KR100575379B1

KR100575379B1 - 차량 제동층 시스템

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Publication number: KR100575379B1
Application number: KR1019980707962A
Authority: KR
Inventors: 리차드 디. 앙리; 마이클 에스. 시에지엘스키; 크리스토퍼 티. 다이얼; 피터 티. 마할; 로버트 에프. 쿠크
Original assignee: 엔지니어드 어레스팅 시스템즈 코포레이션
Priority date: 1997-02-07
Filing date: 1998-02-06
Publication date: 2006-11-10
Also published as: DE69835192T2; JP3868504B2; DE69835192D1; NO984668D0; JP2000511609A; NZ332540A; AU6650898A; TR199802010T1; WO1998035099A1; TR200101951T2; EP0910703A1; EP0910703B1; AU725485B2; US5885025A; NO984668L; NO333650B1; ATE333007T1; KR20000064863A

Abstract

항공기 활주로의 끝에 설치하기 위한 차량 제동층은 제동층에 들어가는 항공기를 안전하게 감속시키기에 효과적이다. 제동층이 소정의 압축 구배 강도를 가지는 다수의 다공질 콘크리트(70) 블록으로 조립되므로, 항공기 랜딩 기어는 다양한 형태의 항공기를 느리게 하기 위해 효과적인 견인력을 받고, 안전 범위값내에 감속시킨다. 통상적으로 제동층은 제 1 압축 구배 강도를 가지는 블록으로 형성된 22.9 내지 61cm(9 에서 24인치)로부터 증가되는 깊이의 입구 영역(52)을 포함한다. 깊이 76.2cm(30인치)로 증가되고 제 1 영역안에 테이퍼질 수 있는 제 2 영역(54)은 보다 큰 압축 구배 강도를 가지는 블록으로 형성되어 있다. 다양한 항공기에 적합한 제동 능력을 제공하기 위해 항공기가 제동층을 통하여 이동되는 동안 항공기는 견인력이 증가된다. 블록보다 큰 강도의 다공질 콘크리트의 하드코트 보호층(62)은 보행자를 제동층위에 손상없이 걸을 수 있도록 하기 위해 블록을 덮는다. 제동층 시스템은 하드코트 층으로 덮혀지고 다른 압축성 재료의 산재된 단편과 함께 또는 단편이 없이 다공질 콘크리트의 단편을 구비하는 골재로 형성된 제동층과 같은 선택적인 형상으로 제공될 수 있다.

Description

차량 제동층 시스템

본 발명은 차량의 감속 주행을 위한 시스템에 관한 것으로, 특히 활주로 끝으로부터 이탈되는 항공기를 안전하게 감속시키기 위한 다공질 콘크리트 제동층 시스템에 관한 것이다.

항공기는 활주로 끝을 이탈(overrun)할 수 있고, 이는 승객에게 상해를 입히고 항공기가 파손 또는 치명적으로 손상될 가능성을 증가시킨다. 이러한 이탈들은 148.2㎞/h(80 노트)의 속도로 이동되는 항공기가 착륙하는 동안 또는 이륙에 실패하는 경우 발생되곤 한다. 이탈들의 위험을 최소화하기 위해, 일반적으로 연방 항공 본부(FAA)는 활주로 끝 너머에 304.8m(1,000 피트) 길이의 안전 영역을 요구한다. 현재로, 이 안전 영역이 FAA 규정일지라도, 전국에 걸쳐 많은 활주로들은 FAA 규정의 채택 이전에 형성되었고, 해수, 도로 또는 다른 장애물이 304.8m(1,000 피트) 이탈 요구조건에 경제적으로 순응하는 것을 방지하도록 배치된다.

활주로 너머에 존재하는 토양면들을 포함하는 몇몇 물질들은 항공기를 감속시킬 수 있는 능력에 대해 평가되어 왔다. 그 특질들을 예측할 수 없으므로 토양면의 제동 능력은 매우 예측하기 어렵다. 예를 들면, 마른 진흙은 경질일 수 있고 명목상 불침투성이며, 젖은 진흙은 항공기를 진흙으로 더럽히고, 랜딩 기어를 파괴시키며, 승객에게 상해를 입히고, 항공기를 파손시킨다.

1988 보고서(report)에는 뉴욕 및 뉴저지의 공항 관제소에 의해 JFK 국제 공항에서 활주로용 플라스틱 폼 제동 장치(plastic foam arrestor)의 개발 가능성에 대한 조사가 보고되었다. 보고서에는, 상기와 같은 제동 장치 설계가 가능하고 80 노트까지의 출구 속도로 활주로를 이탈하는 42,359㎏(100,000 파운드) 항공기와 60 노트까지의 출구 속도로 활주로를 이탈하는 371,945㎏(820,000 파운드) 항공기를 안전하게 제동시킬 수 있다는 분석 결과가 진술되어 있다. 보고서에는 적절한 플라스틱 폼 제동 장치 구성의 성능이 잠재적으로 "특히 제동이 효과적이지 않고 역추력이 이용가능하지 않을 때 포장된 304.8m(1,000 피트) 이탈 영역보다 우수하다"는 것이 기술되어 있다. 공지된 바와 같이, 제동의 효과는 젖거나 차가운 표면 상태 조건에서 제한될 수 있다(데이톤 대학 보고서 UDR-TR-88-07, 1988년, 1월).

더욱 최근에, 항공기 제동 시스템은 랄렛(Larrett) 등에 의한 미국 특허 제 5,193,764호에 설명되어 있다. 상기 특허의 개시에 따라, 항공 제동 영역은 지표 밑면에 부착된 폼의 최저층으로 서로에 대해 단단하고, 부서지기 쉬운, 내화성 석탄산 폼(fire resistant phenolic foam)의 복수로 적층된 박층을 부착함으로써 형성된다. 적층된 층은 단단한 플라스틱 폼으로 된 혼합층의 압축 저항이 활주로로부터 제동 영역 내로 이동될 때 제동되게 되어 있는 임의의 형태의 항공기의 랜딩 기어에 의해 가해지는 힘보다 작도록 설계되어 있으므로 폼은 항공기가 접촉될 때 파손된다. 양호한 재료는 라텍스(latex) 접착제와 같은 호환성 접착제로 사용된 석탄산 폼(phenolic foam)이다.

석탄산 폼 기반의 제동 장치 시스템 시험들은 상기 시스템이 항공기를 제동시키는 기능을 할 수 있고, 폼 재료를 사용하는 것은 단점들을 가진다. 주요 단점은 그 특성에 의존하는 폼이 통상적으로 반발 특성을 나타낼 수 있다는 사실이다. 그러므로, 일부 전진방향으로의 추력(thrust)이 폼 재료 자체의 반발의 결과로서 폼 물질을 통해 이동됨에 따라 항공기의 휠에 전달되는 것이 석탄산 폼 제동층 시험에 알려졌다.

제동층 시스템에 사용되는 물질로서 폼 또는 다공질 콘크리트는 종래 기술 분야에서 제안되었고 제한된 분야로 시험이 실행되어 오고 있다. 석탄산 폼의 일부 단점들을 배제하면서 석탄산 폼과 동일한 많은 이점들을 제공하는 것에 기초하여, 다공질 콘크리트(cellular concrete)가 제동층 시스템을 사용하는데 양호한 잠재력을 가진다는 것을 상기 시험이 나타내고 있다. 그러나, 정확하게 제어된 파손 강도와 제동층에 대한 물질 균일성에 대한 요구 조건들은 중요하고, 지금까지 공지된 바와 같이, 적절한 특징들 및 균일성을 가진 다공질 콘크리트의 제조 방법에 대해서는 이전에 달성하거나 개시되지 않았다. 건물용 구조 콘크리트의 제조 방법은 상대적으로 단순한 처리 단계를 포함하는 공지된 기술이다. 일반적으로 단순한 성분을 포함하는 다공질 콘크리트의 제조는 탄산 가스 포화, 혼합 및 수화(hydration) 양태의 성질 및 효과에 의해 완성되고, 너무 강하지도 너무 약하지도 않은 균일한 최종(end) 제품이 본 발명의 목적을 위해 제공될 경우, 다공질 콘크리트는 면밀히 특정되고 정확하게 제어되어야 한다. 보다 약한 그리고 보다 강한 다공질 콘크리트 영역을 포함하는 불연속성들은 예를 들어, 감속력들이 휠 지지 구조 강도를 초과하는 경우, 감속되는 차량을 실제로 손상시킬 수 있다. 또한 상기 불균일은 감속 성능과 전체 제동 거리를 정확하게 예견할 수 없게 한다. 상업적 등급의 다공질 콘크리트를 이용하는 최근의 한 실행 가능성(feasibility) 시험에서, 제동층 섹션과 부하 데이터를 통해 부과되는 시험 데이터를 기록하기 위한 장치가 설치된 항공기가 획득되었다. 제조 균일성을 제공하기 위해 여러 공정들이 시도되어 왔지만, 시험 제동층으로부터 취해진 견본들과 항공기 부하 데이터는 파손 강도가 높게 초과되는 영역과 낮게 초과되는 영역 사이에서 명백한 편차들을 나타냈다. 명백히, 항공기가 주요 랜딩 기어(landing gear)를 손상시키거나 파손시킬 수 있는 힘에 노출될 경우, 제동 장치의 잠재적인 이점은 명백하게 떨어진다.

명칭이 "Preliminary Soft Ground Arrestor Design for JFK International Airport"인 연방 항공 위원회에서 작성된 1995 보고서에는 제안된 비행기 제동장치에 대해 개시되어 있다. 이 보고서는 석탄산 폼 또는 다공질 콘크리트중 하나에 대한 사용 가능성을 논의한다. 석탄산 폼에 대해, 몇몇 에너지 추종 압축의 복귀를 야기하는 "반발(rebound)"특성의 문제점에 대해 기술되어 있다. "폼크리트(foamcrete)"라고 불리는 다공질 콘크리트에 대해서, 제조중 폼크리트의 일정 밀도(강도 파라미터)는 유지하기가 곤란한 것으로 알려져 있다. 폼크리트가 일정한 밀도와 균일한 압축강도로 다량으로 제조될 수 있다면 폼크리트는 제동장치 구성을 위해 양호한 응축상태인 것으로 알려져 있다. 평판 시험이 설명되어 있고 5 내지 80퍼센트 변형 범위에 대해 4.2 내지 5.6 ksc[kilogram per square centimeter](60 내지 80 psi)의 균일한 압축강도값들은 이 기술분야에서 이용가능한 정보의 수준에 기초한 목적으로서 기술되어 있다. 따라서, 이 보고서는 허용가능한 특성들을 갖는 재료와 이와 같은 재료의 제조 방법들 모두를 이용할 수 없는 것을 나타내고, 다소 가정에 기초하여 이용가능하다면 이와 같은 재료의 시험과 가능한 특성을 제시한다.

따라서, 제동층 시스템이 고려되고 있고, 그 시스템을 위해 다양한 물질의 실제 시험이 실행되고 있지만, 활주로를 이탈하는 비행 속도로 이동하는 공지된 크기 및 무게의 항공기를 안전하게 정지시키는 특정 거리 내의 제동층 시스템 또는 그 시스템에 사용하기에 적합한 물질의 실제 제조 및 실행은 성취되지 않았다. 제동층의 구성 및 제조뿐만 아니라, 사용될 특정 재료는 효과적인 제동층 시스템의 제공에 있어 모두 중요하다. 크기들, 중량들 및 제동층 엔트리 속도들(bed entry speeds)의 범위의 차량에 대한 효과적인 제동층을 제공하기 위해서는 차량 감속의 비율들 및 예측가능한 견인 효과들(drag effects)을 제공할 수 있는 제동층 설계들, 재료들 및 제조 기술들의 사용을 필요로 한다. 컴퓨터 프로그래밍 모델 또는 다른 기술은 항공기를 위한 대응 랜딩 기어에 관한 사양들을 고려하여, 특정 크기 및 중량의 항공기를 위한 계산된 힘 및 에너지 흡수에 기초한 제동층을 위한 항력 또는 감속 목적을 개발하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 상기 목적은 소정 결과를 얻기 위해 실제로 제동층 목적을 실재적인 것으로 전환시키기 적절한 효과적인 제동층 구성, 재료 및 제조 기술이 존재하지 않을 때에는 단지 추상적인 목표로만 남게된다. 결국, 잠재적인 제동층 재료와 감속 목표에 대한 사전 정보는 상업용 승객 항공기와 다른 차량에 사용하기에 적절한 실제적인 제동층을 제조하기 부적절하다.

그러므로, 본 발명의 목적들은 신규하고 향상된 차량 제동층 시스템들을 제공하기 위한 것이고, 상기 시스템은 다음과 같이 적어도 하나의 장점 및 성능을 제공한다.

- 수용성이 시험된 사전 주조된 다공질 콘크리트로부터의 조립체,

- 깊이 및 압축 강도 특성을 모두 점진적으로 변화할 수 있게 하는 블록 또는 골재 조립체,

- 실질적으로 날씨 상태와 무관한 소정의 제동 특성들,

- 긴 수명을 유지하는 날씨 저항 구조,

- 보행자 진입로를 지지하기 위해 덮는 하드코트,

- 제동층 상에 완전히 처리하는 파괴/화재/구출 차량의 능력,

- 제동층에 들어가는 차량으로부터 승객들의 하차 용이성,

- 이탈하는 차량에 의하여 사용 이후에 블록 또는 골재 교체에 의한 수리 용이성.

도 1a, 도 1b, 도 1c는 본 발명에 따른 블록 구성을 사용하는 차량 제동층 시스템의 각각의 평면도, 종단면도 및 횡단면도,

도 2a, 도 2b는 본 발명에 따른 골재 조직을 사용하는 차량 제동층 시스템의 각각의 평면도 및 측면도,

도 3은 제동층 시스템에 사용하기에 적절한 다공질 콘크리트의 통상적인 블록 치수를 도시한 도면,

도 4 내지 도 6은 다공질 콘크리트 블록의 다른 구성을 각각 도시한 도면,

도 7 및 도 8은 2개의 다른 강도의 다공질 콘크리트의 샘플에 대하여 침투율에 대한 압축력에 관한 시험 결과를 각각 도시한 도면.

발명의 요약

본 발명에 따라, 차량 제동층 시스템은 192.2 내지 352.4 ㎏./cu.m(12 내지 22pcf;pounds per cubic foot) 범위의 하부에 제 1 건식 밀도를 가지는 다공질 콘크리트 블록들의 제 1 및 제 2 횡열들(rows)을 구비하는 최초 섹션을 포함한다. 제 2 열의 블록들은 제 1 열의 블록들의 높이보다 증분적으로 증가되는 높이를 가진다. 또한, 제 1 및 제 2 열들은 차량을 감속시키기 위해 제 1 압축 구배 강도를 가진다.

제동층 시스템은 제 1 건식 밀도보다 큰 제 2 건식 밀도를 가지는 다공질 콘크리트 블록들의 제 3 및 제 4 횡열들을 포함하는 부가적 섹션을 가진다. 제 4 열의 블록들은 제 3 열의 블록들의 높이보다 증분적으로 증가되는 높이를 가지고 제 3 및 제 4 열들의 블록들은 차량을 감속시키기 위해 제 1 압축 구배 강도보다 큰 제 2 압축 구배 강도를 가진다.

하드코트 층은 제 1, 2, 3, 4 열의 블록에 덮혀진다. 하드코트 층은 제 1 및 제 2 건식 밀도보다 큰 건식 밀도 및 블록의 평균 높이의 10 퍼센트를 초과하지 않는 두께를 가지는 다공질 콘크리트를 포함한다.

차량 제동층 시스템은 다음과 같이, 바람직하게 부가적인 특성을 가질 수 있다. 블록들은 소정 크기 형태로 경화되고 240.3 내지 384.4 ㎏./cu.m.(15 내지 23pcf) 범위의 습식 밀도를 가지는 다공질 콘크리트로 바람직하게 형성될 수 있다. 예로서, 4.2/5.6(psi 단위의 경우, 60/80) 압축 구배 강도(CGS)를 가지는 블록의 제 1 섹션 및 5.6/7.0(psi 단위의 경우, 80/100) 압축 구배 강도를 가지는 블록의 제 2 섹션과 함께, 양호한 실시예의 모든 블록은 동일한 길이와 폭으로 이루어져 있지만, 몇몇 블록은 다른 소정의 높이로 되어 있다. 하드코트 층은 그것을 손상시키지 않고 관리원이 제동층 상을 걷게 할 수 있고 제동층의 전체를 보호할 수 있는 강도를 가지는 제위치에서 경화된(cured-in-place) 다공질 콘크리트로 형성될 수 있다.

다른 및 부가의 목적과 함께, 본 발명의 용이한 이해를 위해, 첨부 도면을 참조하고 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 언급될 것이다.

제동층 응용에서 다공질 콘크리트를 사용하는 것은 허용가능한 성능을 확보할 수 있도록 제동층이 설계되고, 규격화되어 구성될 수 있도록 하고 정지될 수 있는 차량의 접촉 부재의 표면 위에서 작용하는 저항력을 예견할 수 있는 능력이 있으므로 변형에 대한 저항력이 대략 균일한 재료를 필요로 한다. 이와 같은 균일성을 얻기 위해, 다공질 콘크리트를 제조하기 위해 사용되는 성분, 처리될 조건 및 그 경화 방식은 주의하여 선택 및 제어해야 한다.

다공질 콘크리트의 성분은 일반적으로 세멘트이고, 바람직하게는, 포틀랜드 시멘트(Portland cement), 발포제(foaming agent) 및 물이다. 매우 미세한 모래 또는 다른 물질은 일부 환경에서 양호하게 적용될 수 있다는 것을 발견하였지만, 본 최선의 실시예에는 사용되지 않는다. 제동층 적용에서 현재 선호되는 유형의 시멘트는 type Ⅲ 포틀랜드 시멘트이다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 용어 "다공질 콘크리트(cellular concrete)"는 공기 등의 비교적 작은 내부 셀 또는 유체 방울을 갖는 콘크리트를 포함하고, 모래 또는 다른 재료, 뿐만 아니라 이와 같은 모래 또는 다른 재료가 들어있는 형성물을 포함하는 포괄적인 용어로 사용된다.

제동층 시스템의 구성은 중앙 제조 설비 또는 제동층의 위치에서 다공질 콘크리트를 제조하여 시스템을 위해 바람직한 기하학을 이루기에 적절한 크기의 형틀내로 콘크리트를 주입함으로써 형성될 수 있다. 그러나, 물질 특성의 균일성 및 전체 품질 제어의 관심사항에 대해서는, 적절한 크기의 형틀을 사용한 전체 제동층의 섹션들을 주조하고 그후에 상기 위치로 주조된 섹션을 운송하고 제동층의 전체 구성을 제공하도록 섹션을 설치하는 것이 양호한 것으로 확인되었다. 후자의 경우에, 소정 크기의 블록의 형틀에서 유니트 또는 섹션들을 제조할 수 있고 품질 제어 시험을 완료할 때까지 유지될 수 있다. 블록이 제위치로 운송된 후, 적절한 위치에 배치되고 안전 영역의 구성 물질에 따라 아스팔트, 시멘트 그라우트(grout), 또는 다른 적절한 점착 물질을 사용하여 활주로의 안전 영역에 부착될 수 있다.

상기 경우에, 본 발명에 따라 하드코트는 자체적으로 제동층의 주요 구조로서 용이하게 변형될 수 없는 강한 표면을 제공하기 위해 조립된 제동층의 외면에 적용된다. 이것은 주요 구조에 대한 중대한 변형 손상없이 형성될 수 있다. 양호한 하드코트는 폼 콘크리트로 구성되고, 습식 밀도는 예를 들면, 약 352.4 내지 416.5 ㎏./cu.m.(22 내지 26 lbs./cu.ft.) 범위로 다소 높다. 결국, 내기후성 보호막 또는 페인트는 구조체에 원하는 가시적 외형을 제공하도록 적용될 수 있고 기상 악화에 대한 보호작용을 한다. 양호한 코팅들은 수계 실리콘 재료(water based silicone material)들을 포함한다.

"압축 구배 강도" 즉 "CGS"의 정의

용어"압축 강도"(CGS가 아님)는 통상적으로 표준 샘플의 표면에 수직인 벡터로 인가될 때, 샘플에 파손을 야기하는 힘의 양(통상적으로 파운드/ 입방 인치로 측정됨)을 의미하는 것이다. 대부분의 종래의 시험 방법은 시험 장치, 샘플 채취 과정, 시험 표본 요건(사이즈, 성형 및 경화 요건), 적재 및 기록 유지 요건의 비율을 조건으로서 지정한다. 일예로서는 ASTM C495-86"Standard Method for Compressive Strength of Lightweight Insulating Concrete"이 있다. 이와 같은 종래의 시험 방법은 예상되는 부하 조건(즉 적어도 최소 강도를 가짐)하에서 구조적 영구성을 유지하기 위해 필요로 되는 구조를 설계할 때 유용하지만, 제동층 시스템의 목적은 예측가능한 소정 방식으로 파손되도록 하는 것에 있으므로, 차량이 다공질 콘크리트(즉 특정 압축 구배 강도)를 변형시키기 때문에 제어되고 예측가능한 저항력을 제공한다. 따라서, 이와 같은 시험은 압축 파손도중의 강도가 아닌 파손 지점까지의 강도를 판정하는 데 주안점을 두고 있다. 보다 단순히 말하면, 많은 힘은 다공질 콘크리트 재료의 표본을 산산이 부순다는 것을 아는 것으로는 제동 또는 감속량이 제동층 시스템을 통해 이동하는 차량에 의해 경험되는 중요한 질문에 대해 답하지 못한다. 종래 기술에서와 같은 "일회"분열 강도에 비해, 본 목적을 위해 시험은 표본의 일부가 그 원래 두께의 약 20퍼센트까지 연속적으로 압축되기 때문에 연속 압축 파손을 평가해야 한다. 본 목적을 위해 알 수 있는 것과 같이, 이와 같은 연속 시험에 적합한 장비 및 방법은 일반적으로 이전에는 이용할 수 없었다.

재료 및 다공질 콘크리트의 처리 및 크기 및 시험용 제동층의 구축 비용등이 이용가능한 넓은 범위의 변수 때문에, 소정 방법으로 처리되고 경화될 특히 다양한 다공질 콘크리트의 저항력의 양을 예측하기 위해 이용가능한 정확한 시험 정보는 제동층 시스템에 사용될 때 제공되어야 한다. 단순한 1회 "압축 강도" 대신에, 샘플의 연속 압축 파손도중 일어나는 저항력의 측정시 얻어진 데이터를 모으기 위한 새로운 시험 방법론을 발전시킴으로써, 신규의 시험 방법 및 장치가 신뢰성 있는 시험 및 적합한 다공질 콘크리트 재료 및 처리 변수의 확인을 가능하게 하기 위해 발전되어 왔다.

그 결과, 다공질 콘크리트를 그 원래 두께의 20퍼센트로 파쇄하는 데 필요한 압축력은 침투 깊이와 함께 변하는 것으로 판명되었다. 본 발명자가 "압축 구배 강도" 또는 " CGS"라고 말하는 이러한 특징은 비행기의 속도를 안전하게 떨어뜨리기 위한 공지의 감속 특징을 가진 다공질 콘크리트 차량 제동층을 구성하기 위해 정확하게 명기되어야 한다. 따라서, 다공질 콘크리트 샘플의 압축 강도가 샘플을 파열시키는 힘을 인가함으로써 측정되지 않고 특정 압축 접촉면을 가진 시험 프로브 헤드가 다공질 콘크리트의 체적을 통해 이동될 때 발생된 저항력에 대한 정보를 연속적으로 제공하는 침투 형태 시험 방법은 제동층 적용에 다공질 콘크리트를 공식화하여 사용하는 데 필요한 데이터를 얻는 열쇠이다. 이렇게 측정될 때, CGS는 침투 깊이에 대해서 변화되어서, 종래의 시험에서와 같이 단순한 단일의 파쇄치(fracture value)보다 기울기 값[예를 들면, 침투 범위에 대해서 4.9 ksc(70psi)의 평균 CGS를 갖는 4.2/5.6(psi 단위의 경우, 60/80) CGS]으로 귀결된다.

본 목적을 위해, 용어 "압축 구배 강도"(또는 "CGS")는 표면으로부터 내부 침투 깊이까지 연속하여 통상 섹션 두께의 66퍼센트인, 다공질 콘크리트 섹션의 압축 강도를 말하는 것으로 사용된다. 정의된 것과 같이, CGS 표준 ASTM시험 방법에 의해 판정되는 것과 같은 압축 강도에 대응하지 않는다. CGS를 결정하기에 적합한 시험 방법 및 장치는 공통 양수인으로 공동으로 출원되었고 본 명세서에 참조문헌으로서 포함된 특허 번호 08/796,968호에 개시되어 있다.

도 1a, 도 1b, 도 1c의 제동층

도 1(도 1a, 도 1b, 도 1c가 총괄적으로 포함)을 참조하면, 본 발명에 따른 차량 제동층 시스템의 실시예가 도시되어 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 제동층은 길이와 폭 및 도 1b, 도 1c에 도시된 바와 같은 두께를 가진다. 제동층은 도 1a의 좌측으로부터 제동층으로 들어가는 항공기를 감속시키도록 구성된다. 기본적으로, 도 1의 시스템은 항공기 활주로 끝에 의도된 설치로, 2개의 다른 압축 구배 강도들과 다양하게 다른 두께들을 가지는 다공질 콘크리트의 예비형성 블록들로 구성된다. 통상 시스템을 지지하는 지표 밑면(50)은 비교적 평평하고, 미끄러우며 수평(해수 이륙 요구조건들에 대해서는 적절한 경사를 가지는 것이 필요함)이고, 활주로를 이탈하는 항공기를 지지할 수 있다. 지표 밑면(50)은 제동층 시스템의 본딩(bonding) 및 배치를 위하여 만족스럽게 청소되어야 하고 양호한 상태이어야 한다. 수직 상세도로 도시하기 위하여, 도 1b, 도 1c의 수직 치수들은 도 1a의 치수들과 비교하여 팽창되어 있다[예를 들면, 통상적으로 도 1a에서의 제동층 폭은 45.7m(150 피트)일 수 있고, 도 1b, 도 1c에서의 제동층의 최대 두께는 76.2cm(30 인치)일 수 있다]. 또한, 블록 크기와 같은 임의의 치수들은 (예컨대, 전형적인 제동층에 실제로 포함되는 수천 개의 블록들을 보이기 보다는) 명확한 도시를 위해 왜곡되었다

도 1의 시스템에 사용하기에 적합한 통상적인 블록은 도 3에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 블록(70)은 균일 폭 74[통상적으로 1.2m(4 피트) 및 길이 76(통상적으로 2.4m(8 피트)]의 형틀을 경화시킬 때 습식 다공질 콘크리트를 배치함으로써 제조될 수 있다. 전방 내지 후방 테이퍼진 제동층 구성들의 설비가 견인력들(drag forces)을 소정 증분으로 증가시킬 수 있도록 실행하기 위하여, 증분시 가변높이들[통상적으로 미세 테이퍼를 위한 높이의 1.9cm(3/4인치) 증분으로부터 7.72cm(3인치) 증분]을 가지는 블록을 제공하기 위해, 블록 두께 72는 예를 들어, 20.3 내지 77.2cm(8 내지 30인치)의 범위에서 변경될 수 있다. 도 3에 도시된 블록 실시예에는 횡방향 리프팅 슬롯들(transverse lifting slots:78, 80)을 포함한다. 리프팅 메카니즘의 포크 리프트(fork lift) 유형과 함께 사용하기에 적절한 슬롯들(78, 80)은 블록을 주조할 때 형틀(form)의 바닥에 가벼운 직사각형 플라스틱 슬리브들을 배치함으로써 형성된다. 본 발명에 따라 구성된 제동층에 사용가능한 실시예와 다른 블록 특징들은 도 4 내지 도 6에 참고로 도시된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차량 제동층 시스템은 다공질 콘크리트의 제동층 영역을 가지며, 상기 다공질 콘크리트는 제 1 CGS 및 제 1 건식 밀도를 가지는 블록들의 조립체를 구비하는 제 1 섹션(52과, 제 2 CGS와 제 2 건식 밀도를 가지는 블록 조립체를 구비하는 제 2 섹션(54)를 포함한다. 도 1b의 측단면도로 도시된 바와 같이, 섹션들(52, 54)은 접합을 지시하는 검은 선으로 부분적으로 포개어지고[섹션(52/54)으로 고려될 수 있음] 섹션(52)의 임의 블록들은 변이 영역에서 섹션(54)의 블록들을 덮는다. 특수한 실시예에서, 섹션(52/54) 블록들은 실제로 합성 블록(예를 들어, 제 1 CGS를 가지는 52 부분 및, 제 2 CGS를 가지는 54 부분을 포함하는 단일 블록)일 수 있다. 다른 실시예에서 상이한 CGS의 분리 블록들은 섹션(52/54)에 대해 쌓여질 수 있다.

특히, 도 1에 도시된 형태의 차량 제동층 시스템들은 208.2 내지 296.3 ㎏./cu.m.[13 내지 18.5pcf(pounds per cubic foot; 입방 피트당 파운드)]의 범위에서 제 1 건식 밀도와 제 1 CGS를 가지는 다공질 콘크리트 블록들의 제 1 횡열[예를 들면, 열(52a)]을 포함한다. 제 1 열(52a)의 각각의 블록들은 제 1 높이를 가지고 압축 높이로 수직으로 압축가능하게(예를 들면, 통상적으로 최초 두께의 약 20 퍼센트로 압축가능하게) 제조된다. 이들 블록들은 아래에 설명되는 도 7에 도시된 바와 같은 특징적인 4.2/5.6(psi 단위의 경우, 60/80) CGS를 나타내도록 제조될 수 있다. 도 1a, 도 1b에 도시된 바와 같이, 제 1 섹션(52)은 제 2 열(52b) 및, 열(52a)의 블록에서와 동일한 기본 특징들을 가지는 다공질 콘크리트로 형성된 열들(52c∼52n)로서 도시된 복수의 부가적 횡열들을 포함하지만 그것의 일부는 상이한 증가 높이에 의해 열마다(row-to-row) 다르다. 섹션(52/54)을 포개기 위해 참고로 설명된 바와 같이, 열(52n)과 같은 블록들의 몇몇의 열들은 기본적으로 적층된 블록 또는 구성된 블록상의 열(54d)의 블록들을 덮는다. 이 실시예에서 연속적인 1.9cm(3/4인치) 두께 변화들은 차량 제동 성능들이 점진적으로 증가하여 얻어지는 테이퍼지거나 또는 경사지는 특성들을 제공하도록 섹션(52)에 사용되었다. 대응하는 7.72cm(3인치) 두께 변화들은 이 특수한 설계에 있어 섹션(54)에 사용된다.

상술된 유형의 제동층 시스템들은 또한 섹션(52)의 제 1 블록들과 동일한 범위의 보다 높은 레벨에 있을 수 있는 제 2 건식 밀도를 가지는 다공질 콘크리트 블록들의 제 3 횡열들(54g)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 횡열(54g)은 제 1 횡열(52a)의 평행하게 후방에 위치되어 있다. 열(54g)은 차례로 보다 증분적으로 증가된 높이의 횡열(54h)에 후속한다. 섹션(54)의 블록들은 일반적으로 섹션(52) 블록들의 CGS를 초과하도록 특정될 제 2 압축 구배 강도로 수직으로 압축될 수 있도록 제조된다. 이들 블록들은 아래에 설명되는 도 8에 도시된 바와 같이, 5.6/7.0(psi 단위의 경우, 80/100) CGS 특성들 및, 256.3 내지 344.4 ㎏./cu.m.(16 내지 21.5pcf) 범위의 건식 밀도를 나타내기 위해 제조될 수 있다. 설명된 실시예에서 섹션(54)의 블록들(54a)의 제 1 열은 제 2 CGS의 층 또는 단일 과정만을 포함한다. 섹션(54) 블록들이 섹션(52) 너머로 제동층의 전체 높이에 도달될 때까지, 섹션(54)의 연속적인 열은 제 2 CGS 물질의 증가하는 두께를 포함한다. 이어서 섹션(54)의 연속적인 열들은 최종 후방 열(54n)로 계속되는 동일 두께의 열들을 포함하는 후방 레벨부의 최대 높이의에 도달하기 전에 7.72cm(3인치) 증가에 의한 두께로 증가한다. 열(54n)과 같이 증가된 높이의 열들은 제조, 처리 및 사이트 전달 고려사항(site delivery considerations)에 따라서, 비교적 두꺼운 단일 블록들의 열들 또는 줄어든 두께의 2개 또는 3개 중첩된 블록들로 형성될 수 있다.

도 7은 시험에 의해 결정된 바와 같이, 도 1의 섹션(52)으로부터 블록을 나타내는 다공질 콘크리트 샘플의 CGS 특성들을 도시한다. 도 7에서, 바닥 스케일은 샘플 두께 또는 높이의 1/10 로 표현된 시험 프로브(test probe) 침투의 퍼센티지를 나타낸다. 수직 스케일은 psi(pounds per square inch; 평방 인치당 파운드)로 표현된 시험 프로브 압축력을 나타낸다. 주요 관심사의 시험 데이터는 통상적으로 샘플 두께의 10 내지 60 퍼센트로부터의 침투 범위 내에 있다. 이 범위 외측 데이터는 약 70 퍼센트 침투를 넘어 발생하는 분쇄된 재료의 빌트업 효과(material build-up effects)와 함께 신뢰성이 떨어질 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 다공질 콘크리트의 파괴 강도는 침투 깊이에 따라 증가하는 압축에 대한 저항을 가진 구배를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이 제동층의 특정 설계를 위해, 도 7의 선 내지 점들(A, B)은 일반화된 4.2/5.6(psi 단위의 경우, 60/80) CGS 즉, 10 내지 66 퍼센트 침투 범위에 대해 대략 4.2 내지 5.6 ksc(psi 단위의 경우, 60/80)(60psi 로부터 80psi) 까지 변하는 압축 강도에 의해 특징된 CGS 를 나타낸다. 그러므로, 이 범위에 대해, 평균은 중간점(C)에서 4.9ksc(70psi)와 명목상 같다. 도 7에서, 선 접합점들(A, B)은 도 1의 섹션(52) 블록들을 위한 전형적으로 일반화된 압축 강도 구배선을 나타낸다. 선들(D, E)은 품질 제어 제한을 나타내고 선(F)은 다공질 콘크리트의 특정 시험 샘플을 위해 기록된 바와 같이 실제 시험 데이터를 나타낸다. 이 예에서, 10 내지 60 퍼센트 침투 범위에 대한 시험 데이터가 품질 제어 제한선들(D, E) 내에 남에 있는 시험 샘플은 허용 공차 내에서 제조되는 제동 블록을 나타낸다. 도 8은 침투의 선택된 깊이(예를 들면, 10 내지 66 퍼센트 범위)에 대해 평균될 때, 6.3ksc(90psi)와 명목상으로(nominally) 동일한 5.6/7.0(psi 단위의 경우, 80/100) CGS를 가지는 도 1의 섹션(54)에 사용하기에 적절한 블록의 시험 샘플의 CGS 특징을 나타낸다. "명목상 또는 명목상으로"는 언급된 값 또는 관계의 약 ± 15 퍼센트 내인 값 또는 관계인 것으로서 정의된다.

도시된 바와 같이, 도 1의 시스템은 제 1 횡열(52a)의 차량 입구의 정면 측을 가로질러 위치된 진입 경사로(inclined entrance ramp: 56)를 부가로 포함한다. 아스팔트 혼합물(asphalt mix) 또는 다른 영구적인 유형(permanent type)의 재료로 이루어질 수 있는 경사로는 열(52a)의 볼록들의 압축 높이보다 통상적으로 큰 열(52a)의 블록들에 인접한 높이까지 테이퍼(taper)한다. 바람직한 실시예에서, 약 7.72cm(3인치)의 경사로 높이는 4.6cm(1.8인치)의 추정된 최소 압축된 높이를 가지는 20.3cm(8인치) 블록들에 인접하여 사용되었다. 그러므로, 경사로(56)는 일반적인 활주로 고도 위로 항공기를 점차적으로 올리는데 효과적이므로, 항공기는 휠들이 경사로(56)를 떠나고 열(52a)의 블록들을 압축하기 시작할 때 비교적 미끄러운 바닥 위의 제동층으로 들어갈 수 있다.

도 1의 시스템에는 섹션들(52, 54)의 블록들(도 1b에서 제동층의 최상부 경계선으로서 도시됨)을 덮는 다공질 콘크리트 재료의 비교적 얇은 보호층 형태인 하드코트 층(hardcoat layer; 62)이 있다. 도 1a에서, 하드코트 층이 통상 투명하지 않을지라도, 하드코트 층은 기본적인 세부적인 것을 나타내기 위해 투명한 것으로서 도시되어 있다. 양호한 실시예에 있어서, 하드코트 층(62)은 보행자를 지지하기 위한(예를 들면, 제동층상의 보행자를 지지하기 충분한) 강도를 가지는 다공질 콘크리트의 비교적 얇은 층을 포함하고 날씨 저항 페인트 또는 유사한 코팅으로써 덮혀질 수 있다. 섹션들(52, 54)의 모든 블록들이 지지면(50)에 위치되어 적절하게 부착된 후에 층(62)은 제동층에 대해 적용된다. 통상적으로 하드코트 층(62)은 약 2.54cm(1인치)의 평균 두께를 가진 352.4 내지 416.5 kg./cu.m.(22 내지 26pcf) 건식 밀도 다공질 콘크리트로 이루어질 수 있다. 20.3 내지 50.8cm(8 내지 20인치) 두께 범위인 블록을 포함할 수 있는 제동층에 있어서, 하드코트 층(62)의 두께는 블록들의 높이 또는 평균 두께의 10 퍼센트를 초과하지 않는다. 얇은 하드코트 층은 항공기 감속시 비교적 작은 영향을 미치므로, 시험 샘플들을 통상 상술된 바와 같이 시험할 필요는 없다.

설명된 바와 같이, 제동층 시스템들은 데브리스 쉴드(debris shield:58)와 관련되고 차량 입구 경사로들(60)을 제공한다. 쉴드(58)는 제트 배기(jet exhaust) 등에 의해 달려진 입자들(particles)을 편향시키기 적절하지만, 항공기 타이어들에 쉽게 발생될 정도로 약한, 비교적 경량의 알루미늄 시트 스톡(aluminum sheet stock)으로 이루어질 수 있다. 경사로(60)는 제동층의 경계들 내에 정지되는 항공기의 승객들을 보조하기 위해 항공기 화재 또는 구출 차량들이 제동층으로 드라이브할 수 있도록 할당되고 구성된다. 경사로(60)는 적절한 강도 또는 다른 적절한 재료의 다공질 콘크리트의 신장된(elongated) 블록으로 계단형으로 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 경사로(60)는 제동층으로 주행하는 화재 또는 구출 차량에 의해 수용될 수 있는 평방 횡단면 치수들의 블록들로 구성된다.

다양한 항공기 유형들의 제동 이동에 적합한 통상적인 제동층 설치에 있어서, 섹션(52)의 블록들은 통상적으로 22.9 내지 61cm(9 에서 24인치)까지 1.9cm(3/4인치) 증가되는 두께, 약 272.3 kg./cu.m(17pcf)의 건식 밀도를 가질 수 있고, 상술된 바와 같이 4.2/5.6(psi 단위의 경우, 60/80) CGS를 제공한다. 섹션(54)의 블록들은 61 내지 76.2cm(24인치 내지 30인치)까지 7.72cm(3인치) 증가되는 두께와 약 304.4 kg./cu.m.(19pcf)의 건식 밀도를 가지고, 5.6/7.0(psi 단위의 경우, 80/100) CGS를 제공한다. 블록들을 제조할 때, 섹션(52)의 블록들은 약 224.3 내지 368.4 kg./cu.m.(14 내지 23pcf) 범위의 하부 방향으로 습식 밀도를 가지는 다공질 콘크리트로부터 형성될 수 있고, 섹션(54)의 블록들은 이러한 범위의 상부 방향으로 습식 밀도를 가지는 다공질 콘크리트로부터 제조된다. 섹션(52/54)의 합성 블록들은 부분적으로 4.2/5.6(psi 단위의 경우, 60/80) CGS 재료와 부분적으로 5.6/7.0(psi 단위의 경우, 80/100) CGS 재료와 대응하여 구성된다. 전체적으로, 섹션들(52, 54)은 400 피트의 골재 길이, 150 피트의 폭 및, 22.9cm(9인치)와 76.2cm(30인치)의 전단부 및 후단부 두께를 각각 가질 수 있다. 발명의 어떤 특정 구현을 위하여, 달성된 성능은 동일한 사이트 특정 성능 목적(identified site-specific performance objectives)에 맞도록 특정되고 제조된 바와 같은 제동 시스템 설계 및 재료들의 특성들에 의존한다. 어떤 특정 구현을 위한 시스템들 또는 재료들에 관련되는 파라미터들은 본 목적의 범위를 초과하고 특정 값들은 가능한 파라미터 크기들의 일반적인 예들로서만 논의된다.

설명된 바와 같이, 2개의 주요 섹션들(52, 54)은 그라우트되거나(grouted) 그렇지 않으면 지지면에 부착되는 미리형성된 블록들의 접촉 조립체로서 구성될 수 있다. 대안으로, 구성의 다른 형태들이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 예를 들면, 적절한 공정 제어를 가지고, 설명된 것과 유사한 제동층은 단일의 또는 구획된 토대 상의 위치에 유출(poured)되거나 경화될 수 있다. 구성의 다른 형태는 도 2(도 2a, 2b를 포함)에 도시되어 있다.

이하, 도 2a, 2b를 참조하면, 다공질 콘크리트의 단편들을 포함하는 골재로 형성된 제동층(90)를 포함하는 본 발명에 따른 차량 제동층 시스템의 일부가 도시되어 있다. "골재(aggregate)"는 규칙 또는 불규칙적인 모양들이고 동일 또는 다른 크기들의 단편들 또는 파편들(fragments), 동일 또는 이질 유니트들로 형성된 물질의 질량(mass) 또는 체적으로서 정의된다. 발명에 따라, 제동층(90)에 사용되는 것과 같은 골재는 전체적으로 평균 제동층 두께의 1/4 보다 작은 치수들을 통상적으로 가지는 다공질 콘크리트의 단편들로 구성될 수 있거나, 혼합된 다른 재료과 함께 다공질 콘크리트의 단편들을 포함할 수 있다. 이러한 다른 재료는 다른 압축 가능한 재료 또는 석탄산 폼(phenolic foam)의 단편들, 중공 글라스구들(hollow glass spheres), 중공 세라믹들, 또는 선택된 재료와 형틀의 다른 분쇄가능한 아이템들(crushable items) 물질을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제동층(90)은 길이, 폭 및 두께를 가지고 좌측으로부터 제동층으로 들어가는 항공기와 같은, 차량을 감속시키도록 구성된다. 특히, 도 2b에 도시된 바와 같이, 몇몇 부분들이 다른 부분들과는 다른 두께를 가지도록, 제동층(90)의 골재는 두께가 좌측에서 우측으로 증가하도록 배치되어 있다. 또는, 90a에는 도 2b 좌측에 부분적으로 놓여지는 골재부보다 높은 압축성을 가질 수 있는 골재의 경사부가 지시되어 있다. 차량이 제동층을 통하여 이동함에 따라 차량 견인(drag) 및 감속이 증가하도록 다른 제동층은 압축성을 가지는 부분을 포함할 수 있다.

도 2a, 도 2b의 제동층 시스템은 제동층의 소망 길이와 폭을 초과하여 골재가 확장하는 것을 제한하기 위해 제동층(90)의 파라미터를 따라 에지 부재들(edge members:92, 94)을 포함한다. 설명된 바와 같이, 에지 부재들은 적절한 CGS를 각각 가지고 상술된 것과 유사한 다공질 콘크리트의 블록들이다. 도 2a에서, 각각의 에지 부재(92, 94)는 블록들의 열을 포함하고 완전한 제동층 시스템은 제동층의 오른손 끝을 가로질러 블록들의 부가적 열과 함께, 적절한 전체 길이를 갖는다. 설명된 바와 같이, 제동층 시스템은 제동층내의 골재의 움직임을 한정하기 위해 제동층(90)을 덮는 도 2b의 선(96)으로 도시된 안정화 층을 포함한다. 통상적으로 안정화 층(96)은 상술된 바와 같이 다공질 콘크리트의 비교적 얇은 하드코트 층일 수 있다. 도 2a에서 안정화 층은 하부에 놓이는 세목들을 나타내기 위해 투명한 것으로서 나타내져 있다.

도 4 내지 도 6에는 발명에 따른 제동층 시스템에 사용할 수 있는 다공질 콘크리트 블록들의 특정 실시예들이 도시되어 있다. 도 4의 블록은 특히, 블록을 이송 및 설치하는 동안 부가된 강도를 제공하기 위해 보다 강한 다공질 콘크리트와 다른 물질의 얇은 하부층(102)과 소망의 CGS를 가지는 다공질 콘크리트의 상부(100)를 포함한다. 도 5에는 적절한 섬유(fiber), 금속 또는 다른 물질의 그리드(grid)로서 설명된 그 하부 보강 부재들을 포함하는 다공질 콘크리트(104)의 블록이 도시되어 있다. 도 6에는 다른 물질의 형틀들 또는 분쇄가능한 단편들을 포함하는 다공질 콘크리트의 블록(108)이 도시되어 있다. 다소 이상적인 형틀로 도시된 바와 같이, 이러한 물질은 압축가능한 재료의 규칙 또는 불규칙 단편들, 글라스와 세라믹구들, 형상, 및 선택된 재료와 모양의 중공 아이템들(hollow items), 또는 다른 적절한 단편들 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 이러한 아이템들 또는 재료들은 통상적으로 바닥 근처에 위치되거나, 차량을 감속시킬 때 미소한 효과를 가지고 블록의 외부를 통하여 분배되거나, CGS 또는 양자(both)를 결정하는데 있어 고려된다.

다공질 콘크리트 제동층 시스템의 특질은 그 구조가 본질적으로 비교적 시간이 많이 소모되고 비싼 것이다. 그러므로, 시스템을 설계하는데 사용된 정보와 방법이 사용의 실제 존건들 하에서 성능을 예고하고 성능과 상관시키기에 충분히 신뢰할 수 있는 것은 중요하다. 계산된 모델링 프로그램(computerized modeling program), 적절한 시험 방법론으로부터 얻어진 데이터 또는 양자의 사용은 예고와 필드 결과들(field results) 사이의 필요한 상관관계를 제공할 수 있다.

일반적으로, 컴퓨터 모델링 프로그램을 실행하기 위해서는 항공기 중량, 중력 중심, 관성 운동, 랜딩 기어 구조 및, 응력 용적에 대한 데이터를 수용하도록 배치되고 제동층에 들어갈 속도들로 계획되어야 한다. 차량이 이동될 때 제동층의 분쇄에 관한 재료 강도와 선택된 제동층 기하학의 특성들은 통상 프로그램 안에 입력된다. 그 프로그램은 서로 다른 속도들로 메인 랜딩 기어와 노즈(nose)상에 발생하는 부하와 감속 대 거리에 대한 출력 데이터를 제공하기 위해 그 정보를 사용하도록 구성된다.

프로그램용의 필요한 물질 강도 정보는 두 방법들 중 하나로 제공될 수 있다. 우선, 다공질 콘크리트의 샘플들용 시험 방법론을 사용하는 실제 시험 정보가 프로그램에 사용될 수 있다. 이 방법에 있어서, 프로그램은 고정된 정보로서 다공질 콘크리트의 선택된 형성물(formulation)의 물질 특성들을 수용하고 그 정보에 기초하여 결과들을 결정한다. 대안으로, 사용될 다공질 콘크리트가 어떤 특성 견인력을 나타낸다고 가정할 수 있다. 이어서, 제동층의 설계자들은 설계를 위한 요구조건들에 매치하는 재료들을 얻는 경화 방법, 처리 기술, 다공질 콘크리트 형식들을 동일하게 하는 상술된 시험 방법론을 사용할 수 있다.

포괄적인 컴퓨터 모델링 프로그램에 대한 대안으로서, 제동층 설계는 형식상(pro forma) 시험에 더욱 가깝게 기초할 수 있다. 제동층 섹션들은 하나 또는 그 이상의 압축 파괴 강도들의 다공질 콘크리트를 이용하는 시험을 위해 구성될 수 있다. 이어서, 항공기, 설치된 휠 구조물들 또는 다른 압축 구조물들은 샘플 제동층 섹션들로 구동될 수 있고 이어서, 얻어진 제동층 성능은 완전한 제동층의 설계시 결정되고 사용될 수 있다. 본 발명을 이해하는 숙련된 자들은 많은 다른 대안들 및 변경 형태들을 명확하게 예상할 수 있다. 특정 적용에 적절하고 특정 항공기 또는 다른 차량에 의해 사용되는 바와 같이, 예를 들면, 제동층 또는 섹션들은 균일하거나 변하는 두께로 될 수 있고, 점진적이거나 또는 계단진(stepped) 두께 변화를 가질 수 있고, 균일 또는 다중 CGS로 이뤄질 수 있고, 단일 또는 적층된 블록들 또는 골재들로 이뤄질 수 있고, 선택된 폭과 전체 길이로 이뤄질 수 있다.

본 발명의 현재 양호한 실시예들이 설명되었지만, 본 기술분야의 숙련된 자들은 다른 변형들이 본 발명의 청구범위 내에서 이탈되지 않고 용이하게 실시할 수 있으며, 본 발명의 범위 내에서 모든 변형들 및 변화들을 청구하도록 의도된 것임을 이해할 것이다.

Claims

제동층으로 들어오는 차량을 감속하도록 구성되고 길이, 폭 및 두께를 가지는 다공질 콘크리트의 제동층(bed)과;

상기 제동층을 덮는 하드코트 층을 포함하는 차량 제동층 시스템에 있어서,

상기 하드코드 층은 상기 제동층의 평균 두께의 10 퍼센트를 초과하지 않는 두께 및 보행자를 지지하는 강도를 가지는 다공질 콘크리트를 포함하는, 차량 제동층 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제동층은 상기 제동층의 길이를 따라 다른 점들에서 다른 압축성을 가지는 다공질 콘크리트로 형성되는, 차량 제동층 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제동층은 다공질 콘크리트의 블록들의 횡열(lateral row)들을 포함하는, 차량 제동층 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 제동층은 공통 길이와 공통 폭을 가지는 예비형성 블록들로부터 조립되고 다른 두께의 블록들을 포함하는, 차량 제동층 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제동층은 다공질 콘크리트의 단편들을 구비하는 골재를 포함하고, 상기 제동층 시스템은 상기 골재가 상기 다공질 콘크리트의 제동층의 상기 길이와 폭을 초과하여 펼쳐지는 것을 억제하도록 배치되는 에지 부재들을 부가적으로 포함하는, 차량 제동층 시스템.
제 5 항에 있어서,

상기 골재는 상기 제동층의 평균 두께의 10 퍼센트를 초과하지 않는 치수들을 가지는 단편들로 구성되고, 상기 다공질 콘크리트 단편들은 불규칙한 크기 및 형태; 또는 공통 크기 및 형태중 어느 하나를 특징으로 하는, 차량 제동층 시스템.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 에지 부재들은 상기 제동층의 주위를 따라 위치된 다공질 콘크리트의 블록들로 형성되는, 차량 제동층 시스템.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 제동층은 이 제동층 길이를 따라 다른 점들에서 다른 압축성을 가지는 다공질 콘크리트 단편들을 포함하는, 차량 제동층 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제동층은 272.3 kg./cu.m(17pcf)와 명목상 동일한 건식 밀도를 가지는 블록들의 제 1 횡열과, 304.4 kg./cu.m.(19pcf)와 명목상 동일한 건식 밀도를 가지는 블록들의 제 2 횡열들을 포함하는, 차량 제동층 시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 제 2 횡열의 블록들은 상기 제 1 횡열의 블록들보다 큰 두께를 가지는, 차량 제동층 시스템.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

상기 각 블록들 내의 침투 깊이에 대해 평균을 취했을 때, 상기 제 1 횡열의 블록들은 4.9ksc(70psi)와 명목상 동일한 4.2/5.6(psi 단위의 경우, 60/80) 압축 구배 강도를 가지고 상기 제 2 횡열의 블록들은 6.3ksc(90psi)와 명목상 동일한 5.6/7.0(psi 단위의 경우, 80/100) 압축 구배 강도를 가지는, 차량 제동층 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

블록들의 침투 깊이에 대해 평균을 취했을 때, 상기 제동층은 4.9ksc(70psi)와 명목상 동일한 4.2/5.6(psi 단위의 경우, 60/80) 압축 구배 강도를 가지는 블록들을 포함하는, 차량 제동층 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제동층은 192.2 내지 352.4 kg./cu.m(12 내지 22pcf)범위의 건식 밀도를 가지는 블록을 포함하는 차량 제동층 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제동층은 소정 크기의 형태로 경화된 224.3 내지 368.4 kg./cu.m.(14 내지 23pcf) 범위의 습식 밀도를 가지는 다공질 콘크리트로 형성된 블록들을 포함하는, 차량 제동층 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제동층은 다공질 콘크리트와 다른 재료의 압축가능한 단편들이 삽입된 다공질 콘크리트의 블록들을 포함하는, 차량 제동층 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제동층은 다공질 콘크리트의 블록들을 포함하고, 상기 다공질 콘크리트의 블록들은 고강도 재료의 하부 층을 포함하는, 차량 제동층 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제동층은 삽입된 보강 부재들을 가지는 다공질 콘크리트의 블록들을 포함하는, 차량 제동층 시스템.
다공질 콘크리트의 단편들을 포함하는 골재로 형성되는 제동층과;

상기 골재가 상기 길이와 폭을 초과하여 펼쳐지는 것을 억제하기 위해 상기 제동층의 주변을 따라 위치되는 에지 부재들;

상기 제동층내의 골재의 움직임을 제한하기 위해 상기 제동층을 덮는 안정화 층(stabilizing layer)을 포함하고,

상기 제동층은 길이, 폭 및 두께를 가지며, 상기 제동층에 들어가는 차량을 감속시키도록 구성되는, 차량 제동층 시스템.
제 18 항에 있어서,

상기 에지 부재들은 상기 주변을 따라 배치된 다공질 콘크리트 블록으로 형성되는, 차량 제동층 시스템.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,

상기 안정화 층은 상기 제동층의 평균 두께의 10 퍼센트를 초과하지 않는 두께와 보행자를 지지할 수 있는 강도를 가지는 다공질 콘크리트의 층인, 차량 제동층 시스템.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,

상기 골재는 다공질 콘크리트와 다른 재료의 파쇄성(crushable) 단편들을 부가적으로 포함하는, 차량 제동층 시스템.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,

상기 골재는 상기 제동층의 다른 부분들에서 다른 두께를 가지는, 차량 제동층 시스템.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,

상기 골재는 상기 제동층의 다른 부분에서 다른 압축성을 가지는, 차량 제동층 시스템.
192.2 내지 352.4 kg./cu.m(12 내지 22pcf) 범위의 제 1 건식 밀도를 가지는 다공질 콘크리트 블록의 제 1 횡열과;

상기 제 1 건식 밀도와 명목상 동일한 건식 밀도를 가지는 다공질 콘크리트 블록들의 제 2 횡열과;

상기 제 1 횡열 및 제 2 횡열의 블록들을 덮는 하드코트 층을 포함하며,

상기 제 1 횡열의 블록들은 제 1 높이를 가지며,

상기 제 2 횡열의 블록들은 상기 제 1 횡열의 블록들의 제 1 높이 보다 증분적으로(incrementally) 증가되는 높이를 가지고,

상기 하드코트 층은 다공질 콘크리트를 포함하고, 이 다공질 콘크리트는 상기 제 1 건식 밀도보다 큰 건식 밀도와, 상기 블록의 평균 높이의 10 퍼센트를 초과하지 않는 두께를 가지는, 차량 제동층 시스템.
제 24 항에 있어서,

상기 블록들의 침투 깊이에 대해 평균을 취했을 때, 상기 제 1 횡열 및 제 2 횡열들의 블록들은 4.9ksc(70psi)와 명목상 동일한 4.2/5.6(psi 단위의 경우, 60/80) 압축 구배 강도를 가지는, 차량 제동층 시스템.
192.2 내지 352.4 kg./cu.m(12 내지 22pcf) 범위의 제 1 건식 밀도를 가지는 다공질 콘크리트 블록들의 제 1 횡열 및 제 2 횡열과;

상기 제 1 건식 밀도보다 큰 제 2 건식 밀도를 가지는 다공질 콘크리트 블록들의 제 3 횡열 및 제 4 횡열과;

제 1 횡열 내지 제 4 횡열의 블록들을 덮는 하드코트 층을 포함하며,

상기 제 2 횡열의 블록들은 상기 제 1 횡열의 블록들의 높이보다 증분적으로 증가하는 높이를 가지며 상기 제 1 횡열 및 제 2 횡열들의 블록들은 차량 감속을 제공하기 위해 제 1 압축 구배 강도를 가지며,

상기 제 4 횡열의 블록들은 상기 제 3 횡열의 블록들의 높이보다 증분적으로 증가되는 높이를 가지고, 상기 제 3 횡열 및 제 4 횡열들의 블록들은 보다 큰 차량 감속을 제공하기 위해 상기 제 1 압축 구배 강도보다 큰 제 2 압축 구배 강도를 가지며,

상기 하드코트 층은 다공질 콘크리트를 포함하고, 이 다공질 콘크리트는 상기 제 1 및 제 2 건식 밀도들보다 큰 건식 밀도와, 상기 블록들의 평균 높이의 10 퍼센트를 초과하지 않는 두께를 가지는, 차량 제동층 시스템.
제 26 항에 있어서,

제 1 횡열 및 제 2 횡열의 블록들은 상기 각 블록들 내의 침투 깊이에 대해 평균을 취했을 때, 4.9ksc(70psi)와 명목상 동일한 4.2/5.6(psi 단위의 경우, 60/80) 압축 구배 강도를 가지고 제 3 횡열 및 제 4 횡열의 블록들은 상기 각 블록들 내의 침투 깊이에 대해 평균을 취했을 때, 6.3ksc(90psi)와 명목상 동일한 5.6/7.0(psi 단위의 경우, 80/100) 압축 구배 강도를 가지는, 차량 제동층 시스템.
제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,

부분적으로는 4.2/5.6(psi 단위의 경우, 60/80) 압축 구배 강도를 가지는 다공질 콘크리트와, 부분적으로는 5.6/7.0(psi 단위의 경우, 80/100) 압축 구배 강도를 가지는 다공질 콘크리트로 형성되는 합성 블록들의 적어도 하나의 횡열을 부가적으로 포함하는, 차량 제동층 시스템.
제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,

블록들은 소정 크기들의 형태들로 경화된 224.3 내지 368.4 kg./cu.m.(14 내지 23pcf) 범위의 습식 밀도를 가지는 다공질 콘크리트로 형성되는, 차량 제동층 시스템.
제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,

상기 하드코트 층은 상기 블록들을 덮는 위치에서 경화된 352.4 내지 416.5 kg./cu.m.(22 내지 26pcf) 범위의 습식 밀도를 가지는 다공질 콘크리트로 형성되는, 차량 제동층 시스템.