移动式软体防淤陷应急非金属路面.pdf

本实用新型涉及一种移动式软体防淤陷应急非金属路面，是一种界于平面织物和三维织物之间的中空编织物，中空编织物采用多层经纱和纬纱弯交浅联结构，中空编织物内部嵌有若干纬向的非金属加强筋；经纱和纬纱为非金属纤维丝，非金属纤维丝的中间为空心结构，外表面分布有若干凹槽，凹槽与空心相连通。具备以下特点：自重小，运输使用方便、快捷，可机械和人工作业，作业速度快，所需人员少，劳动强度低；性能稳定、可靠，使用寿命长，适用范围广，能有效克服黄河岸浅滩，亦能有效地克服其它江河湖海岸浅滩等松软、泥泞地所有材料立足于国内生产加工，市场来源广泛。

权利要求书
1.  一种移动式软体防淤陷应急非金属路面，是一种界于平面织物和三维织物之间的中空编织物，中空编织物采用多层经纱和纬纱弯交浅联结构，其特征在于：中空编织物内部嵌有若干纬向的非金属加强筋；经纱和纬纱为非金属纤维丝，非金属纤维丝的中间为空心结构，外表面分布有若干凹槽，凹槽与空心相连通。

2.  根据权利要求1所述的移动式软体防淤陷应急非金属路面，其特征在于：所述的非金属纤维丝为聚对苯撑苯并双鎓唑纤维。

说明书移动式软体防淤陷应急非金属路面
(一)所属技术领域
本实用新型涉及一种移动式软体防淤陷应急非金属路面。
(二)背景技术
移动式软体路面能够克服黄河中下游等江河湖海岸浅滩及松软、淤泥障碍，快速开辟通路，保障人员、武器技术装备机动。既可作为道路保障器材，军用桥梁(合浮桥)进出路保障器材，也可作为机场飞机抢修等保障装备。在渡海登岛作战中，可用于克服海岸浅滩，保障我岸重装备装载，和抵岸后装备御载。也可以用于抗洪抢险等应急情况下道路工程保障。
但现有的移动式软体路面，国内外现有路面器材结构以较接金属板为主，仅法国某路面应用了膜结构形式，但只是一种新型三维织物，一是缺少必要的刚度；二是不具备渗滤功能，需要配合土工布使用。国内少量引进了该路面，试验、使用结果证明，路面性能不能满足克服岸浅滩的技术要求。
(三)发明内容
本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种移动式软体防淤陷应急非金属路面，即能够防止地基沉陷，又具有透水渗滤功能；具有轻质高强，抗老化，耐疲劳，耐腐蚀，耐磨损，耐切割，不易粘附，易维护保养等特点。
本实用新型是通过以下措施来实现的：
本实用新型的移动式软体防淤陷应急非金属路面，是一种界于平面织物和三维织物之间的中空编织物，中空编织物采用多层经纱和纬纱弯交浅联结构，其特别之处在于：中空编织物内部嵌有若干纬向的非金属加强筋；经纱和纬纱为非金属纤维丝，非金属纤维丝的中间为空心结构，外表面分布有若干凹槽，凹槽与空心相连通。
本实用新型的移动式软体防淤陷应急非金属路面，是由特种中空编织物和非金属加强筋的内嵌式复合结构，可利用现有路面器材的作业结构或人工进行铺设、撤收，单车铺设长度不小于76纵长米。路面具备控制地基沉陷和透水渗滤的完备功能，对液化翻浆后的滩基有非常好的适用性。
本实用新型的软体应急浅滩路面立足于国内外工程技术装备领域的发展前沿，充分运用了相关技术领域的研究成果，具有多方面的理论和技术创新：
1)新型的路面结构
路面采用加筋膜特种结构，兼具控制地基沉陷的结构力学性能，和透水渗滤功能；对黄河岸浅滩的针对性和实用性突出，结构科学合理。
2)新材料的成功运用
路面结构全部采用非金属新材料，材料的优异性能带来结构功能的提高。路面具有轻质高强，抗老化，耐疲劳，耐腐蚀，耐磨损，耐切割，不易粘附，易维护保养等特点。
路面非金属加强筋属于一种新型结构材料，具有传统金属结构材料不具备的理化性能特点，具有抗剪强度高，不易变形，抗老化性能好的优点。
织物纤维是碳纤维、芳纶纤维之后的第三代软纤维-聚对苯撑苯并双鎓唑(PBO)纤维，PBO纤维是一种高强度、高模量、高热稳定性、高耐化学腐蚀的新型纤维。其拉伸强度为5.8GPa，拉伸模量为180GPa，在性能上，PBO纤维的强度及弹性模量约为对位芳纶的2倍，超过了钢材，性能非常适合路面使用。具有耐切割、耐磨损的性能优良，使得路面具有了抗局部损伤破坏的能力，履带荷载可以直接通行。
织物纤维具有中空结构，外表面密布有凹槽，凹槽与中空结构相连通。这样可以使用纤维路面具有超强的透水渗滤功能，减少纤维路面吸水，减轻路面负担。
3)独特的织物构造和新工艺
本实用新型开发的特种构造中空编织物，纬向有等间距孔径，能整体性配置非金属加强筋，具有稳定的土工参数和力学性能。织物构造界于平面织物和三维织物之间。
4)路面保障液化滩基通载的先进技术性能
黄河等江河湖海岸浅滩特殊的自然条件，受装备动荷载作用，滩基土壤液化翻浆很难避免，液化后的滩基土壤喷水冒沙，沉陷加剧，承载力明显降低。
本实用新型的纤维路面具备以下特点：自重小，运输使用方便、快捷，可机械和人工作业，作业速度快，所需人员少，劳动强度低；性能稳定、可靠，使用寿命长，适用范围广，能有效克服黄河岸浅滩，亦能有效地克服其它江河湖海岸浅滩等松软、泥泞地所有材料立足于国内生产加工，市场来源广泛。
(四)附图说明
图1为本实用新型的中空编织物横截面的结构示意图
图2为本实用新型的中空编织物的加工设备结构示意图
图3为本实用新型的非金属纤维丝外表面结构示意图
图4为本实用新型的非金属纤维丝横截面的结构示意图
图2中，1送经系统，2张力机构，3开口装置，4引纬装置，5卷取装置，6打纬装置。
(五)具体实施方式
1.本实用新型的移动式软体防淤陷应急非金属路面，是一种界于平面织物和三维织物之间的中空编织物，中空编织物采用多层经纱和纬纱弯交浅联结构，纬纱线具有特定的平衡捻度，既便于工艺加工，又能改善织物结构的土工性能。织物被反复碾压；织物几何构造、有效孔径等土工参数不产生明显变化，保持稳定的透水渗滤功能。中空编织物内部嵌有若干纬向的非金属加强筋，织物受张力作用变形小，强度高，刚度大，有利于织物发挥薄膜张力作用，控制摊基沉陷。配筋所需孔径，使得中空织物能够实现规范完整的内嵌式加筋织物。
经纱和纬纱为非金属纤维丝，非金属纤维丝的中间为空心结构，外表面分布有若干凹槽，凹槽与空心相连通。结构如图3和图4所示。
2.中空编织物的加工工艺方法
如图1为图1为本实用新型的中空编织物横截面的结构示意图，本实用新型的中空编织物的织物加工设备如图2所示，包括有卷取装置5、引纬装置4、打纬装置6、开口装置3、张力机构2和送经系统1。
其加工方法为：先将经纱系统垂直悬吊，初始排布。然后，按设计的运动规律互相进行位置变换。每变换一次位置，引一次纬纱。实现经纱和纬纱的一次“交织”。根据设定的结构，变换若干次经纱位置并引入相应的纬纱后，完成一个完整的运动循环。经纱和纬纱实现了多次“交织”，完成一个完整的结构单元；重复以上运动循环，直至完成中空结构织物编织。
3.非金属加强筋
非金属加强筋是一类新型材料，树脂基复合材料筋材是以纤维(如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等)为增强材料，以合成树脂(不饱和聚脂树脂、环氧树脂、乙烯机脂树脂等)为基础材料，往成形技术形成的新型复合材料，该材料强度是同号钢材的1.2倍，重量仅为同号钢材的1/4，使用寿命可达50年以上，该材料具有轻质高强、耐疲劳、耐冲击、耐腐蚀等多方面的优良性能，弹性模量低，允许较大的极限变形。
4.解决了非金属路面耐局部损伤等问题
国内外现有非金属路面存在的关键问题之一，是耐局部损伤，耐切割性能差；耐磨损、耐久性差；不能直接通行履带荷载。织物作为降浅滩路面组成部分，和装备荷载直接接触，必须具有较高抗拉强度和优良的耐磨损和耐切割性能；路面作为制式器材长期使用，必须具有耐各种介质的腐蚀作用和抗老化，抗疲劳性能；等等。基于路面对材料性能要求，我们选用聚对苯撑苯并双鎓唑(PBO)纤维。该纤维轻质高强、耐强酸、强碱和有机物等诸多腐蚀介质腐蚀、抗紫外线等老化因素、耐磨损和耐切割，解决了路面耐局部损伤等技术问题。另外；UP特种纤维表面不易被粘附，有利于保证孔隙几何稳定，路面长期反复使用和作业，易于维护保养。
软体应急浅滩路面能有效地克服黄河中下游等江河湖海岸浅滩及松软、淤泥地障碍，快速开辟通路，保障人员、武器技术装备机动。既可作为道路保障器材，军用桥梁(合浮桥)进出路保障器材，也可作为机场飞机抢修等保障装备。在渡海登岛作战中，可用于克服海岸浅滩，保障我岸重装备装载，和抵岸后装备御载。平时，可装备应急专业部队。用于抗洪抢险等应急情况下道路工程保障。在现代高技术战争条件下，该器材的成功研制，为我军增添了一种新型道路工程保障器材和技术手段。对提高我军人员装备的快速机动能力适应未来高技术战争大空间、高时效性要求，特别是黄河中下游流域的机动工程保障能力具有重要作用。
软体应急浅滩路面可作为我军制式路面器材运用，用于部队的道路工程保障、军用桥梁(合浮桥)配套进出器材及机场应急抢修保障等领域。未来渡海登岛作战中，用于克服海岸浅滩，可有效保障我军装备的装卸载。编配给工兵团、舟桥团、抗洪抢险应急专业部队、机步师(坦克师)等对属工兵营；也可用作为交通战备保障器材。