專利名稱：一種復合材料路面墊板及其拼裝技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種輕質高強的復合材料夾層結構路面墊板，可用于快速建設臨時道路或用于快速修補遭破壞的道路，屬于建材領域。
背景技術：
車輛通過沙灘、沼澤或淤泥等不良場地時，車輪容易下陷。而緊急情況下，如地震、洪水等災害發生時，現有路面工程遭到破壞，則需要緊急修補或建設行車道，將物資與人員快速運送轉移，而在緊急環境下，往往缺乏足夠的時間去修建標準的混凝土路面工程，尤其在我國東南沿海地區，地基軟弱，土質較差，以淤泥質土為主；同時，現行的路面工程遭受破壞時，需要緊急修補，雖然理論上采用常規的快速硬化水泥、地基改良等方式也可解決問題，但耗時長、且破壞場地土環境。另外在大型基坑工程中，運土車需要合適的墊板進出基坑，而現行的金屬墊板往往強度可以滿足要求，但剛度不夠，容易變形。這就提出了研究搶建搶修用輕質高強、耐腐蝕、可重復使用的路面墊板的任務，同時該路面墊板也可用于國防工程。
發明內容
本發明的目的則是針對上述現有技術的不足，提供一種新型的民用與國防急需的復合材料路面墊板。
本發明的目的可以通過以下措施來達到一種復合材料路面墊板，它包括芯材1，芯材1的兩側面設有纖維布層與樹脂固化而成的面板2，芯材1的上下表面開有網格狀的凹槽(4)，凹槽4的相交處沿芯材1的厚度方向上設有穿孔5，穿孔5中填充有樹脂柱6或填充有纖維與樹脂固化而成的復合材料柱7，其特征是所述墊板的靠外側邊緣處開有鉆孔12，相鄰墊板間通過用鐵鏈13穿過鉆孔12相連接，或是將上述墊板的兩側邊設成陰陽連接邊，使墊板整體呈“Z”型，陰陽連接邊上設有螺孔14，兩相鄰墊板的陰陽連接邊相對連接，采用螺栓15穿過螺孔14將相鄰的墊板固定。所述的鉆孔12布置在墊板的兩對邊邊緣，其直徑、個數與排列方式任意。所述的螺孔14的個數與排列位置任意，螺栓15形式任意。所述的陰陽連接邊為臺階式的連接邊，兩相鄰的墊板的連接邊連接后的連接邊處厚度與墊板的厚度相同。
所述的芯材1還可以替換為采用下述結構的芯材1沿芯材1厚度方向剖開，在剖開空隙位置中填充樹脂后形成樹脂腹板8或者在其中填充纖維布，纖維布與樹脂形成復合材料腹板9。
所述的相鄰墊板之間也可通過帆布10連接，帆布10通過鉚釘11釘在墊板上，鉚釘11布置在墊板的相對邊邊緣，個數與排列方式任意。
所述的面板2的上側面設有防滑涂層3。
所述的芯材1的材質為Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫或碳泡沫。
所述的面板2采用的纖維布層包括單軸向、雙軸向或多軸向的碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維或雜交纖維布，面板2采用的樹脂包括不飽和聚酯、乙烯基樹脂、環氧樹脂或酚醛樹脂，其中優選芯材1的材質為聚氯乙烯泡沫。
上述的墊板間的拼裝方式為當墊板的側邊采用陰陽連接邊結構時，將各塊墊板的陰陽連接邊逐個對接，并用螺栓15穿過設在陰陽連接邊上的螺孔14將相鄰的兩塊墊板連接固定，多塊墊板連接后即形成供使用的復合材料路面；當墊板的側邊上設鉆孔12時，通過鐵鏈13穿過鉆孔12將相鄰兩塊墊板連接固定，多塊墊板連接展開后即形成供使用的復合材料路面；上述的復合材料材料路面墊板可以采用手糊工藝、真空袋成型工藝、真空導入成型工藝或RTM成型工藝制備。
本發明具有如下優點本發明復合材料路面墊板與其他產品相比，其最大的特點是重量輕，強度高，剛度大、防潮、耐腐蝕、抗剝離、拼裝簡便迅速、可重復使用，可用于國防和民用工程中緊急道路的修建與修補。同時該復合材料路面墊板可工業化生產，可按行車要求和場地土條件生產不同規格(長度、寬度和厚度可變)的路面板。
圖1為復合材料路面墊板結構示意圖之一。
圖2為復合材料路面墊板結構示意圖之二。
圖3為復合材料路面墊板結構示意圖之三。
圖4為復合材料路面墊板采用帆布連接時的拼裝結構示意圖。
圖5為復合材料路面墊板采用鐵鏈拼裝結構示意圖。
圖6為復合材料路面墊板采用陰陽邊對接拼裝后的結構示意圖。
附圖中1為芯材，包括輕木(Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板等)或泡沫(聚氨酯、聚氯乙烯、碳泡沫等)；2為面板，由纖維布層與樹脂固化而成；3為防滑涂層；4為凹槽，包括尖形、矩形、開口三角形等；5為穿孔；6為樹脂柱；7為復合材料柱；8為樹脂腹板；9為復合材料腹板；10為帆布；11為鉚釘；12為鉆孔；13為鐵鏈；14為螺孔；15為螺栓。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步地說明如圖所示，本發明包括輕木或泡沫材質的芯材1，在芯材1的兩側面鋪設有纖維布層與樹脂固化而成的面板2，在面板2的上表面可敷設防滑涂層3。所述纖維布層的鋪設方向與層數可根據需要靈活調整，且芯材兩側面板的厚度可一致也可不一致。針對芯材1，可采取一些創新構型方式，增強芯材1的抗壓、抗剪與抗剝離性能，如芯材1的表面可開有網格狀的凹槽4，也可同時沿芯材1的厚度方向上設有穿孔5，填充樹脂形成樹脂柱6或采用纖維縫紉并與樹脂固化形成復合材料柱7；也可沿芯材1的厚度方向剖開，填充樹脂形成樹脂腹板8或填充纖維布，并與樹脂固化形成復合材料腹板9。
在復合材料路面墊板的拼裝技術方面，可采用帆布10將相鄰墊板相連，事先采用鉚釘11將帆布10釘在墊板上，緊急情況發生時，直接將墊板展開即可形成道路(參見圖4)；也可在墊板的兩側邊緣預先留有鉆孔12，相鄰墊板間用鐵鏈13穿過鉆孔12相連(參見圖5)；也可使墊板整體呈“Z”型，兩側設有陰陽連接邊，陰陽連接邊上設有螺孔14，可將相鄰墊板的陰陽連接邊相對，并用螺栓15穿過螺孔14將兩塊墊板擰緊固定(參見圖6)。
本發明的具體實施方式
如下實施例1本發明的復合材料路面墊板，它包括泡桐木材質的芯材1，在芯材1的兩側面均鋪設有面板2，面板2由兩層雙軸向玻璃纖維布與酚醛樹脂固化而成，通過手糊工藝制備，面板2上表面涂有金剛砂與樹脂混合的防滑涂層3。采用帆布10將相鄰墊板相連，事先采用鉚釘11將帆布10釘在墊板上，緊急情況發生時，直接將墊板展開即可形成道路。
實施例2本發明的復合材料路面墊板，它包括聚氯乙烯泡沫材質的芯材1，在芯材1的上下表面開有正交布置的尖形凹槽4，并同時在凹槽4的相交處沿芯材1的厚度方向上設有圓形的穿孔5，灌注樹脂后形成樹脂柱6，在芯材1的兩側面均鋪設有面板2，面板2由四層四軸向玻璃纖維布與環氧樹脂固化而成，通過真空導入成型工藝制備。在墊板的兩側邊緣預先留有鉆孔12，相鄰墊板間用鐵鏈13穿過鉆孔12相連。
實施例3本發明的復合材料路面墊板，它包括聚氨酯泡沫材質的芯材1，沿芯材1的厚度方向上剖開，剖開位置為雙向正交、豎直布置，并在剖開位置填充玻璃纖維布，填滿乙烯基樹脂后形成復合材料腹板9，在芯材1的兩側面均鋪設有面板2，上表面鋪設有三層四軸向玻璃纖維布層，下表面鋪設有五層四軸向玻璃/碳雜交纖維布層，墊板兩側設有陰陽連接邊，連接邊上設有螺孔14，可將相鄰墊板的陰陽連接邊相對，并采用螺栓15穿過螺孔14擰緊。
上述復合材料路面墊板的制備方法多樣，可以采用手糊工藝、真空袋成型工藝、真空導入成型工藝或RTM成型工藝制備，以真空導入成型工藝和RTM成型工藝為例a.在輕木(包括Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板等)和泡沫(包括聚氨酯、聚氯乙烯、碳泡沫等)芯材1的上下表面開正交布置的凹槽4(槽的形狀可包括尖形、矩形、開口三角形等)；b.沿開完槽的芯材1的厚度方向穿孔，穿孔5布置在凹槽4的相交處，孔一般為圓形，也可為橢圓形、方形、菱形等其它形狀；c.其中b步驟也可在泡沫(包括聚氨酯、聚氯乙烯、碳泡沫等)和輕木(包括Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板等)芯材1的厚度方向上剖開，在芯材1平面方向上，可單向也可雙向或多向剖開，剖開的位置、尺寸與數量可根據受力需要任意布置，在芯材1厚度方向上，剖開的形狀可豎直或傾斜；d.處理完畢的芯材1可根據行車要求與場地土條件加工成一定尺寸；e.將一層或多層纖維布(包括單軸向、雙軸向或多軸向的碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維以及雜交纖維布等)鋪設于芯材1的上下表面，并整體置于真空袋或模具中；f.通過真空導入成型工藝或RTM成型工藝將樹脂(包括不飽和聚酯、乙烯基樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂等)灌入到真空袋或模具中；g.根據需要，可在常溫常壓或高溫高壓等特殊情況下將樹脂固化，待樹脂固化成型后，取出構件；h.在墊板的上表面涂上防滑涂層3，防滑涂層3為砂子與樹脂的混合料；i.在墊板的兩側陰陽連接邊鉆上螺孔14，相鄰墊板采用螺栓15相連。
此時，即可獲得可快速拼裝的復合材料路面墊板。其中面板2的種類與層數，芯材1的種類與厚度，樹脂的種類，凹槽4的形狀與尺寸，穿孔5的布置與孔徑，樹脂腹板8的布置與尺寸，防滑涂層3的砂子種類，螺孔14、螺栓15的個數與種類均可根據需要靈活調整。
權利要求
1.一種復合材料路面墊板，它包括芯材(1)，芯材(1)的兩側面設有纖維布層與樹脂固化而成的面板(2)，芯材(1)的上下表面開有網格狀的凹槽(4)，凹槽(4)的相交處沿芯材(1)的厚度方向上設有穿孔(5)，穿孔(5)中填充有樹脂柱(6)或填充有纖維與樹脂固化而成的復合材料柱(7)，其特征是所述墊板的靠外側邊緣處開有鉆孔(12)，相鄰墊板間通過用鐵鏈(13)穿過鉆孔(12)相連接，或是將上述墊板的兩側邊設成陰陽連接邊，使墊板整體呈“Z”型，陰陽連接邊上設有螺孔(14)，兩相鄰墊板的陰陽連接邊相對連接，采用螺栓(15)穿過螺孔(14)將相鄰的墊板固定。
2.如權利要求1所述的復合材料路面墊板，其特征是所述的芯材(1)替換為采用下述結構的芯材(1)沿芯材(1)厚度方向剖開，在剖開空隙位置中填充樹脂后形成樹脂腹板(8)或者在其中填充纖維布，纖維布與樹脂形成復合材料腹板(9)。
3.如權利要求1所述的復合材料路面墊板，其特征在于所述的相鄰墊板之間通過帆布(10)連接，帆布(10)通過鉚釘(11)釘在墊板上。
4.根據權利要求1或2所述的復合材料路面墊板，其特征是所述的面板(2)的上側面設有防滑涂層(3)。
5.根據權利要求1或2所述的復合材料路面墊板，其特征是所述的芯材(1)的材質為Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫或碳泡沫。
6.根據權利要求1或2所述的復合材料路面墊板，其特征是所述的面板(2)采用的纖維布層包括單軸向、雙軸向或多軸向的碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維或雜交纖維布，面板(2)采用的樹脂包括不飽和聚酯、乙烯基樹脂、環氧樹脂或酚醛樹脂。
7.根據權利要求1、2或3所述的復合材料路面墊板，其特征是所述的墊板的拼裝方式為當墊板的側邊采用陰陽連接邊結構時，將各塊墊板的陰陽連接邊逐個對接，并用螺栓(15)穿過設在陰陽連接邊上的螺孔(14)將相鄰的兩塊墊板連接固定，多塊墊板連接后即形成供使用的復合材料路面；當墊板的側邊上設鉆孔(12)時，通過鐵鏈(13)穿過鉆孔(12)將相鄰兩塊墊板連接固定，多塊墊板連接展開后即形成供使用的復合材料路面；當相鄰墊板之間采用的是帆布連接時，使用時將墊板展開即可形成復合材料路面。
全文摘要
本發明涉及一種復合材料路面墊板，它包括芯材(1)，在芯材(1)的兩側面設有纖維布層與樹脂固化而成的面板(2)，面板(2)的上表面上設有防滑涂層(3)，其特征是墊板的連接邊結構可采用陰陽連接邊、鐵鏈或帆布等多種方式。本發明可用于民用和國防工程緊急道路的修建與修補，其特點是重量輕、強度高、剛度大、耐腐蝕、抗剝離，拼裝簡便迅速，可重復使用，不破壞場地環境，可工業化生產。由于本發明由輕木或泡沫芯材和樹脂基纖維面板組成，并在芯材上形成樹脂(復合材料)柱或樹脂(復合材料)腹板等創新構型，提高了芯材的抗壓和抗剪能力，同時相鄰墊板采用帆布、鐵鏈或陰陽對接邊相連，可快速拼裝形成可供通車的道路。
文檔編號E01C9/08GK101078193SQ20071002446
公開日2007年11月28日 申請日期2007年6月18日 優先權日2007年6月18日
發明者劉偉慶, 方海, 萬里 申請人:南京工業大學