科技日報記者 過國忠

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

(資料圖)

3月12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有限公司、昆山交通發展控股集團有限公司等單位合作，經過持續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，有效降低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，該項科研技術創新特點突出，涵蓋了產品標準及選型、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。

傳統井蓋“缺陷”致使沉降變形比例高

“道路檢查井數量多、分布廣，且多設置在城市中人口密集的區域。多年來，傳統生產的井蓋及井周極易發生沉降、變形、開裂、龜裂等。其中，沉降變形的比例高達70%左右，成為車輛行人擔憂的‘馬路殺手’。”江蘇佳通新材料科技開發有限公司總經理吳加林說。

揚州大學機械工程學院高級工程師金亦富介紹，傳統井蓋及井周沉降造成道路不平整，猶如道路上的“肚臍眼”。當車輛駛過這些“城市肚臍”時，由于會發生顛簸，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生的響聲，會對行人和周邊居民健康產生不利影響。

此外，對頻繁發生損壞的井蓋反復維護和修復，不但會產生高昂的維護費用，增加城市運營成本，井蓋維護、修復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。

為什么傳統井蓋及井周極易發生沉降變形？

在金亦富看來，這是由于傳統井周道路結構可靠性低、井蓋產品結構與井周路面間連續性不足、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，均會在建成初期發生沉降變形病害的風險，并會逐步大大加重道路長期通行后井周沉降的嚴重程度。

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生下沉或產生變形時，井蓋和井周路面勢必會隨這些軟弱結構的流動和變形發生沉降或變形。

小井蓋，大民生。因此，亟待從井蓋結構、構件、材料、施工工藝、設備等多方面創新，解決傳統井蓋的“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有限公司、昆山交通發展控股集團有限公司等單位組織聯合研究團隊，對市場作了反復調研，對項目多次論證，從井蓋設計和材料著手，組織多學科專家開展了系統研究與技術攻關。

多項新工藝技術確保行車行人安全

為提高井周道路結構可靠性，該研究團隊開創性地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。”吳加林說。

為增強井蓋與井周路面間連續性，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成一體的寬邊法蘭盤的懸浮式井蓋，保證井蓋與井周在長期使用后的變形和受力仍能協調一致。

該研究團隊還配套研發了檢查井安裝和井周加固的新工藝和專用集成設備平臺，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定性的效果，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。”金亦富說。

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生率、沉降形量均減少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至8-12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，在保證防盜、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。”金亦富表示。

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成功應用達萬余套，并在上海、重慶等地道路工程正在示范應用。

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、昆山市住房和城鄉建設局、揚州大學、江蘇佳通新材料科技開發有限公司等共同參與起草制定的《防沉降井蓋》產品標準、《防沉降井蓋應用技術規程》兩部團體標準，日前已正式發布，并將于2023年6月1日正式實施。

（文中圖片均由科技日報記者過國忠攝）

關鍵詞：