が支持面に接着された状態で構成されている。積 み重なった層は、硬質発泡プラスチックフォームにおける組み合された層の圧縮 抵抗が、滑走路から拘束地帯への進入時に拘束されるよう期待されるどんな航空 機の着陸装置で加わる力よりも小さくなるようにされていて、当該フォームは航 空機に接触すると壊れるようになっている。適切な素材はラテックス接着剤など のような親和性の接着剤とともに用いられるフェノールフォームである。 フェノールフォームを主にした拘束装置のテストは、このような装置 が航空機を停止させるよう機能することは可能であるが、フォーム素材の使用に は不利益があるということを表している。主な不利益は、フォームは、その特質 にもよるが、一般に弾性反発特性を示すということである。したがって、フェノ ール樹脂フォーム製拘束路盤テストにおいて、フォーム素材自体の弾性反発のた めに、フォーム素材を通過するときに航空機の車輪に幾分前方の推力が与えられ ることが認められた。 拘束路盤システムに使用する素材として、起泡または多孔性コンクリート(foa med or cellular concrete)が先行技術において提案され、限定的な現場テスト が行われている。そのようなテストは、多孔性コンクリートがフェノールフォー ムと同じ利点を多く提供する一方でフェノールフォームの不利益のいくつかを解 消しているととの観点から、多孔性コンクリートは拘束路盤システムに使用でき る可能性が高いことがわかってきた。しかし、拘束路盤全体にわたる破砕強さ( crush-ing strength)の正確な管理および素材の均一性についての要求が厳しい ので、今まで知られている限りでは、適切な特質と均一性を備えた多孔性コンク リートの製造は達成されていないし、文書に記載されてもこなかった。建設用の 構造用コンクリートの製造は、比較的簡単な行程段階を含んだ古い技術である。 多孔性コンクリートの製造は、一般に単純な成分を含んでいるのだが、空気混和 、混練、および水和といった面での性質と効果により、複雑なものになっており 、弱すぎず強すぎずといった均質な完成品を本目的のために得ようとするならば 、綿密な条件指定と正確な管理をおこなわなくてはならない。強弱のある多孔性 コンクリート地帯を含む不連続部分は、例えば、減速力が車輪支持構造の強度を 超えると、減速中の機体に実際に損傷を与えかねない。そのような不均一性は、 減速性能と全停止距離を正確に予測することができないという結果ともなる。市 販の多孔性コンクリートを用いた最近のある使用可能性 テストでは、テストデータを記録するよう装備された航空機が、路盤部分を通し てタキシグし、負荷データの取得を行っている。製造の均一性を提供する手段は 講じられていても、拘束路盤から採取したサンプルおよび拘束路盤の航空機負荷 データは、破砕強さがが過度に高い領域とそれが過度に低い領域との間の著しい 変化を示した。航空機が、主要着陸装置を損傷または破壊するような力に曝され るのであれば、拘束装置の潜在的な利点についての信頼が損なわれるのは明らか である。 「JFK国際空港の前置き軟質地面拘束機設計」と題された連邦航空局向けに まとめた1995年報告書には航空機拘束装置が提案されている。同報告書には 、フェノールフォームまたは多孔性コンクリートのいずれかの使用可能性が論述 されている。フェノールフォームに関しては、圧縮に伴う反発エネルギーをもた らす「弾性反発」特性の不利益が記載されている。「フォームクリート」と名づ けた多孔性コンクリートに関しては、製造において「フォームクリートの一定の 密度(強度パラメータ)は維持が困難である」と述べられている。一定の密度と 圧縮強度をもって大量に生産できるのであれば、フォームクリートは拘束装置を 構成するのにふさわしいであろう、と示唆されている。平板試験が示されており 、5パーセントから80パーセントの変形範囲にわたる60psiと80psiの均一 圧縮強度値が、この技術に当時利用できる情報レベルに基づく目標として記載さ れている。このように同報告書は、許容可能な特性を有するような現存する素材 、およびそのような素材の製造法のいずれもが不可能である、と述べており、ま た幾分仮説に基づいて、そのような素材が利用できる場合の特質と試験について 暗示している。 そのため、拘束路盤システムは研究され、そのための種々な材料の試験が探索 されたが、特定の距離内で、滑走路の計画速度で疾走している既知の大きさおよ び重量の航空機を安全に減速させるであろう拘束路盤 システムの実用的製品および実施は達成されていない。利用されるべき特定の素 材は、拘束路盤の形状や製造と同様に有効な拘束路盤システムの供給にとって重 要である。ある範囲の大きさ、重量、および路盤進入速度の乗物に対しての有効 な拘束路盤を供するためには、予測可能な抗力効果(drag effects)および乗物 減速率が提供できる路盤設計、素材、製造技術の利用が要求とされる。拘束路盤 における抗力あるいは減速目標を高めるために、特定の大きさと重量の航空機に 対して算出された力およびエネルギー吸収に基づいて、そのような航空機のため の相応な着陸装置強度設計仕様を考慮し、コンピュータプログラムモデルあるい は他の技術が用いられる。しかしながらそのような目標は、拘束路盤目標を所望 の結果を達成する現実のものとするのに適した有効な路盤形状、素材、および製 造技術がないため、単に抽象的な目標のままに留まっている。その結果として、 可能性のある拘束路盤素材および減速目標に関するこれまでの情報は、営業用旅 客機および他の乗物による利用に適した実用的拘束路盤の製造を可能にするため には適切でなかった。 そのため、本発明の目的は、新規に改良された乗物拘束路盤システム提供する ことであり、当該システムは以下の利点や可能性を一つ以上有するようになって いる: ・受入れ試験の済んだプレキャスト多孔性コンクリートからなる骨材; ・深さと圧縮強度特性を漸進的に変化させることを可能にするブロックあるいは 骨材集合体; ・予め定めることができ、実質的に気象条件にも左右されない拘束特性; ・長寿命の耐候性構造; ・歩行者の立ち入りを支える硬質被覆; ・拘束路盤上での衝突/火災/救助の車両が十分に活動可能; ・拘束路盤に進入した乗物からの乗客の退出の容易性;および ・オーバーランした乗物が利用した後のブロックあるいは骨材(aggregate)によ る取り替え修理の容易性。 発明の要約 本発明によれば、乗物拘束路盤システムは、下部において12から22pcf の範囲の第一乾燥密度(dry density)を有する多孔性コンクリートブロックの第 一および第二横列を含む先頭部分を含んでいる。第二列のブロックは第一列ブロ ックよりも大きい高さを有している。第一および第二列のブロックは第一圧縮傾 斜強度を有しており、乗物減速を供する。 この路盤システムは更に、第一乾燥密度より大きい第二乾燥密度を有する多孔 性コンクリートブロックの第三および第四横列を含む部分を有している。第四列 のブロックは第三列のブロックより大きい高さを有するとともに、第三および第 四列のブロックは、第一圧縮傾斜強度より大きい第二圧縮傾斜強度を有しており 、より大きい乗物減速を供する。 硬質被覆層が第一、第二、第三および第四列のブロックに重なっている。この 硬質被覆層は、第一および第二乾密度より大きい乾燥密度とともに、ブロックの 平均高さの10パーセントを超えない厚さを有する多孔性コンクリートで構成さ れている。 乗物拘束路盤システムは、望ましくは以下のような付加特性を有することがで きる。ブロックは、15から23pcfの範囲の湿密度(wet densiyt)を有する 多孔性コンクリートで形成されるとともに、所定のサイズの型で養生されること が好ましい。例としては、好適な実施形態における全ブロックは同じ長さ、幅で あるが、いくつかは異なる所定の高さであり、ブロックの第一部材は60/80 圧縮傾斜強度を有すると ともに、ブロックの第二部材は80/100圧縮傾斜強度を有している。硬質被 覆層は、拘束路盤の全面保護を供するとともに、保全要員が路盤を損傷すること なく歩行できるように、より大きい強度を有する適切に養生された多孔性コンク リートで形成されてもよい。 本発明をよりよく理解する上で、他の更なる目的と合わせて、図を参照して本 発明の範囲を添付の請求項により明示する。 図面の簡単な説明 図1A、1Bおよび1Cは、それぞれ本発明によるブロック構築を利用した乗 物拘束路盤システムの、平面図、縦断面図、横断面図である。 図2Aおよび2Bは、それぞれ本発明による骨材(aggregate)を利用した乗物 拘束路盤システムの同様の平面、縦断面の部分図である。 図3は、拘束路盤システムにおける利用に適した多孔性コンクリートの一般的 なブロックの構成を示している。 図4、5および6は、多孔性コンクリートの他の構成を示している。 図7および8は、二つの異なる強度の多孔性コンクリートのサンプルに対する 進入割合対圧縮力に関する試験結果を示している。 発明の詳細な説明 拘束路盤用途に多孔性コンクリートを使用するには、材料は変形に対する抵抗 力が一般に均一であることが必要であって、その理由は路盤を満足できる性能を 確保するように路盤を設計し、寸法取りし、構築することを可能にするのは、減 速させられる乗物の接触部材表面に作用する力を予測することができることであ るからである。そのような均一性を得るためには、多孔性コンクリートの調合に 使用する原料、およびその実施条件、ならびに養生方法の注意深い選択と管理を 行わなければなら ない。 多孔性コンクリートの成分は、一般的にはセメント、好ましくはポートランド セメントと、発泡剤および水である。非常に細かい砂または他材料のある状況内 での利用も見られるが、この好ましい実施形態では使用されていない。本件にお いて、「多孔性コンクリート」という用語は、空気などの流体の比較的小さな内 部の胞あるいは泡を有するコンクリートを包含する包括的用語として用いられ、 それには砂あるいは他の材料を含んでいてもよく、また、そのような砂や他の材 料を含まないような処方であってもよい。 拘束路盤システムの構築は、システムのための所望寸法を達成するために、中 央の製造設備あるいは路盤現場において多孔性コンクリートを製造し、そのコン クリートを適当な大きさの型枠に流し込むことにより完成する。しかしながら、 材料特性の均一性や全体的な品質の管理のためには、適切な大きさの型枠を利用 した全体路盤の部分品を成形し、そして同部分品を現場に移送して、路盤の全体 形状となるようにそれらを据え付けるようにすることが一般的には好適であるこ とがわかってきた。後者の場合においては、所定の大きさのブロック形状で、同 単体あるいは部分品は製造され、また品質管理テストが終了するまで保管される 。ブロックはその後現場に設置され、安全地帯自体の構成材料に応じてアスファ ルト、セメントグラウト、または他の適当な固着用材料を使用して滑走路安全地 帯に固着される。 どちらの場合でも本発明によると、組み立てられた拘束路盤の外面に、より強 固な表面を提供するために硬質被覆が施されるが、それは路盤自体の主構造ほど 簡単には変形しない。これにより、主構造に深刻な変形被害を与えることなく補 修ができる。好適な硬質被覆は、湿密度がやや高い、例えば、およそ22からか らおよそ26lbs./cu.ft. の範囲の泡コンクリートで構成される。最後に、当該構造に望ましい外観を与え 、気候による劣化(weather degradation)から守るために、耐候保護膜あるいは ペンキが塗布される。好適な被覆として水性シリコン材料を含んだものがある。 「圧縮傾斜強度」あるいは「CGS」の定義 用語「圧縮強度」(CGSではない)は通常、標準化された試料の表面に垂直 に加えられると試料を破壊してしまう力の大きさ(従来、平方インチあたりのポ ンドで測定される)を意味すると理解されている。最も一般的なテスト方法では 、実験装置、試料作成手順、テスト試料要件(寸法、成形、養生要件を含む)負 荷率および記録保持要件を特定している。一例として、ASTMC495−86 「軽量絶縁コンクリートの圧縮強度に対する標準的方法」がある。このような従 来の実験方法は、予測される負荷条件下での構造的な完全性の維持(すなわち、 少なくとも最低強度を有する)が要求される構造を設計する際には有用であるが 、拘束路盤システムの目的は予測可能な特定の方法で破壊することであり、それ により乗物が多孔性コンクリートを変形する際に、管理された予測可能な抵抗力 (すなわち、固有の圧縮傾斜強度)を提供することができる。そのため、このよ うな従来のテストは、圧縮破壊中の強度ではなく破壊点に達するまでの強度を測 定することに焦点を当てている。簡単に言うと、どの位の力が多孔性コンクリー ト材料試料を粉砕するかは、乗物が拘束路盤システムを通過することによりどの 位の抗力あるいは減速を経験することになるのかという重要な問いには応答して いない。従来技術にあるように、「一時」破壊応力に対して、本件においては、 試料の一部が元の厚さの約20パーセントまで継続的に圧縮される際の連続圧縮 破壊モードをテストで求めなければならない。本件において適切なこのような連 続テストに適した装置及び方法は、以前には通常利用可 能でなかった。 多孔性コンクリートの材料や処理には変化幅の幅の広い変数があり、テスト用 拘束路盤構築の規模及び費用からすれば、抗力量を予測するために正確な実験情 報が利用でき、拘束路盤システムにおいて利用される際に、特定の多様性を持つ 多孔性コンクリートが所定の方法で処理養生されて供給されることが不可欠であ る。単純な一度だけの「圧縮強度」に代わって、サンプルの連続圧縮破壊中に生 じる抗力測定に関するデータ結果に焦点を当てるような新しいテスト方法を開発 することにより、適切な多孔性コンクリート素材と処理変化の信頼できるテスト および確認を可能にする新しいテスト方法および装置が開発された。 その結果、多孔性コンクリートを元の厚さの20パーセントにまで押し潰すた めに必要な圧縮力は、進入の深さによって変化するということが測定された。こ の特性を本発明者は「圧縮傾斜強度」あるいは「CGS」と呼んでいるが、航空 機を安全に減速させるための周知の減速特性を有する多孔性コンクリート乗物拘 束路盤を構築するためには、正確に規定されなければならない。したがって、進 入型試験方法は、サンプルを破壊するような力を加えることにより測定されるの ではなく、むしろ特定の圧縮接面を有する試験プローブヘッドが一塊の多孔性コ ンクリートを移動することで発生する抗力に関するデータを連続的に提供してお り、拘束路盤使用における多孔性コンクリートを配合使用するために必要なデー タを得る鍵となる。このように測定され、CGSは進入深さに伴う範囲を通じて 変化し、従来の試験におけるような簡単な単一の破壊値ではなく、むしろ傾斜し た値(進入範囲を通じての平均CGSが70psiの60/80CGSのような もの)となる。 本件において、用語「圧縮傾斜強度」(あるいは「CGS」)は、表面から連 続した内部進入深さまでの多孔性コンクリート部材の圧縮強度 に関して使用され、その侵入深さは一般的には同部材の厚さの66パーセントで ある。定義の通り、CGSは標準ASTM試験方法により測定された圧縮強度に は対応するものではない。 CGSの測定に適した試験方法と装置は、共通の譲受人を有する、本件と同時 に出願された出願番号第08/796,968に開示され、参考文献としてここ に取り込まれている。 図1A、1Bおよび1Cの拘束路盤 図1(正確には、図1A、1Bおよび1Cを含む)には、本発明による乗物拘 束路盤システムの実施形態が図示されている。図1に示すように、路盤は長さを 有するとともに、図1Bおよび1Cに示すように幅と厚さも有している。路盤は 、図1の左から路盤へ進入する航空機を減速させるように形成されている。基本 的に、図1のシステムは、空港の滑走路の終端に装備されるべく、二つの異なる 圧縮傾斜強度と種々に異なる厚さを有する多孔性コンクリートによるプレキャス トコンクリートで構築されている。本システムを支持する基盤面50は、(雨水 の流出要件に満す傾斜を有することを条件とした)比較的平坦、滑らか、かつ水 平(であるとともに、滑走路を出る航空機を支持できる。基盤面50は、拘束路 盤システムの設置接合に良好な状態で十分に清浄であるべきである。縦方向の詳 細を示すために、図1Bおよび1Cの縦寸法は、図1Aの寸法に比べて拡大して 描かれている(例えば、図1A中の路盤幅は一般的には150フィート、図1B および1C中の路盤の最大厚さは一般的には30インチ)。また、ブロックの大 きさなどの寸法は、(例えば、一般的な拘束路盤に実際に含まれる数千のブロッ クを示すのではなく)図を分かりやすくするために変更がなされている。 図1のシステムに使用に適する代表的なブロックは、図3に図示されている。 図示されているように、ブロック70は、標準幅74(一般的 には4フィート)、長さ76(一般的には8フィート)の湿潤多孔性コンクリー トを養生型に入れることにより製造することができる。ブロック厚さ72は、8 ないし30インチの範囲内で異なっており、例えば、増加量が変化する高さ(微 小なテーパである3/4インチの高さ増から3インチ増までが一般的)を有する ブロックを提供し、所定の牽引力の増大変化を提供できる前部から後部に至るテ ーパ路盤形状を供することができるようになっている。図3に示される実施形態 のブロックには、横方向隆起スロット78および80が含まれている。スロット 78および80は、フォークリフト型の懸架装置の使用に適し、ブロックを成形 する際に軽い矩形のプラスチックスリーブを型の底部に設置することにより形成 される。本発明に基づき構築構築される拘束路盤で使用可能な他のブロックの特 徴及び実施形態は、図4,5および6を参照して述べる。 図示されているように、図1の乗物拘束路盤システムは、第一CGSと第一乾 燥密度を有するブロックの集合からなる第一部材52、ならびに第二CGSと第 二乾燥密度を有するブロックの集合からなる第二部材54を含む多孔性コンクリ ートの路盤領域を有している。図1Bの横断面図に示すように、部材52および 54は部分的に重なり合っており(部材52/54に相当)、移行領域において 部材52のいくつかのブロックが部材54のブロックの上に乗っている接続部を 黒線により示している。具体的な実施形熊においては、部材52/54のブロッ クは、実際には混合ブロック(すなわち、第一CGSを有する52部分および第 二CGSを有する54部分を含む単体ブロック)であってもよい。他の実施形態 においては、異なるCGSの別々のブロックを部材52/54用として積み重ね てもよい。 更に詳しくは、図1に図示される種類の乗物拘束路盤システムは、第 一CGSと13ないし18.5立方ポンド(pcf)の範囲の第一乾燥密度を有 する多孔性コンクリートブロックによる第一横列(例えば、列52a)を含んで いる。第一横列52a内の各ブロックは、第一高さを有するとともに、圧縮高さ まで垂直方向に圧縮可能(例えば、一般には当初の厚さの約20パーセントまで 圧縮可能)に製造されている。これらのブロックは、以下に述べる図7に示され ている60/80CGS特性を表わすように製造されてもよい。図1Aおよび1 Bに示すように、第一部材52は第二列52bと、52cから52nまでの列で 図示される複数の付加横列を含んでおり、列52aと同様な基本特性を有する多 孔性コンクリートで形成されているが、増大高低差によりそのうちのいくつかは 相対する列で異なる。重合部材52/54に関して述べたように、列52nのよ うな所定のブロック列も、混合ブロックや積み重ねたブロック基盤上で列54d のブロックに重なる。本実施形態では、厚さが連続的に3/4インチ変化するこ とを、テーパあるいは傾斜特性を供するように部材52に適用したことにより、 漸次に乗物拘束能力が増すようになっている。特にこの設計においては、3イン チの厚さ変化に相当するものは、部材54において利用されている。 図示された種類の拘束路盤システムはまた、部材52の第一ブロックと同範囲 の高水準の第二乾燥燥燥密度を有する多孔性コンクリートブロックの第三横列5 4gを含んでいる。図示のように、横列54gは第一横列52aに対して平行か つ背後に配置されている。横列54gにはさらなる増大高さを持つ横列54hが 順に続いている。部材54のブロックは、部材52のブロックのCGSを超える ようにされる第二圧縮傾斜強度を条件として垂直方向に圧縮可能に製造されてい る。これらのブロックは以下に述べる図8に示した80/100CGS特性およ び、16ないし21.5pcfの範囲の乾燥燥燥密度を呈するように製造するこ とができる。図示された実施形態において、ブロック54aの第一列は第二CG Sの単一の段あるいは層のみを含んでいる。続く部材54の列は、部材54のブ ロックが部材52を超えて拘束路盤の最大高さに達するまで、第二CGS材料の 増大厚さを含んでいる。続く部材54の列は、最後列54nまで続く同じ厚さの 列からなる後部水平部分における最大高さに達するまで3インチづつ厚さが増加 する。列54nのような高さが増大した列は、製造、取扱い、引渡場所状況に応 じて、厚さを減じた2個または3個の積載ブロック、または比較的厚い単一のブ ロックの列で形成してもよい。 図7は、図1の部材52から得たブロックを代表する多孔性コンクリートサン プルのCGS特性を、テストで測定された通りに図示している。図7において、 下部目盛りは、サンプルの厚さまたは高さを十分の一単位で表わし、テストプロ ーブの進入割合を示している。垂直目盛りは、平方インチあたりのポンド単位( psi)で表わされるテストプローブの圧縮力を示している。基本的に大切なテ ストデータは、一般には標本厚さの10ないし60パーセントの進入範囲内にあ る。この範囲外のデータは信頼性が低くなり、約70パーセントを超える進入を 生む破砕材料ビルドアップ効果を伴う。 図7に図示されるように、多孔性コンクリートの破損強度は、進入の深さとと もに増す圧縮に対する抵抗力の勾配を示している。図1に図示される拘束路盤の 具体的な設計のために、図7の点AとBを通る線は平均化した60/80CGS 、すなわち、10から66パーセント進入範囲にわたるおよそ60psiから8 0psiまで変化する圧縮強度により特徴付けられるCGSを表す。したがって 、この範囲の平均は、公称として(nominally)中間点Cの70psiに等しい。 図7において、AとBを結ぶ線は、図1の部材52のブロックの代表的な平均化 された圧 縮強度斜線を表わしている。線DおよびEは品質管理限界を表わし、線Fは多孔 性コンクリートの特定テストサンプルを対象として記録された実際のテストデー タを表わしている。この例では、テストサンプルは、10ないし60パーセント に渡る範囲のそのテストデータが品質管理限界線DおよびEの間に留まっており 、許容誤差内で製造された拘束ブロックを示している。図8は、図1の部材54 に使用に好適なブロックのテストサンプルのCGS特性に近似した図であって、 選択された進入深さ(例えば、10から66パーセント進入範囲)を平均化した 時の公称として90psiと等しい80/100CGSを有している。本件にお いては、「公称として(nominal)」または「公称的に(nominally)」は、所定の値 や関係のプラスマイナス約15パーセント以内の値や関係に関するものとする。 図示のように、図1のシステムはさらに、第一横列52aの乗物進入前面側と 交差して配置され傾斜進入ランプ56を含んでいる。ランプは、アスファルトの 混合あるいは他の耐久型材料により形成されていればよく、列52aのブロック に近接する高さまで勾配がついていて、それは一般的には列52aのブロックの 圧縮高さより高い。具体的な実施形態では、約3インチのランプ高さが1.8イ ンチと最小圧縮高さが見積もられる8インチブロックに近接して使用した。すな わち、ランプ56は航空機を徐々に通常の滑走路の高さより高く上げる効果があ り、車輪がランプ56を離れ、列52aのブロックを圧縮し始めるようになるの で、航空機は比較的滑らかに拘束路盤に進入できる。 また、図1のシステムには、硬質被覆層62が含まれ、多孔性コンクリート材 料の比較的薄い保護層の形態で、(図1Bの路盤の最上部境界線により表わされ る)部材52と部材54の両方のブロックを覆っている。図1Aにおいては、硬 質被覆層は具体的に透明でなくとも、硬質被 覆層は下層の細部を見せるよう透明なものとして表わされている。好適な実施形 態において、硬質被覆層62は歩行者を支持する強度を有する多孔性コンクリー トの比較的薄い層(例えば、拘束路盤上を歩く保全員を支持するに十分なもの) であり、耐候塗料あるいは同様な被覆物により覆ってもよい。層62は、部材5 2および54の全ブロックが配置され適切に支持面50に固着した後に、拘束路 盤一面に塗布される。硬質被覆26は一般的には22ないし26pcfの乾燥燥 燥密度の平均厚さが約1インチの多孔性コンクリートで形成されればよい。8な いし20インチまたはそれ以上の厚さ範囲のブロックを含む拘束路盤において、 硬質被覆層62の厚さは一般的にはブロックの平均厚さまたは高さの10パーセ ントを超えず、5パーセントに近い。薄い硬質被覆層は航空機の減速に対して比 較的効果が小さいので、テストサンプルは特に上述したようなテストに供する必 要はない。 図示されるように、拘束路盤システムは連携する破片遮蔽板58および保全車 両進入ランプ60も有している。遮蔽板58はジェット排気などにより飛ばされ る破片を逸らすのに適しているが、航空機のタイヤに対し容易く屈するのに十分 にもろい比較的軽量のアルミニウムシート素材で形成されるとよい。ランプ60 は、拘束路盤の境界内で停止することとなった航空機の乗客を助けるために、空 港の消防または救急車両が拘束路盤上に乗り入れることを可能にするよう均整を 取って構築されている。ランプ60は、適切な強度の多孔性コンクリートの長ブ ロック、または他の適当な材料により階段状に構築されてもよい。図示されるよ うに、ランプ60は、消防または救急車両が路盤に乗り入れることによって対応 できる矩形の断面寸法となるブロックで構築構築されている。 様々なタイプの航空機の走行を拘束するのに適した一般的な拘束路盤の設置に おいては、部材52のブロックは一般的に9インチから24イ ンチまで3/4インチずつの変化厚さと、約17pcf乾燥密度とを有しており 、上記のように60/80CGSを提供する。 部材54のブロックは、それに対応して24インチから30インチまで3イン チずつ変化する厚さと、約19pcfの乾燥密度とを有しており、80/I00 CGSを提供する。ブロックの製造において、部材52のブロックは下部に向か って約14から23pcfの範囲の湿密度を有する多孔性コンクリートを配合し てもよく、部材54のブロックは上部に向かってそうした範囲の湿密度を有する 多孔性コンクリートから製造される。部材52/54の混合ブロックは、60/ 80CGS材料による部分と80/100CGS材料による部分とから相応じて 構成される。全体として、部材52と54は、総長400フィート、幅150フ ィート、前端及び後端の厚さがそれぞれ9インチおよび30インチとなっている 。本発明の具体的な実施においては、実施の達成は、材料の特性、および確認さ れている現場事情上の実施目的を満たすよう仕様製造されるような拘束システム 設計にかかることが認識されている。具体的な実施のための材料あるいはシステ ムに関するパラメータは本件の範囲を超えており、明記された値は可能なパラメ ータの大きさの一般的な例としてのみ論じる。 すでに記載したように、二つの主要な部材52および54は、予備形成された ブロックを隣接して組み合わせることにより構築され、支持面に対してグラウト 詰めされ、または接着されている。あるいは、本発明に基づく他の構築形態が用 いられてもよい。例えば、適切な工程管理により、図示されたものと近似の拘束 路盤が一体で、あるいは部分に分けて適所に注入され、養生されうる。他の構築 形態は図2(図2Aおよび2Bからなる)に図示されている。 図2Aおよび2Bを参照すると、本発明による乗物拘束路盤システム の一部が示されており、多孔性コンクリート片を含む骨材で形成される路盤90 を含んでいる。本件および、辞書の定義との調和のため、「骨材aggregate」は 、同様なあるいは異なるサイズ、かつ、規則的なあるいは非規則的な形状の均質 あるいは不均質な材料の構成単位、部分、断片のかたまりあるいはかさとする。 本発明によると、路盤90に使用される骨材は、概して平均路盤厚さの四分の一 以下の寸法を有する多孔性コンクリートの片で全体を構成してもよく、あるいは 、他の材料と混合した多孔性コンクリートの片で構成してもよい。そのような他 の材料には、フェノールフォームあるいは圧縮可能な材料、中空ガラス製球、中 空陶磁性球、あるいは選ばれた材料および形状の押圧可能な品物を含んでもよい 。図に示されるように、路盤90は、長さと、幅と、厚さとを有しており、左か ら路盤に進入する航空機などの乗物を減速するように構成されている。より具体 的には、図2Bに示されるように、路盤90の骨材は左から右に厚さを増すよう に配置されているため、ある部分は他の部分と厚さが異なっている。更に90a には、図2Bの左側へ部分的に重なる骨材部分より高い圧縮性を有する骨材の傾 斜部分が示されている。路盤はそのように、異なる圧縮性を有する部分を含んで いるため、乗物が路盤を通って走行する際に乗物を引っ張る力または減速が増大 するようになっている。 図2Aおよび2Bの拘束路盤システムは路盤90の周辺に沿って縁部材92お よび94を含んでおり、骨材が所望の路盤の長さおよび幅以上に広がるのを抑制 している。図示するように、縁部材は上記のブロックと近似の多孔性コンクリー トのブロックであるとともに、各々適切なCGSを有している。図2Aにおいて 、各縁部材92および94はブロック一列を含むとともに、完成した路盤システ ムは、路盤の右側端を交差するブロックの付加列を含んで適切な全体長さを有す ることになる。拘 束路盤システムは、図示されるように、図2Bの線96により表わされる安定層 も含み、路盤90に重なり路盤内での骨材の移動を制限する。安定層96は、一 般的には上述のように多孔性コンクリートによる比較的薄い硬質被覆層である。 図2Aにおいて、安定層は下層の細部を示すために透明なものとして表わされて いる。 図4、5、および6は、本発明による拘束路盤システムにおいて利用可能な多 孔性コンクリートブロックの具体的な実施形態を図示している。図4のブロック は、所望のCGSを有する多孔性コンクリートによる上部100および、特にブ ロックの移送および設置の際に付加強度を供する、より強い多孔性コンクリート あるいは他の材料による薄い下層102を含む複合ブロックである。図5は下層 内において、適切な繊維、金属または他の材料による網として図示されている補 強部材を含む多孔性コンクリート104のブロックを示している。図6は他の材 料による押圧可能な片あるいフォームを内部に包含する多孔性コンクリートによ るブロック108を図示している。やや理想的な形状で表わされているが、この ような材料は、圧縮可能な材料による定型あるいは不定型な片、ガラス製あるい は陶磁製の球、選択された材料および形状の中空体、あるいは他の適切な片のう ち一つ以上から構成されていればよい。このような物品あるいは材料は、一般的 には底部近くに配置されるか、あるいはブロック全体に分布されるとともに、乗 物の減速には効果が少ないか、あるいはCGSを決めるのに考慮されるか、ある いはその両方かである。 多孔性コンクリート拘束路盤システムの特徴は、構築にはその性質上比較的時 間がかかり高価であることである。そのため、システムの設計に使用される方法 と情報を互いに関連させて、実際の使用条件下での性能を予測するのに十分に信 頼できることが重要である。コンピュータ処理されたモデルプログラムや、適切 な試験方法論から得られたデータ、 あるいはその双方の利用により、予測と現場結果との間での必要な相互関係が供 される。 一般に、コンピューターモデルプログラムを有効にするためには、航空機重量 、重心、慣性モーメント、着陸装置構造及び圧力容量に関するデータを受け入れ るとともに路盤に進入する際の速度が算出されるように用意されなければならな い。乗物が移動する際の拘束路盤の破壊に関する選択された路盤の形状寸法、お よび材料強度の詳細も一般的にプログラムへの入力情報である。その後、プログ ラムはその情報を利用した距離対減速に関する出力データを提供するように構成 されて、異なる速度での機首と主着陸装置への負荷に帰着する。 プログラムにとって必要な材料強度の情報は、二つのうちの一つの方法で提供 される。一つ目として、多孔性コンクリートのサンプルのための試験方法論を利 用する実際の試験情報がプログラムにおいて利用できる。このように、プログラ ムは、固定情報として多孔性コンクリートにおける材料の選択された配合使用に よる特性を受け入れるとともに、その情報に基づいて結果を判断する。また、利 用されるべき多孔性コンクリートは一定の特有な抗力を示すと推測できる。した がって、この制御路盤の設計者は、多孔性コンクリートの配合、処理技術、養生 管理を決定するために上記の試験方法論を利用することができ、それは設計要求 に合致する材料に行き着く。 包括的なコンピュータモデルプログラムの代わりとして、拘束路盤設計は定型 試験に基づけば、より見積り(proforma)に近くなる。路盤部材は、試験のために 複数の圧縮破損強度の多孔性コンクリートを利用して構築できる。その後タイヤ 構造あるいは他の圧縮構造が装備されている航空機がサンプル路盤区域を走り、 路盤性能が測定されるとともに完全な拘束路盤の設計に活用される。その他多く の代例および変形例は、本 発明を理解する当業者にとって明らかである。例えば、具体的な適用および具体 的な航空機あるいは他の乗物による使用に適するように、路盤あるいはその区域 は均一あるいは種々の厚さであってもよく、厚さが漸進的あるいは段階的に変化 してもよく、CGSが単一でもあるいは多種でもよく、ブロックまたは骨材が単 一でもあるいは積重してもよく、かつ選択的な幅および全長でもよい。 これまで、本発明の一般的に好適な実施形態について述べてきたが、当業者に は、本発明から逸脱せずに他のさらなる変形ができると理解されるであろうし、 全ての変形および変化は本発明の範囲内であることを請求しようとするものであ る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダイアル、クリストファー・ティー. アメリカ合衆国、19050 ペンシルベニア 州、ランズダウン、イー.ステュワート アヴェニュー 48 (72)発明者 メイホル、ピーター・ティー. アメリカ合衆国、19003 ペンシルベニア 州、アードモア、チェスナット アヴェニ ュー 2303 (72)発明者 クック、ロバート・エフ. アメリカ合衆国、32428 フロリダ州、チ ップリー(サニー ヒルズ)、カントリー クラブ ブラヴァード 3897 【要約の続き】 うな代替の形状で提供してもよい。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.進入する乗物を減速させる長さと幅と厚さと形状とを有する多孔性コンクリ ートの路盤と、 前記路盤を覆う硬質被覆層であって、前記硬質被覆層は前記路盤の平均厚さの 10%を超えない厚さおよび歩行者を支持するための強度を有する硬質被覆層と を含むことを特徴とする乗物拘束路盤システム。 2.請求項1に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前記路盤は前記路盤の長 さに沿う異なる地点において異なる圧縮性を有する多孔性コンクリートで形成さ れていることを特徴とする乗物拘束路盤システム。 3.請求項1または2に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前記路盤は、多 孔性コンクリートブロックの横列を備えていることを特徴とする乗物拘束路盤シ ステム。 4.請求項3に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前記路盤は、共通長さお よび共通幅の予備形成された長さと幅が共通で厚さの異なるブロックを含んだ組 み合わせで組立てられていることを特徴とする乗物拘束路盤システム。 5.請求項1に記載の乗物拘束路盤システムおいて、前記路盤は多孔性コンクリ ート片を含む骨材を含有するとともに、前記路盤システムはさらに前記骨材が前 記長さおよび幅さを超えて広がることを抑制するように配置された縁部材を含む ことを特徴とする乗物拘束路盤システム。 6.請求項5に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前記骨材は、前記路盤の 平均厚さの10%を超えない寸法を有する片から構成されるとともに、前記多孔 性コンクリート片は不規則なサイズおよび形状、共通のサイズおよび形状の一方 により特徴付けられていることを特徴とする乗物拘束路盤システム。 7.請求項5または6に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前記縁部材は、 前記路盤の周辺に沿って配置される多孔性コンクリートブロックで形成されてい ることを特徴とする乗物拘束路盤システム。 8.請求項5、6または7に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前記路盤は 、前記路盤の長さに沿う異なる地点において異なる圧縮性を有する多孔性コンク リート片を含むことを特徴とする乗物拘束路盤システム。 9.長さと幅と厚さとを有する多孔性コンクリートの路盤であって、前期路盤は 多孔性コンクリートブロックの横層を含み、各ブロックは進入の深さに亘って所 定の圧縮傾斜強度を有し、乗物に段階的な減速を与える多孔性コンクリートの路 盤を含有することを特徴とする乗物拘束路盤システム。 10.請求項9に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前記路盤システムは、 さらに前記路盤を覆う硬質被覆層を有し、前記硬質被覆層は前記路盤の平均厚さ の10%を超えない厚さおよび歩行者を支持するための強度を有する多孔性コン クリートを含むことを特徴とする乗物拘束路盤システム。 11.請求項9または10に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前記路盤は 、公称的に17pcfに等しい乾密度を有するブロックの第一横層および公称的 に19pcfに等しい乾密度を有するブロックの第二横列とを含んでいることを 特徴とする乗物拘束路盤システム。 12.請求項11に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前記第二横列のブロ ックは、前記第一横列のブロックより大きな厚さを有することを特徴とする乗物 拘束路盤システム。 13.請求項11または12に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前記各ブ ロック内で進入の深さに関して平均する時、前記第一横列のブロックは、公称と して70psiに等しい60/80圧縮傾斜強度を有するとともに、前記第二横 列のブロックは、公称として90psiに等しい80/100圧縮傾斜強度を有 することを特徴とする乗物拘束路盤システム。 14.請求項9、10、11または12に記載の乗物拘束路盤システムにおいて 、前記路盤は、前記ブロックの進入の深さに関して平均した場合、公称として7 0psiに等しい60/80圧縮傾斜強度を有するブロックを含んでいることを 特徴とする乗物拘束路盤システム。 15.請求項9、10、12、13または14に記載の乗物拘束路盤システムに おいて、前記路盤は12から22pcfの範囲の乾密度を有するブロックを含む ことを特徴とする乗物拘束路盤システム。 16.請求項9、10、11、12、13、14または15に記載の乗物拘束路 盤システムにおいて、前記路盤は、あらかじめ所定の形に養生された14から2 3pcfの範囲の湿密度を有する多孔性コンクリートで形成されたブロックを含 むことを特徴とする乗物拘束路盤システム。 17.請求項9、10、11、12、13、14、15または16に記載の乗物 拘束路盤システムにおいて、前記路盤は、多孔性コンクリート以外に圧縮可能な 材料片を内部に埋設した多孔性コンクリートブロックを含むことを特徴とする乗 物拘束路盤システム。 18.請求項9、10、11、12、13、14、15、16または17に記載 の乗物拘束路盤システムにおいて、前記路盤は、より高い強度の材料による下部 層を含む多孔性コンクリートブロックを含むとを特徴とする乗物拘束路盤システ ム。 19.請求項9、10、11、12、13、14、15、16または17に記載 の乗物拘束路盤において、前記路盤は、内部に埋設した補強部材を有する多孔性 コンクリートブロックを含むことを特徴とする乗物拘束車両制御路盤システム。 20.多孔性コンクリート片を含む骨材を含み形成された路盤であって、前記路 盤は前記路盤に進入する乗物を減速させる長さと幅と厚さと形を有するとともに 、前記路盤の周辺に沿って配置され、前記骨材が前記長さと幅さを超えて広がる ことを抑制する縁部材と、 前記路盤に重なり、前記路盤内における前記骨材の移動を抑制する安定層とを 含むことを特徴とする乗物拘束路盤システム。 21.請求項20に記載の乗物拘束制御路盤システムにおいて、前記縁部材は、 前記周辺に沿って配置されている多孔性コンクリートブロックで形成されている ことを特徴とする乗物拘束路盤システム。 22.請求項20または21に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前記安定 層は、前記路盤の平均厚さの10%を超えない厚さおよび歩行者を支持するため の強度を有する多孔性コンクリートの層であることを特徴とする乗物拘束路盤シ ステム。 23.請求項20、21または22に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前 記骨材は、さらに多孔性コンクリート以外に押し潰すことが可能な材料片を含む ことを特徴とする乗物拘束路盤システム。 24.請求項20、21、22または23に記載の乗物拘束路盤システムにおい て、前記骨材は、前記路盤の異なる部分において異なる厚さを有することを特徴 とする乗物拘束路盤システム。 25.請求項20、21、22、2または24に記載の乗物拘束路盤システムに おいて、前記骨材は、前記路盤の異なる部分において異なる圧縮性を有すること を特徴とする乗物拘束路盤システム。 26.12から22pcfの範囲の乾燥密度を有する多孔性コンクリートブロッ クの第一横列であって前記第一列のブロックは第一高さを有する多孔性コンクリ ートブロックの第一横列と、 公称として前記第一乾密度と同様な乾燥密度を有する多孔性コンクリ ートブロックの第二横列であって前記第二列のブロックは前記第一高さより大き な高さを有する多孔性コンクリートブロックの第二横列と、 前記第一および第二列に重なる硬質被覆層であって多孔性コンクリートからな る前記硬質被覆層が、前記第一乾密度より大きな乾密度および前記ブロックの平 均高さの10%を超えない厚さを有する多孔性コンクリートを含み、硬質被覆層 とを有することを特徴とする乗物拘束路盤システム。 27.請求項26に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前記第一および第二 列は、前記ブロックの進入の深さに関して平均するとき、公称として70psi に等しい60/80圧縮傾斜強度を有することを特徴とする乗物拘束路盤システ ム。 28.12から22pcfの範囲の第一乾密度を有する多孔性コンクリートブロ ックの第一および第二横列であって、前記第二列のブロックは、前記第一列のブ ロックの高さより大きい高さを有するとともに、前記第一および第二列のブロッ クは、第一圧縮傾斜強度を有し、乗物減速を供する多孔性コンクリートブロック の第一および第二横列と、 前記第一乾密度より大きい第二乾密度を有する多孔性コンクリートブロックの 第三および第四横列であって、前記第四列のブロックは前記第三列のブロックの 高さより大きな高さをを有するとともに、前記第三および第四列のブロックは、 前記第一圧縮傾斜強度より大きな第二圧縮傾斜強度を有し、より大きな乗物減速 を供する多孔性コンクリートブロックの第三および第四横列と、 前記第一、第二、第三および第四列に重なる硬質被覆層であって、前記硬質被 覆層は前記第一および第二乾密度より大きな乾密度および前記 ブロックの平均高さの10%を超えない厚さを有する多孔性コンクリートで構成 される硬質被覆層とを含むことを特徴とする乗物拘束路盤システム。 29.請求項28に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前記各ブロック内で 進入の深さに関して平均するとき、前記第一および第二列のブロックは、公称と して70psiに等しい60/80圧縮傾斜強度を有するとともに、前記第三お よび第四列のブロックは、公称として90psiに等しい80/100圧縮傾斜 強度を有することを特徴とする乗物拘束路盤システム。 30.請求項28または29に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、さらに、 前記60/80圧縮傾斜強度を有する多孔性コンクリート部分と、80/100圧 縮傾斜強度を有する多孔性コンクリート部分とからなる混合ブロックを少なくと も一横列含んでいることを特徴とする乗物拘束路盤システム。 31.請求項28、29または30に記載の乗物拘束路盤システムにおいて、前 記ブロックは所定のサイズの型で養生された14から23pcfの範囲の湿密度 を有する多孔性コンクリートで形成されていることを特徴とする乗物拘束路盤シ ステム。 32.請求項28、29、30または31に記載の乗物拘束路盤システムにおい て、前記硬質被覆層は、22から26pcfの範囲の湿密度を有する多孔性コン クリートで形成され、前記ブロックに重なる個所において養生されることを特徴 とする乗物拘束路盤システム。
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