道路交通設施上井蓋及井周極易發(fā)生沉降、變形、開裂、龜裂等病害，致使發(fā)生交通事故，甚至人員傷亡。這個難題如何破解？

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3月17日，科技日報記者從揚州大學了解到，該校機械工程學院科研團隊與江蘇佳通新材料科技開發(fā)有限公司、昆山交通發(fā)展控股集團有限公司等單位合作，經(jīng)過持續(xù)5年攻關，研制出一種抗變形防沉降的道路寬邊井圈結構及其實施方法，采用多項自主研發(fā)的復合強化材料及成套強化工藝技術，將井周瀝青混凝土強化為柔性高性能強化材料，有效減少和消除了井周瀝青混凝土面層的變形和沉降。

中國工程院院士、東南大學教授劉加平認為，該項科研技術創(chuàng)新特點突出，涵蓋了產(chǎn)品標準及選型、設計原則、試驗方法、配套設備、施工方法、管理流程、標準文件等，體現(xiàn)出成套技術的先進性、實用性，既適用于新、改擴建道路工程，也適用于既有井蓋的改造升級，具有很大的推廣應用價值。

傳統(tǒng)井蓋及井周易沉降變形

“道路檢查井數(shù)量多、分布廣，且多設置在城市中人口密集的區(qū)域。多年來，傳統(tǒng)生產(chǎn)的井蓋及井周極易發(fā)生沉降、變形、開裂、龜裂等。其中，井蓋及井周沉降變形的比例高達70%，成為人們擔憂的‘馬路殺手’。”江蘇佳通新材料科技開發(fā)有限公司總經(jīng)理吳加林說。

揚州大學機械工程學院高級工程師金亦富介紹，傳統(tǒng)井蓋及井周沉降造成道路不平整，猶如道路上的“肚臍”。當車輛駛過這些“城市肚臍”時，會發(fā)生顛簸，不僅影響行車的舒適性和安全性，還會加速減震器等車輛零部件的損耗。車輛和井蓋自身震動產(chǎn)生的響聲，會對行人和周邊居民產(chǎn)生不利影響。

此外，對頻繁發(fā)生損壞的井蓋反復維護，不但會產(chǎn)生高昂的維護費用，增加城市運營成本，井蓋維護時封閉車道的時間過長，還會影響城市道路的通行能力，降低居民出行的效率。

為什么傳統(tǒng)井蓋及井周極易發(fā)生沉降變形？

在金亦富看來，傳統(tǒng)井周道路結構可靠性低、井蓋產(chǎn)品結構與井周路面間連續(xù)性不足、井周路面材料性能不佳、井周施工空間小、安裝改造施工工藝不合理、施工質量體系不完善等因素，均會致使其在建成初期發(fā)生沉降變形病害，并會逐步加重道路長期通行后井周的沉降。

比如，由于道路結構本身的可靠性較低，井蓋結構下部的地基或上部的瀝青面層等柔性材料容易發(fā)生下沉或產(chǎn)生變形時，井蓋和井周路面勢必會隨這些軟弱結構的流動和變形發(fā)生沉降或變形。

小井蓋，大民生。破解“城市肚臍”難題，亟待從井蓋結構、構件、材料、施工工藝、設備等多方面創(chuàng)新，彌補傳統(tǒng)井蓋的缺陷，降低和消除井周瀝青混凝土面層的變形和沉降，提高使用壽命與安全性。

5年來，為了根治井蓋及井周道路易發(fā)生沉降病害的難題，揚州大學工程機械學院與江蘇佳通新材料科技開發(fā)有限公司、昆山交通發(fā)展控股集團有限公司等單位組織聯(lián)合研究團隊，從井蓋設計和材料著手，組織多學科專家開展了系統(tǒng)研究與技術攻關。

多項新工藝確保行車行人安全

為提高井周道路結構可靠性，該研究團隊定義了防沉降井蓋井周路面結構組合，并分別采用了底部和頂部強化措施。在地基頂面部位設置鋼筋混凝土卸載板等底部強化措施，隔離并消除地基沉降的影響。

“我們在井周瀝青面層，以井周原狀瀝青混合料為基材，采用自主研發(fā)的復合強化材料及成套強化工藝，將井周瀝青混凝土強化為柔性高性能強化材料，降低和消除井周瀝青混凝土面層的變形和沉降?！眳羌恿终f。

為增強井蓋與井周路面間的連續(xù)性，該研究團隊配合井周瀝青混凝土面層復合強化材料及其實施工藝，井蓋結構選用了可與井周路面聯(lián)成一體的寬邊法蘭盤懸浮式井蓋，保證井蓋與井周在長期使用后的變形和受力仍能協(xié)調一致。

該研究團隊還配套研發(fā)了檢查井安裝和井周加固的新工藝以及專用集成設備平臺，并形成了完整的質量控制方法，支持在面層攤鋪階段同步實施井蓋安裝和壓平，并可以在井蓋壓平后無縫銜接井周加固工藝的實施，提高安裝后井蓋與道路的平整度，消除車輛行駛等因素對成品施工質量產(chǎn)生的不利影響。

“防沉降井蓋及相關技術能夠顯著提高井周結構承載能力和穩(wěn)定性，從而有效提高道路平整度，提升行車舒適性、減少噪聲污染，提高城市生活品質、降低車輛部件損耗，保障行車行人安全?！苯鹨喔徽f。

從目前示范應用來看，相似路況與運營條件下，采用該成套工藝技術后，防沉降井蓋的沉降變形等發(fā)生率、沉降形量均降低80%以上。同時，防沉降井蓋技術改造效率高、耗時短，從改造到開放交通的總時長最多可縮短12小時，還能夠做到避免交通高峰施工，減少對正常交通秩序的影響。

“該成套工藝技術具有良好的擴展性，在實現(xiàn)防盜、防滑、防沉降、防噪聲、防彈跳、防墜落等‘六防’功能的同時，還可提前為海綿設施、智能設備等拓展功能預留安裝空間，將助力海綿城市智能城市的建設?！苯鹨喔槐硎?。

目前，該成套裝備技術已在蘇州、南通、徐州等地100多條城市主干道路及小區(qū)成功應用，并在上海、重慶等地道路工程示范應用。

值得一提的是，基于一種抗變形防沉降的道路寬邊井圈結構及其實施方法，由中國工程建設標準化協(xié)會牽頭，中南設計研究總院有限公司、上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司、昆山市住房和城鄉(xiāng)建設局、揚州大學、江蘇佳通新材料科技開發(fā)有限公司等共同參與起草制定的《防沉降井蓋》《防沉降井蓋應用技術規(guī)程》兩部團體標準日前已正式發(fā)布，并將于2023年6月1日正式實施。

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