NO333650B1 - Bremseunderlag for kjoretoy - Google Patents

Abstract

Kjøretøystoppebed for installasjon ved endene av flyplass-rullebaner, er effektive til trygt å deselerere fly som entrer bedet. Stoppebedet er sammensatt av et stort antall blokker av celle- betong (70) som har forutbestemt kompresjonsgradient styrke, slik at et flys landingsgir blir utsatt for dragkrefter som er effektivt til å forsinke forskjellige typer av fly, mens det gir en deselerasjon innenfor et sikkert område av verdier. Et stoppebed omfatter typisk et inngangsområde (52) av en dybde som øker fra 22,5 til 60 cm, utformet av blokker med en første kompresjonsgradientstyrke. Et annet område (54) som kan skrå inn i det første område og øke i dybde til 75 cm, er utformet av blokker med en større kompresjonsgradientstyrke. Et fly møter så økende dragkrefter mens det beveger seg gjennom bedet, for å frembringe en stoppeevne som er egnet for forskjellige fly. Et beskyttende hardbeleggslag (62) av cellebetong av større styrke enn blokkene ligger over blokkene for å gjøre det mulig for servicepersonell å gå på bedet uten skade. Stoppebedsystemet kan frembringes i vekslende konfigurasjoner, så som et bed utformet av et aggregat omfattende stykker av cellebetong med eller uten mellomliggende stykker av andre sammenpressbare materialer, og dekket med et hardbeleggslag.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et kjøretøystoppebedsystem omfattende et bed av cellebetong som har lengde, bredde og tykkelse, ifølge kravinnledningene.

Fly kan og vil overkjøre endene på rullebaner og øke muligheten for skade på passasjerer og ødeleggelse eller alvorlig skade på flyet. Slike overkjøringer har skjedd under oppgitte lettinger eller under landing, mens flyet beveger seg ved hastigheter på 80 knop. For å minimalisere faren for overkjøringer, krever Federal Aviation Administration (FAA) generelt en sikkerhetssone på 300 m i lengde etter enden på en rullebane. Skjønt denne sikkerhetssone nå er en FAA-standard, ble mange rullebaner konstruert før den ble vedtatt, og er nær vann, veier eller andre hindringer som gjør det vanskelig eller uøkonomisk å etterkomme kravet til 300 m sikkerhetssone.

Flere materialer, deriblant eksisterende jordoverflater etter rullebanene har vært bedømt for deres evne til å deselerere fly. Jordoverflater er meget uforutsigbare i deres stoppeevne fordi deres egenskaper er uforutsigbare. For eksempel, meget tørr leire kan være hard og nær ugjennomtrengelig, men våt leire kan forårsake at fly raskt synker ned, og forårsaker at landingshjulene kollapser, og frembringe et potensial for skade for passasjerer og mannskap, så vel som større skader på flyet.

En rapport fra 1988 henvender seg til en undersøkelse av Port Authority av New York og New Jersey om evnen for å utvikle en plastskum-stopper for rullebane ved JFK International Airport. I rapporten blir det nevnt at analyser indikerer at en slik stoppekon-struksjon er tenkelig, og kunne trygt stoppe et 100.000 punds fly som overløper rullebanen med en utgangshastighet på 80 knop, og et 820.000 punds fly som overløper med en utgangshastighet på 60 knop. Rapporten sier at ytelsen av en passende plastskumstopper-konfigurasjon viste seg å være potensielt "overlegent i forhold et dekket 300 m overløpsområde, spesielt når bremsing ikke er effektivt og reverstrykk ikke er tilgjengelig". Som det er vel kjent, kan effektiviteten av bremsing være begrenset under våte eller isete overflateforhold (University of Dayton rapport UDR-TR-88-07, januar 1988).

Mer nylig har et fly-stoppesystem vært beskrevet i US 5 193 764. Ifølge beskrivelsen i dette patent, er et fly-stoppeområde utformet ved å feste flere stablede tynne lag av stivt, sprøtt, varmebestandig fenolskum til hverandre, med det nederste lag av skum festet på en støtteoverflate. De stablede lag er konstruert slik at kompresjonsmotstanden av de kombinerte lag av stivt plastskum er mindre enn den kraft som utøves av landingshjulene på et fly av den type som er ment å bli stoppet mens det beveger seg inn i stoppeområdet fra en rullebane, slik at skummet blir knust når det kommer i kontakt med flyet. Det foretrukne materiale er fenolskum brukt med et kompatibelt klebemiddel, så som et lateksklebemiddel.

Tester av fenolskumbaserte stoppesystemer indikerer at mens et slikt system kan virke til å bringe et fly til å stoppe, har bruken av materialet ulemper. Den største av ulempene er det faktum av skum, avhengig av dets egenskaper, typisk kan utvise en tilbakestøtende egenskap. Det ble således merket i fenolskumstoppebedtesting at en del trykk fremover ble overført til hjulene på flyet når det beveget seg gjennom skummaterialet som følge av tilbakestøt av selve skummaterialet.

Skummet eller celleformet betong som materiale for bruk til stoppebedsystemer har vært foreslått, og gjennomgått begrenset felttesting i tidligere teknikk. Slik testing har indikert at cellebetongen har godt potensial for bruk i stoppebedsystemer, basert på å frembringe mange av de samme fordeler som fenolskum og samtidig unngå noen av fenol-skummets ulemper. Kravene for en nøyaktig styrt knusestyrke og materialjevnhet gjennom hele stoppebedet er imidlertid kritisk, og så vidt man vet, har produksjon av cellebetong med passende karakteristikker og jevnhet tidligere ikke vært oppnådd eller beskrevet. Produksjon av strukturell betong for bygningsformål er en gammel teknikk som involverer relativt enkle prosesstrinn. Produksjon av cellebetong, mens den generelt involverer enkle ingredienser, er komplisert ved formen og effekten av utlufting, blanding og hydreringsaspekter, som må være nær spesifisert og nøyaktig styrt hvis et jevnt endeprodukt, som verken er for svakt eller for sterkt, skal frembringes for de foreliggende formål. Diskontinuiteter, deriblant områder av svakere eller sterkere cellebetong, kan egentlig forårsake skade på kjøretøyet som blir deselerert, hvis for eksempel deseleringskreftene overskrider styrken av hjulenes støttestruktur. Slik ujevnhet resulterer også i manglende evne til nøyaktig å forutsi desele-reringsytelsen og total stoppeavstand. I en nylig test som benyttet kommersiell grad cellebetong, ble et fly instrumentert for registrering av testdata kjørt gjennom en bedseksjon, og belastningsdata ble innsamlet. Selv om skritt hadde vært tatt til å forsøke å frembringe produksjonsjevnhet, viste prøver som ble tatt og flyets belastningsdata fra testing av bedet, betydelige variasjoner mellom områder hvor knusestyrken var ekstremt høy og områder hvor den var ekstremt lav. Det er klart at de potensielle fordeler med et stoppesystem er redusert hvis flyet blir utsatt for krefter som kunne skade eller kollapse hoved-landingshjulene.

En 1995-rapport utført for Federal Aviation Administration, med tittelen "Preliminary Soft Ground Arrestor Design for JFK International Airport", beskriver en foreslått flystopper. Denne rapport diskuterer potensialet for bruk av enten fenolskum eller cellebetong. Når det gjelder fenolskum, henvises det til ulempen med en "tilbakestøt"-karakteristikk som resulterer i en tilbakeføring av en del energi etter kompresjon. Når det gjelder cellebetong, kalt "foamcrete", er det bemerket at "en konstant densitet (styrkeparameter) av foamcrete er vanskelig å opprettholde" i produksjon. Det er indikert at cellebetong synes å være en god kandidat for stopperkonstruksjon, hvis den kan produseres i store mengder med konstant tetthet og kompresjonsstyrke. Flat platetesting ble illustrert og jevn kompresjonsstyrkeverdier på 4,2 og 5,6 kg/cm over et område på 60 til 80% deformasjon, er beskrevet som mål basert på nivået av informasjon som da var tilgjengelig i teknikken. Rapporten indikerer således utilgjengelighet av både eksisterende materiale som har akseptable karakteristikker og fremgangsmåter for produksjon av slike materialer, og foreslår på en noe hypotetisk basis mulige karakteristikker og testing av slike materialer om de skulle bli tilgjengelige.

Mens således stoppebedsystemer har vært vurdert og en del virkelig testing av forskjellige materialer på disse har vært undersøkt, har man ennå ikke oppnådd produksjon og implementering av et stoppebedsystem som, innenfor spesifiserte avstander, vil trygt deselerere et fly av en størrelse og vekt som beveger seg med en gitt hastighet av en rullebane.

Det spesielle materiale som skal brukes, så vel som fabrikasjonsformen av et stoppebed, er alle kritiske for anvendelse av et effektivt stoppebedsystem. For å frembringe et effektivt stoppebed for kjøretøyer av et område av størrelser, vekter og inngangshastig-heter, kreves det bruk av bedkonstruksjoner, materialer og fabrikasjonsteknikker som er i stand til å frembringe forutsigbare drageffekter og deselerasjonsrater. Datamaskinprogram-modeller eller andre teknikker kan benyttes for å utvikle drag- eller deselerasjonsobjektiver for stoppebed, basert på beregnede krefter og energiabsorpsjon for fly av spesiell størrelse og vekt, tatt i betraktning tilsvarende styrkespesifikasjoner for landingshjul for slike fly. Slike objektiver forblir imidlertid et abstrakt mål i fravær av effektivitetskonfigurasjoner som materialer og fabrikasjonsteknikker som passer for å omforme stoppebedobjektiver til realiteter for å oppnå de ønskede resultater. Som et resultat, har tidligere informasjon når det gjelder potensielle stoppebedmaterialer og deselerasjonsobjektiver vært utilstrekkelig til å muliggjøre fabrikasjon av et praktisk stoppebed som passer for bruk av kommersielle passasjerfly og andre kjøretøyer.

Målene for oppfinnelsen er derfor å frembringe nye og forbedrede kjøretøystoppe-bedsystemer og slike systemer som har en eller flere av de følgende fordeler og evner:

o sammenmontering av forutstøpt cellebetong som har vært godkjenningsprøvet,

o blokk- eller samlingsmontering som muliggjør progressiv variasjon av både dybde og

kompresj onsstyrkekarakteristikker,

o forutbestemte stoppekarakteristikker, i hovedsak uavhengige av værforhold,

o værbestandig konstruksjon for lang levetid,

o hardt dekkbelegg for å understøtte fotgjengertilgang,

o evne til crash/brann-redningskjøretøyer for å manøvrere på et stoppebed,

o lett utgang for passasjerer fra et kjøretøy som har entret et stoppebed, og o letthet av reparasjon ved blokker eller samlingserstatning etter bruk av et overkjørende kjøretøy.

Et kjøretøystoppebedsystem ifølge oppfinnelsen omfatter en første seksjon med første og andre laterale rekker av blokker av cellebetong med en første tetthet i den nedre del i et område 192-352 kg/m<3>. Blokker i den andre rekke har en høyde som er noe større enn høyden av blokker i den første rekke. Blokkene i de første og andre rekker har også en første kompresjonsgradientstyrke for å frembringe kjøretøy-deselerasjon.

Bedsystemet har en ytterligere seksjon som omfatter tredje og fjerde laterale rekker av blokker av cellebetong med en annen tørrtetthet som er større enn den første tørrtetthet. Blokker i den fjerde rekke har en høyde som er noe større enn høyden av blokkene i den tredje rekke, og blokkene i de tredje og fjerde rekker har en annen kompresjonsgradientstyrke som er større enn den første kompresjonsgradientstyrke for å gi større kjøretøy-deselerasjon.

Et hardt belegg ligger over blokkene i de første, andre, tredje og fjerde rekker. Det harde lag omfatter cellebetong som har en høyere tetthet enn de første og andre tørrtettheter, og tykkelse som ikke overskrider 10 % av den gjennomsnittlige tykkelse av blokkene.

Et kjøretøystoppebedsystem kan ønskelig ha ytterligere karakteristikker, så som de følgende. Blokkene er fortrinnsvis utformet av cellebetong med en våt densitet i området fra 240-368 kg/m<3>og herdet i former av forutbestemte størrelser. Som et eksempel, er alle blokker i en første foretrukken utførelse av samme lengde og bredde, men noen har forskjellige forutbestemte høyder, med en første seksjon av en blokk som har en 60/80 kompre-sjons-gradientstyrke, og en annen seksjon av blokker som har en 80/100 kompresjonsgradientstyrke. Det harde lag kan være utformet av cellebetong herdet på stedet, med større styrke, for å gi beskyttelse av stoppebedet og tillate vedlikeholdspersonell å gå på bedet uten å skade det.

For en bedre forståelse av oppfinnelsen, sammen med andre og ytterligere mål, henvises til den følgende beskrivelse, sammen med tegningene, hvor figur IA, IB og 1C er henholdsvis et grunnriss, og lengde- og tverrsnittsriss av et kjøretøy-stoppebedsystem som bruker blokk-konstruksjon ifølge oppfinnelsen, figur 2A og 2B er henholdsvis deler av liknende grunnriss og lengdesnittriss av kjøretøy-stoppebedsystemer som bruker samme fabrikasjon ifølge oppfinnelsen, figur 3 viser dimensjoner av en typisk blokk av cellebetong egnet for bruk i et stoppebedsystem, figur 4, 5 og 6 viser alternative konstruksjoner av cellebetongblokker, figur 7 og 8 viser testresultater uttrykt ved kompresjonskraft mot prosent av inntrengning for prøver av cellebetong med to forskjellige styrker.

Bruken av cellebetong i stoppebedanvendelser krever at materialet er generelt jevnt i sin motstand mot deformasjon, siden det er forutsigbarheten av krefter som virker på over-flaten av kontaktdelene for kjøretøy som blir stoppet, som tillater at bedet kan bli designet, dimensjonert og konstruert på en måte som vil sikre akseptabel ytelse. For å oppnå slik jevnhet, må det være omhyggelig valg og kontroll av ingrediensene som brukes til å fremstille cellebetongen, de forhold under hvilke den blir behandlet, og herdingsbetingelsene.

Ingrediensene i cellebetong er generelt en sement, fortrinnsvis Portland-sement, et skummemiddel, og vann. Meget fin sand eller andre materialer kan også finne anvendelse under noen forhold, men blir ikke brukt i de nå foretrukne utførelser. Den nå foretrukne type av sement for stoppebedanvendelser er type III Portland-sement. For disse formål, er uttrykket "cellebetong" brukt som en generisk term som dekker betong med forholdsvis små interne celler eller bobler av et fluidum, så som luft, og som kan omfatte sand eller andre materialer så vel som formuleringer som ikke inkluderer slik sand eller andre materialer.

Konstruksjonen av stoppebedsystemet kan gjennomføres ved å produsere cellebetongen i en sentral produksjonsfasilitet eller på stedet for bedet, og å støpe betongen i former av passende dimensjoner for å oppnå den ønskede geometri for systemet. I interesse av jevnhet av materialkarakteristikkene og total kvalitetskontroll, har man imidlertid funnet det å foretrekke å støpe seksjoner av bedet ved bruk av former som har passende størrelse, og så å transportere seksjonene til stedet og installere dem for å danne den totale konfigurasjon av bedet. I sistnevnte tilfelle, kan enheter eller seksjoner i form av blokker av forutbestemte størrelser, bli produsert og holdt til fullføring av kvalitetskontrolltesting. Blokkene kan så plasseres på stedet, og festes på rullebanens sikkerhetsområde ved bruk av asfalt, sement eller annet passende festemateriale, avhengig av konstruksjonsmaterialet for selve sikkerhetsområdet.

I begge tilfeller, ifølge oppfinnelsen blir et hardt belegg påført den ytre overflate av det sammenmonterte stoppebed for å gi en sterkere overflate som ikke er så lett deformerbar som hovedstrukturen av selve bedet. Dette tillater vedlikehold å bli utført uten alvorlige deformasjonsskader på hovedstrukturen. Et foretrukket hardbelegg består av skummet betong hvor våt-tetthetene er noe høyere, for eksempel i området fra omkring 352 til omkring 416 kg/m<3>. Til slutt kan en værbestandig beskyttelsesfilm eller maling påføres for å gi strukturen et ønsket visuelt utseende og vil virke som beskyttelse mot været.

Foretrukne belegg omfatter vannbaserte silikonmaterialer.

Uttrykket "kompresjonsstyrke" (ikke CGS) er normalt forstått til å bety den mengde av kraft (konvensjonelt mål i pund pr. kvadrattomme) som når det påføres med en vektor i rett vinkel med en standardprøve, vil forårsake at prøven feiler. De fleste konvensjonelle testmetoder spesifiserer testapparat, prøvingsprosedyrer, teststykkekrav (inkludert størrelse, stopning og herdningskrav) belastningsmengder og krav til registrering. Et eksempel er ASTM C 495-86 "Standard Method for Compressive Strength of Lightweight Insulating Concrete". Mens slike konvensjonelle testmetoder er nyttige når man konstruerer strukturer som skal opprettholde strukturell integritet under forutsatte belastningsforhold (det vil si, som har i det minste en minimumstyrke), er objektet med stoppebedsystemer å feile på en forutsigbar spesifisert måte, og dermed gi en styrt, forutsigbar motstandskraft mot det kjøretøy som deformerer cellebetongen (det vil si, en spesifikk kompresjonsgradientstyrke). Slik konvensjonell testing fokuserer således på å bestemme styrker opp til et feilingspunkt, ikke styrke under kompresjonsfeiling. Sagt litt enklere, kunnskap om hvilken mengde av kraft som vil knuse en prøve av cellebetongmateriale svarer ikke på det kritiske spørsmål om hvilken mengde av drag eller deselerasjon vil bli møtt av et kjøretøy som beveger seg gjennom et stoppebedsystem. I motsetning til "engangs"-frakturstyrke som i tidligere teknikk, for nåværende formål må testingen evaluere kontinuerlig kompresjonsfeilings-modus mens en del av en prøve blir kontinuerlig komprimert til omkring 20 % av sin opprinnelige tykkelse. Utstyr og fremgangsmåter som passer for slik kontinuerlig testing egnet for de foreliggende formål har generelt ikke vært tilgjengelig tidligere.

På grunn av det vide område variasjon av tilgjengelig materialer og prosessering av cellebetong, og størrelsen og kostnadene av å konstruere stoppebed for testing, er det viktig at nøyaktig testinformasjon er tilgjengelig for å forutsi den mengde av motstandskraft en spesiell variant av cellebetong, prosessert og herdet på en viss måte, vil gi når den brukes i et stoppebedsystem. Ved å utvikle ny testmetodologi for å fokusere de resulterende data på måling av motstandskraften som oppstår under kontinuerlig kompresjonsfeiling av en prøve, istedenfor enkelt engangs "kompresjonsstyrke", har nye testmetoder og apparater vært utviklet for å muliggjøre pålitelig testing og bekreftelse av passende cellebetongmaterialer og prosessvarianter. Som et resultat, er det bestemt at kompresjonskraften som er nødvendig for å knuse cellebetong til 20 % av sin opprinnelige tykkelse varierer med dybden av inntrengning. Denne karakteristikk, som den foreliggende oppfinnelse kaller "kompresjonsgradientstyrke" eller "CGS", må være nøyaktig spesifisert for å konstruere et cellebetong-kjøretøystoppebed som har kjente deselerasjonskarakteristikker for trygg deselerering av et fly. En inntrengningstype av testmetode hvor kompresjonsstyrken av en prøve av cellebetong blir målt, ikke ved å påføre en kraft som vil frakturere en prøve, men isteden vil kontinuerlig frembringe data eller motstandskraft generert mens et testsondehode som har en spesifisert kompresjonskontaktoverflate beveges gjennom et volum av cellebetong, er nøkkelen til å oppnå de data som nødvendig for å formulere og bruke cellebetong i stoppebedanvendelser. Som således målt, vil CGS variere over et område med inntrengningsdybde, og resultere i en gradientverdi (så som 60/80 CGS med en gjennomsnittlig CGS på 70 psi over inntrengningsområdet), istedenfor en enkelt frakturverdi som i tidligere tester.

For nåværende formål, blir uttrykket "kompresjonsgradientstyrke" (eller CGS) brukt til å referere til kompresjonsstyrken av en seksjon av cellebetong fra en overflate og fortsettende til en intern inntrengningsdybde, som typisk kan være 66 % av seksjonens tykkelse. Som definert, tilsvarer ikke CGS kompresjonsstyrke som bestemt ved standard ASTM-testmetoder. Testmetoder og apparater som passer for å bestemme CGS er beskrevet i søknad serienr. 08/796 968 som er inngitt samtidig med denne, og har en felles assignatar, og er hermed tatt inn her som referanse.

Med henvisning til figur 1 (kollektiv omfattende figur IA, IB og 1C), er det illustrert en utførelse av et kjøretøy-stoppebedsystem ifølge oppfinnelsen. Som vist på figur 1, har bedet en lengde og en bredde og også en tykkelse som vist på figur IB og 1C. Bedet er utformet for å deselerere et fly som entrer bedet fra venstre på figur IA. Systemet på figur 1 er i utgangspunktet konstruert av forhåndsstøpte blokker av cellebetong som har to ulike kompresjonsgradientstyrker og en variasjon av forskjellige tykkelser, med tiltenkt installasjon ved enden av en rullebane på en flyplass. Suboverflaten 50 som understøtter systemet skal typisk være forholdsvis flat, glatt og jevn (med en skråning som passer for vannavløps-krav) og i stand til å understøtte fly som forlater rullebanen. Suboverflaten 50 vil være i god stand og tilfredsstillende rengjort før plassering og festing av stoppebedsystemet. For å vise vertikale detaljer, er de vertikale dimensjoner på figur IB og 1C utvidet i forhold til dimen-sjonene på figur IA (for eksempel, bredden av bedet på figur IA kan typisk være 50 m, mens den maksimale tykkelse av bedet på figur IB og 1C kan typisk være 75 cm. Også visse dimensjoner, så som blokkstørrelsen, er forvrengt for klarhet av illustrasjonen (for eksempel i stedet for å vise tusener av blokker som virkelig er inkludert i et typisk stoppebed).

En typisk blokk egnet for bruk i systemet på figur 1 er illustrert på figur 3. Som vist, kan blokken 70 fabrikkeres ved å plassere våt cellebetong i herdeformer med jevn bredde 74 (typisk 120 cm) og lengde 76 (typisk 240 cm). Blokktykkelsen 72 kan variere i et område fra for eksempel 20 til 75 cm, for å gi blokker med høyde som varierer i inkrementer (typisk fra omkring 20 mm i høyde for en fin avsmalning til inkrementer på 7,5 cm) for å muliggjøre anordning av en bakoverskrånende bedkonfigurasjon som er i stand til å gi en inkrementell økning i dragkrefter. I blokkutførelsen på figur 3, er det inkludert transversale løftespor 78 og 80. Sporene 78 og 80, som passer for løfting med en gaffeltype løftemekanisme, er utformet ved å plassere lette rektangelformede plasthylser i bunnen av en form når man støper blokken. Andre blokktrekk og utførelser som kan brukes i stoppebed konstruert ifølge oppfinnelsen vil bli diskutert med henvisning til figur 4, 5 og 6.

Som vist, har stoppebedsystemet på figur 1 et område av cellebetong som omfatter en første seksjon 52, bestående av en samling av blokker med en første CGS og en første tørrtetthet, og en annen seksjon 54, bestående av en samling av blokker med en annen CGS og en annen tørrtetthet. Som vist på tverrsnittsrisset på figur IB, er seksjonene 52 og 54 delvis overlappende (i hva man kan kalle seksjon 52/54) med en mørkere linje som indikerer forbindelsen hvor visse blokker av seksjonen 2 ligger over blokker av seksjon 4 i et overgangsområde. I en spesiell utførelse, kan blokkene i seksjon 52/54 være sammensatte blokker (det vil si enkle blokker omfattende en del 52 som har en første CGS og også en del 54 som har en annen CGS). I andre utførelser kan separate blokker med forskjellige CGS være stablet for seksjonen 52/54.

Mer spesielt, kjøretøystoppebedsystemet av den type som er illustrert på figur 1, omfatter en første lateral rekke av blokker (for eksempel rekke 52a) av cellebetong som har en første CGS og en første tørrtetthet i området fra 208-296 kg/m<3>. Hver av blokkene i første rekke 52a har en første høyde og er fabrikkert til å være vertikalt sammenpressbar til en komprimert høyde (for eksempel, typisk sammenpressbar til omkring 20 % av utgangs-tykkelsen). Disse blokker kan fabrikkeres til å utvise en 60/80 CGS-karakteristikk som representert på figur 7, og som skal diskuteres nedenfor. Som vist på figur IA og IB, omfatter den første seksjon 52 en andre rekke 52b og et antall ytterligere laterale rekker som illustrert som rekkene 52c-52n, utformet av cellebetong som har de samme grunnkarakteri-stikker som i blokkene i rekke 52a, men noen av hvilke er forskjellige i rekke etter rekke ved en inkrementell høydeforskjell. Som diskutert med henvisning til overlappseksjon 52/54 ligger visse rekker av blokker, så som rekke 52n, over blokker i rekken 54d på en komposittblokk eller stablet blokk basis. I denne utførelse ble suksessive 20 mm endringer i tykkelse benyttet i seksjon 52 for å gi en skrå karakteristikk som resulterer i en gradvis økning av kjøretøy-stoppeevne. Tilsvarende 75 mm endringer i tykkelse ble benyttet i seksjon 54, i denne spesielle design.

Stoppebedsystemer av den illustrerte type omfatter også en tredje lateral rekke 54g av blokker av cellebetong som har en annen tørrdensitet som kan være på et høyere nivå i det samme område som de første blokker i seksjon 52. Som vist, er den laterale rekke 54g plassert parallelt med og bakenfor den første laterale rekke 52a. Rekken 54g er i sin tur fulgt av en lateral rekke 54h av inkrementelt større høyde. Blokkene i seksjon 54 fabrikkert til å være vertikalt komprimerbare når de er utsatt for en annen kompresjonsgradientstyrke, som vil være generelt spesifisert til å overskride CGS for blokkene i seksjon 52. Disse blokker kan være fabrikkert til å utvise en 80/100 CGS-karakteristikk, som representert på figur 8 som skal diskuteres nedenfor, og en tørrtetthet i området fra 256-344 kg/m<3>.1 den illustrerte utførelse omfatter den første rekke av blokkene 54a av seksjon 54 bare et enkelt lag av den andre CGS. Etterfølgende rekker av seksjon 54 omfatter økende tykkelse av det andre CGS-materiale, til blokkene i seksjon 54 når den fulle høyde av stoppebedet forbi seksjon 52. Etterfølgende rekker av seksjon 54 øker så i tykkelse ved 7,5 cm inkrementer før de når en maksimum høyde i et bakre nivåområde omfattende rekker av samme tykkelse fortsettende til den endelige rekke 54n. Rekker av økende høyde, så som rekken 54n, kan være utformet i to eller tre overliggende blokker av redusert tykkelse eller rekker av enkelte relativt tykke blokker, avhengig av fabrikasjon, håndtering og leveringsforhold.

Figur 7 illustrerer CGS-karakteristikkene for en cellebetongprøve som er repre-sentativ for blokker fra seksjon 52 på figur 1, som bestemt ved test. På figur 7, representerer den nedre skala prosent av testsondeinntrengning uttrykt i tideler av prøvens høyde eller tykkelse. Den vertikale skala representerer testsondens kompresjonskraft uttrykt i pund pr. kvadrattomme. Testdataene av størst interesse er typisk i området av inntrengning fra 10 til 60% av prøvens tykkelse. Data utenfor dette område kan være mindre pålitelig, hvor effektene av oppbygd knust materiale oppstår forbi omkring 70 % inntrengning.

Som illustrert på figur 7 viser feilestyrken av cellebetong en gradient med motstand mot kompresjon økende med inntrengningsdybden. For en spesiell design av et stoppebed som illustrert på figur 1, representerer linjen gjennom punktene A og B på figur 7 en generalisert 60/80 CGS, det vil si en CGSkarakterisert veden kompresjonsstyrke som endres fra omkring 4,2-5,6 kg/cm<2>over et område fra 10 til 66% inntrengningsområde. Gjennomsnittet over dette område er således nominelt lik 4,9 kg/cm<2>ved midtpunktet C. På figur 7, representerer linjen som forbinder punktene A og B en typisk generalisert kompre-sjonsstyrkegradientlinje for blokker av seksjon 52 på figur 1. Linjene D og E representerer kvalitetskontrollgrenser, og linjen F representerer virkelige testdata som registrert for en spesifikk testprøve av cellebetong. I dette eksempel, hvor en testprøve for hvilken testdata over 10 til 60 % inntrengningsområde forblir innenfor kvalitetskontrollgrenselinjene D og E, representerer en stopperblokk fabrikkert innenfor akseptable toleranser. Figur 8 er en liknende illustrasjon av CGS-karakteristikker for en testprøve av en blokk egnet for bruk i seksjon 54 på figur 1, som har en 80/100 CGS som er nominelt lik 6,3 kg/cm<2>i gjennomsnitt over en valgt inntrengningsdybde (for eksempel et 10-66 % inntrengningsområde). For de nåværende formål, er "nominell" definert som å henvise til en verdi eller et forhold som ligger innenfor pluss eller minus 15 prosent av en nevnt verdi eller forhold.

Som vist, omfatter systemet på figur 1 videre en skrå inngangsrampe 56 plassert tvers over kjøretøyinngangens forside på den første laterale rekke 52a. Rampen, som kan være utformet av asfaltblanding eller annet permanent type materiale, skrår opp til en høyde nær blokkene i rekken 52a, som typisk er større enn den komprimerte høyde av blokkene i rekkene 52a. I en spesiell utførelse, ble en rampehøyde på omkring 7,5 cm brukt nær 20 cm blokker som hadde en beregnet minimum komprimert høyde på 4,5 cm. Rampen 56 er således effektiv til gradvis å heve et fly over det generelle rullebanenivå, slik at flyet kan entre stoppebedet på en relativt myk basis når hjulene forlater rampen 56 og begynner å komprimere blokkene i rekken 52a.

Også inkludert i systemet på figur 1 er det et hardbeleggslag 62 i form av et forholdsvis tynt beskyttende lag av cellebetongmateriale, som ligger over blokkene i både seksjon 52 og seksjon 54 (representert ved den øvre grenselinje av bedet på figur IB). På figur IA er hardbeleggslaget representert som gjennomsiktig for å vise underliggende detaljer, selv om hardbeleggslaget typisk ikke vil være gjennomsiktig. I en foretrukken ut-førelse, består hardbeleggslaget 62 av et forholdsvis tynt lag av cellebetong med en styrke til å understøtte en fotgjenger (det vil si tilstrekkelig til å understøtte en vedlikeholdsperson som går på stoppebedet) og kan være dekket av værbestandig maling eller liknende belegg. Laget 62 er påført over stoppebedet etter at blokkene i seksjonene 52 og 54 er plassert og passende festet på støtteoverflaten 50. Hardbelegget 26 kan typisk være utformet av cellebetong med tørrtetthet på 352-416 kg/m<3>, og en gjennomsnittlig tykkelse på omkring 2,5 cm. I et stoppebed som kan omfatte blokker i tykkelsesområdet fra 20 til 50 cm eller mer, vil ikke tykkelsen av hardbeleggslaget 62 typisk overskride 10% av den gjennomsnittlige tykkelse eller høyde av blokkene, og kan være nærmere 5 %. Siden det tynne hardbeleggslag har forholdsvis liten virkning på et flys deselerasjon, trenger ikke testprøver å bli utsatt for testing som beskrevet ovenfor.

Som illustrert er stoppebedsystemet også forbundet med en avfallsskjerm 58 og tjenestekjøretøy-inngangsramper 60. Skjermen 58 kan være utformet av forholdsvis lettvekt aluminiumsplate som er tilstrekkelig til å avlede partikler som blåses av jeteksos og så videre, men skjøre nok til å gi etter for dekkene på et fly. Rampene 60 er proporsjonert og konstruert for å gjøre det mulig for flyplassens brann- og redningskjøretøyer å kjøre opp på stoppebedet for å gi assistanse til passasjerer av et fly som er stoppet innenfor grensene av stoppebedet. Rampene 60 kan være konstruert i trinnform, og langstrakte blokker av cellebetong av passende styrke eller annet passende materiale. Som vist, er rampen 60 konstruert av blokker med firkantede tverrsnittsdimensjoner som er i stand til å ta vare på brann- eller redningskjøretøyer som kjører på bedet.

I en typisk stoppebedinstallasjon, passende for å stoppe bevegelsen av forskjellige luftfartøyer, kan blokkene i seksjon 52 typisk ha tykkelser som varierer i 20 ml inkrementer fra 22,5 til 60 cm, en tørrtetthet på omkring 272 kg/m , og gi en 60/80 CGS som beskrevet ovenfor. Blokkene i seksjon 54 kan tilsvarende ha tykkelser som varierer i 7,5 cm inkrementer fra 60 cm til 75 cm, en tørrtetthet på omkring 304 kg/m<3>, og gi en 80/100 CGS. I fabrikasjon av blokkene, kan blokkene i seksjon 52 være formulert av cellebetong som har en våt densitet mot den nedre del av et område på omkring 224 til 368 kg/m<3>, mens blokkene i seksjon 58 er fabrikkert av cellebetong som har en våt densitet mot den øvre del av et slikt område. Komposittblokkene i seksjon 52/54 ville tilsvarende bestå delvis av 60/80 CGS-materiale og delvis av 80/100 CGS-materiale. Totalt kan seksjonene 52 og 54 ha en total lengde på 120 m, en bredde på 45 m, og fremre og bakre endetykkelser på 22,5 og 75 cm. Man vil forstå, at for hvilken som helst spesiell implementering av oppfinnelsen, vil den oppnådde ytelse være avhengig av karakteirstikkene til de materialer og stoppesystemdesign som spesifisert og fabrikkert for å møte identifiserte stedvis spesifikke ytelsesmål. Parametere angående materialer eller systemer for hvilken som helst spesifikk implementering er utenfor omfanget av de foreliggende mål, og spesifikke verdier er diskutert bare som generelle eksempler på mulige parameterstørrelser.

Som beskrevet, kan de to hovedseksjoner 52 og 54 konstrueres ved tilstøtende sammenmontering av preformede blokker som så blir festet på støtteoverflaten. Alternativt kan andre former av konstruksjon benyttes i henhold til oppfinnelsen. For eksempel, med passende prosess-styring, kan et stoppebed i likhet med det illustrerte støpes og herdes på plass på en enhetlig eller seksjonert basis. En annen form for konstruksjon er illustrert på figur 2 (omfattende figur 2A og 2B).

Det henvises nå til figur 2A og 2B, som viser en del av et kjøretøy-stoppebedsystem ifølge oppfinnelsen, som omfatter et bed 90 utformet av et aggregat omfattende stykker av cellebetong. For nåværende formål, og i samsvar med leksikon-definisjoner, er "aggregat" definert som en masse eller volum av materialer utformet av homogene eller ikke-homogene enheter, stykker eller fragmenter av de samme eller forskjellige størrelser og av regulære eller irregulære former. I samsvar med oppfinnelsen, kan et aggregat som brukt i bedet 90 bestå i sin helhet av stykker av cellebetong, typisk med dimensjoner som er mindre enn en fjerdedel av den gjennomsnittlige bedtykkelse, eller kan omfatte stykker av cellebetong med andre materialer blandet inn. Slike andre materialer kan omfatte stykker av fenolskum eller andre sammenpressbare materialer, hule glasskuler, hule keramikk-kuler eller andre knusbare enheter av valgt materiale og form. Som vist har bedet 90 lengde, bredde og tykkelse, og er utformet til å deselerere et kjøretøy, så som et fly, som entrer bedet fra venstre. Mer spesielt, som representert på figur 2B, er aggregatet av bedet 90 anordnet til å øke i tykkelse fra venstre til høyre, slik at noen deler har en annen tykkelse enn andre deler. I tillegg, ved 90a er det indikert en skrå del av aggregat som kan ha høyere sammenpressbarhet enn den delvis overliggende aggregatdel til venstre på figur 2B. Bedet kan således omfatte deler som har forskjellige sammenpressbarhet, slik at kjøretøyets drag eller deselerasjon øker etter hvert som kjøretøyet beveger seg gjennom bedet.

Stoppebedsystemet på figur 2A og 2B omfatter kantdeler 92 og 94 langs omkretsen av bedet 90 for å hindre at aggregatet sprer seg utover den ønskede lengde og bredde av bedet. Som illustrert, er kantdelene blokker av cellebetong i likhet med de som er beskrevet ovenfor, og hver har en passende CGS. På figur 2A, omfatter hver kantdel 92 og 94 en rekke blokker og det komplette bedsystem vil ha en passende total lengde ved ytterligere rekker av blokker på tvers av den høyre ende av bedet. Stoppebedsystemet, som illustrert, omfatter også et stabiliserende lag, representert ved linjen 96 på figur 2B, som ligger over bedet 90 for å begrense bevegelsen av aggregatet inne i bedet. Stabiliserende lag 96 kan typisk være et forholdsvis tynt hardbeleggslag av cellebetong som beskrevet ovenfor. På figur 2A er det stabiliserende lag representert som gjennomsiktig for å vise underliggende detaljer.

Figur 4, 5 og 6 illustrerer spesielle utførelser av cellebetongblokker som kan brukes i stoppebedsystemer ifølge oppfinnelsen. Blokkene på figur 4 er en komposittblokk som omfatter en øvre del 100 av cellebetong med en ønsket CGS og et tynt nedre lag 102 av sterkere cellebetong eller annet materiale for å gi ytterligere styrke, spesielt under transport og installasjon av blokkene. Figur 5 viser en blokk av cellebetong 104 som omfatter innenfor sin nedre del forsterkningsdeler, illustrert som giftere av passende fibrer, metall eller annet materiale. Figur 6 illustrerer en blokk 108 av cellebetong inneholdende knusbare stykker eller former av annet materiale. Som representert i noe idealisert form, kan slike materiale omfatte en eller flere regulære eller irregulære stykker av sammenpressbart materiale, glass eller keramikk-kuler; hule enheter av et valgt materiale og form; eller andre passende stykker. Slike enheter eller materialer vil typisk være plassert nær bunnen eller fordelt gjennom blokkene, og ha liten effekt for å deselerere et kjøretøy, eller kan tas i beregningen ved bestemmelse av CGS, eller begge.

Typen av et cellebetongstoppebedsystem er slik at konstruksjonen i seg selv vil være forholdsvis tidkrevende og kostbar. Derfor er det viktig at fremgangsmåten og informasjonen som brukes til å designe systemet er pålitelig nok til å korreleres med å forutsi ytelse under virkelige bruksforhold. Bruken av et datamaskin-moduleringsprogram, data oppnådd fra passende testmetodologi eller begge, kan gi den nødvendige korrelasjon mellom forutsigelse og testresultater.

I alminnelighet, for å være effektiv, må et datamaskinprogram være anordnet til å motta data om et flys vekt, tyngdepunkt, treghetsmoment, landingshjulenes konstruksjon og påkjenningskapasitet, og antatt hastighet ved inngangen til bedet. Den spesielle bed-geometri og materialstyrke i forhold til knusingen av stoppebedet når kjøretøyet beveger seg gjennom det er typisk også innganger til programmet. Programmet ville så bli utformet til å bruke informasjonen til å gi utgangsdata angående deselerering mot avstand og resulterende belastning på nesehjulet og hovedhjulene ved forskjellige hastigheter.

Den nødvendige materialstyrkeinformasjon for programmet kan frembringes på en av to måter. For det første kan virkelige testinformasjon som bruker testmetodologi for prøver av cellebetong, brukes i programmet. På denne måte mottar programmet materialkarakteristikkene for en valgt formulering av cellebetong som fast informasjon, og bestemmer resultatet basert på slik informasjon. Alternativt kan man anta at cellebetongen som skal brukes vil utvise en viss karakteristisk dragkraft. Designeren av stoppebedet kan så bruke den ovenfor beskrevne testmetodologi til å identifisere cellebetongformler, pro-sesseringsteknikker, og herdingsforhold som vil resultere i materialer som passer til kravene for konstruksjonen.

Som et alternativ til en omfattende datamaskin-moduleringsprogram kan stoppe-bedkonstruksjon være mer basert på proforma testing. Bedseksjoner kan konstrueres for testing ved bruk av cellebetong av en eller flere kompresjonsfeilestyrker. Luftfartøyer, instrumenterte hjulstrukturer eller andre komprimerende strukturer kan så kjøres inn i prøve-bedseksjonene, og resulterende bed-ytelser kan så bestemmes og benyttes i konstruksjon av et komplett stoppebed. Mange andre alternativer og variasjoner vil være klare for fagfolk som har forståelse av oppfinnelsen. For eksempel kan bed eller seksjoner av dette være av jevne eller varierende tykkelser, kan ha gradvise eller trinnede tykkelsesvariasjoner, kan ha jevn eller multippel CGS, kan være av enhetlige eller stablede blokker eller aggregat, og kan ha en valgt bredde og total lengde som passer for en spesiell anvendelse for bruk av spesielle fly eller andre kjøretøyer.

Claims (24)

1 Bremseunderlagssystem for retardasjon av et kjøretøy, som omfatter et bremseunderlag av cellebetong på et bestemt område, dvs. i lengde og bredde, samt også tykkelse, karakterisert vedat bremseunderlaget minsker farten på kjøretøyet som ankommer området, idet bremseunderlaget på oversiden er utstyrt med et hardbelegglag (62) av cellebetong som ikke overskrider ti prosent av den gjennomsnittlige tykkelsen på bremseunderlaget, samt med en styrke som bærer en fotgjenger, men som bryter sammen av kjøretøyet.

2 Bremseunderlagssystem for kjøretøy ifølge krav 1, karakterisert vedat underlaget er formet av cellebetong med en komprimeringsevne som er forskjellig ved forskjellige punkter langsetter bremseunderlaget.

3 Bremseunderlagssystem ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat underlaget omfatter laterale rekker av blokker av cellebetong.

4 Bremseunderlagssystem ifølge krav 3, karakterisert vedat bremseunderlaget er sammensatt av preformede blokker (52a) med samme lengde og samme bredde, og omfatter blokker av forskjellige tykkelser (52a, 52b).

5 Bremseunderlagssystem ifølge krav 1, karakterisert vedat bremseunderlaget omfatter et aggregat (90) omfattende stykker av cellebetong og at bremseunderlagssystemet i tillegg omfatter kantelementer (94) anordnet for å hindre aggregatet i å spre seg utenfor lengden og bredden.

6 Bremseunderlagssystem for kjøretøy ifølge krav 5, karakterisert vedat aggregatet omfatter stykker med dimensjoner som ikke overskrider 10 % av den gjennomsnittlige bremseunderlag og at cellebetongstykkene karakteriseres ved en av enten irregulær størrelse og form eller samme størrelse og form.

7 Bremseunderlagssystem ifølge krav 5 eller 6, karakterisert vedat kantelementene (94) er formet av blokker av cellebetong plassert langs perimeteren av bremseunderlaget.

8 Bremseunderlagssystem ifølge krav 5,6 eller 7, karakterisert vedat bremseunderlaget omfatter cellebetongdeler med en komprimeringsevne som er forskjellig ved forskjellige punkter langsetter bremseunderlaget (90, 90a).

9 Bremseunderlagssystem ifølge krav 3 eller 4, karakterisert vedat hver blokk har en bestemt sammentrykkende stigningsstyrke over en dybde av penetreringen for å tilveiebringe gradvis deselerering av et kjøretøy.

10 Bremseunderlagssystem ifølge krav 9, karakterisert vedat bremseunderlaget omfatter en første synlig rekke av blokker med en tørrtetthet som nominelt er lik 270 kg/m<3>, og en andre sideveis liggende rekke av blokker med en tørrtetthet som nominelt er lik 300 kg/m<3>.

11 Bremseunderlagssystem ifølge krav 10, karakterisert vedat blokkene av den andre, sideliggende rekke (54g) har en større tykkelse enn blokkene i den første sideliggende rekke (52a).

12 Bremseunderlagssystem ifølge krav 10 eller 11, karakterisert vedat blokkene av den første sideliggende rekke (52a) har en sammentrykkende gradient styrke på 60/80 nominelt lik 480 kPa (70 psi) og blokker av den andre sideliggende rekke (54g) har en sammentrykkende gradient stigning på 80/20 nominelt lik 620 kPa (90 psi) gjennomsnittlig over en dybde av penetreringen innenfor de respektive blokker.

13 Bremseunderlagssystem ifølge krav 9,10 eller 11, karakterisert vedat bremseunderlaget omfatter blokker med en komprimert stigningsstyrke på 60/80, nominelt lik 480 kPa (70 psi), gjennomsnittlig over en dybde av penetreringen av blokkene.

14 Bremseunderlagssystem ifølge krav 9, 11,12 eller 13, karakterisert vedat bremseunderlaget omfatter blokker med en tørrtetthet i området 190-350kgni3 (12 til22 pcf).

15 Bremseunderlagssystem ifølge kravene 9,10,11,12, 13 eller 14, karakterisert vedat bremseunderlaget omfatter blokker formet av cellebetong med en våt-tetthet i størrelsesorden 220-370 kgm"<3>(14 til 23 pcf) herdet i former med bestemt størrelse.

16 Bremseunderlagssystem ifølge krav 9, 10,11,12,13, 14, eller 15, karakterisert vedat bremseunderlaget omfatter blokker av cellebetong (108) med innbakte komprimerbare deler av et annet metall enn cellebetong (110).

17 Bremseunderlagssystem ifølge kravene 9,10,11,12,13,14,15 eller 16,karakterisert vedat bremseunderlaget omfatter blokker av cellebetong (100) som omfatter et nedre lag av et sterkere materiale (102).

18 Bremseunderlagssystem ifølge kravene 9,10,11,12,13,14,15,16 eller 17,karakterisert vedat bremseunderlaget omfatter blokker av cellebetong (104) med forsterkningselementer innbakt (106).

19 Bremseunderlagssystem for retardasjon av et kjøretøy, som omfatter et bremseunderlag av cellebetong med flere rekker av blokker med cellebetong med ulik tørrtetthet og ulik høyde, karakterisert veden første sideliggende rekke av blokker (52a) med en første tørrtetthet i området 190-350 kgm"<3>(12 til 22 pcf) og en første høyde; en andre sideliggende rekke av blokker (52b) med en tørrtetthet nominelt lik den første tørrtetthet og med en høyde som er trinnvis høyere enn den første høyde; idet bremseunderlaget på oversiden er utstyrt med et hardbelegglag (62) av cellebetong med en tørrtetthet som er større enn den første tørr-tetthet og en tykkelse som ikke overskrider ti prosent av den gjennomsnittlige høyde av blokkene.

20 Bremseunderlagssystem ifølge krav 19, karakterisert vedat blokkene av første og andre rekke har en komprimert stigningsstyrke på 60/80, nominelt lik 480 kPa (70 psi), gjennomsnittlig over en dybde av penetreringen av blokkene.

21 Bremseunderlagssystem ifølge krav 19, karakterisert ved: første og andre sideliggende rekker av blokker av cellebetong med en første tørrtetthet i området 190-350 kgm"<3>(12 til 22 pcf), idet blokker (52b) av den andre rekke har en høyde som er trinnvis høyere enn høyden av blokkene (52a) av den første rekke og blokkene av første og andre rekke har en første komprimert stigningsstyrke for å tilveiebringe deselerasjon, idet en tredje og fjerde sideliggende rekker av blokker av cellebetong har en andre tørrtetthet som er større enn den første tørrtetthet, idet blokkene (54h) av den fjerde rekke har en høyde som er trinnvis høyere enn høyden av blokkene (54g) av den tredje rekke og blokkene av tredje og fjerde rekke har en andre komprimert stigningsstyrke som er større enn den første komprimerte stigningsstyrke for å gi større deselerasjon for kjøretøy, og hardbelegglag (62) som ligger over blokker av første, andre, tredje og fjerde rekke og som omfatter cellebetong med en tørrtetthet som er større enn første og andre tørrtetthet og en tykkelse som ikke overskrider ti prosent av den gjennomsnittlige høyden av blokkene.

22 Bremseunderlagssystem ifølge krav 21, karakterisert vedat blokkene av første og andre rekke har en komprimert stigningsstyrke på 60/80, nominelt lik 480 kPa (70 psi) og blokker av tredje og fjerde rekke har en komprimert stigningsstyrke på 80/100, nominelt lik 620 kPa (90 psi), gjennomsnittlig over en dybde av penetreringen innenfor de respektive blokker.

23 Bremseunderlagssystem ifølge krav 21 eller 22, karakterisert vedat det i tillegg omfatter minst en sideliggende rekke av sammensatte blokker (52h/54d) anordnet delvis av cellebetong med nevnte komprimerte stigningsstyrke på 60/80 og delvis av cellebetong med en komprimert stigningsstyrke på 80/100.

24 Bremseunderlagssystem ifølge krav 21,22 eller 23, karakterisert vedat blokkene er formet av cellebetong med en våt tetthet i området 270-370 kgm"<3>(14-23 pcf), herdet i former av bestemt størrelse.