道路交通设施上井盖及井周极易发生沉降、变形、开裂、龟裂等病害，致使发生交通事故，甚至人员伤亡……这个难题如何破解?
3月12日，扬州大学机械工程学院科研团队与江苏佳通新材料科技开发有限公司、昆山交通发展控股集团有限公司等单位合作，经过持续5年攻关，研制出一种抗变形防沉降的道路宽边井圈结构及其实施方法，采用多项自主研发的复合强化材料及成套强化工艺技术，将井周沥青混凝土强化为柔性高性能强化材料，有效降低和消除了井周沥青混凝土面层的变形和沉降。
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中国工程院院士、东南大学教授刘加平认为，该项科研技术创新特点突出，涵盖了产品标准及选型、设计原则、试验方法、配套设备、施工方法、管理流程、标准文件等，体现出成套技术的先进性、实用性，既适用于新、改扩建道路工程，也适用于既有井盖的改造升级，具有很大的推广应用价值。
“道路检查井数量多、分布广，且多设置在城市中人口密集的区域。多年来，传统生产的井盖及井周极易发生沉降、变形、开裂、龟裂等。其中，沉降变形的比例高达70%左右，成为车辆行人担忧的‘马路杀手’。”江苏佳通新材料科技开发有限公司总经理吴加林说。
扬州大学机械工程学院高级工程师金亦富介绍，传统井盖及井周沉降造成道路不平整，犹如道路上的“肚脐眼”。当车辆驶过这些“城市肚脐”时，由于会发生颠簸，不仅影响行车的舒适性和安全性，还会加速减震器等车辆零部件的损耗。车辆和井盖自身震动产生的响声，会对行人和周边居民健康产生不利影响。
此外，对频繁发生损坏的井盖反复维护和修复，不但会产生高昂的维护费用，增加城市运营成本，井盖维护、修复时封闭车道的时间过长，还会影响城市道路的通行能力，降低居民出行的效率。
为什么传统井盖及井周极易发生沉降变形?
在金亦富看来，这是由于传统井周道路结构可靠性低、井盖产品结构与井周路面间连续性不足、井周路面材料性能不佳、井周施工空间小、安装改造施工工艺不合理、施工质量体系不完善等因素，均会在建成初期发生沉降变形病害的风险，并会逐步大大加重道路长期通行后井周沉降的严重程度。
比如，由于道路结构本身的可靠性较低，井盖结构下部的地基或上部的沥青面层等柔性材料容易发生下沉或产生变形时，井盖和井周路面势必会随这些软弱结构的流动和变形发生沉降或变形。
小井盖，大民生。因此，亟待从井盖结构、构件、材料、施工工艺、设备等多方面创新，解决传统井盖的“缺陷”，降低和消除井周沥青混凝土面层的变形和沉降，提高使用寿命与安全性。
5年来，为了根治井盖及井周道路易发生沉降病害的难题，扬州大学工程机械学院与江苏佳通新材料科技开发有限公司、昆山交通发展控股集团有限公司等单位组织联合研究团队，对市场作了反复调研，对项目多次论证，从井盖设计和材料着手，组织多学科专家开展了系统研究与技术攻关。
为提高井周道路结构可靠性，该研究团队开创性地定义了防沉降井盖井周路面结构组合，并分别采用了底部和顶部强化措施。在地基顶面部位设置钢筋混凝土卸载板等底部强化措施，隔离并消除地基沉降的影响。
“我们在井周沥青面层，以井周原状沥青混合料为基材，采用自主研发的复合强化材料及成套强化工艺，将井周沥青混凝土强化为柔性高性能强化材料，降低和消除井周沥青混凝土面层的变形和沉降。”吴加林说。
为增强井盖与井周路面间连续性，该研究团队配合井周沥青混凝土面层复合强化材料及其实施工艺，井盖结构选用了可与井周路面联成一体的宽边法兰盘的悬浮式井盖，保证井盖与井周在长期使用后的变形和受力仍能协调一致。
该研究团队还配套研发了检查井安装和井周加固的新工艺和专用集成设备平台，并形成了完整的质量控制方法，支持在面层摊铺阶段同步实施井盖安装和压平，并可以在井盖压平后无缝衔接井周加固工艺的实施，提高安装后井盖与道路的平整度，消除车辆行驶等因素对成品施工质量的不利影响。
“防沉降井盖及相关技术能够显著提高井周结构承载能力和稳定性的效果，从而有效提高道路平整度，提升行车舒适性、减少噪声污染，提高城市生活品质、降低车辆部件损耗，保障行车行人安全。”金亦富说。
从目前示范应用来看，相似路况与运营条件下，采用该成套工艺技术后，防沉降井盖的沉降变形等发生率、沉降形量均减少80%以上。同时，防沉降井盖技术改造效率高、耗时短，从改造到开放交通的总时长最多可缩短至8-12小时，还能够做到避免交通高峰施工，减少对正常交通秩序的影响。
“该成套工艺技术具有良好的扩展性，在保证防盗、防滑、防沉降、防噪声、防弹跳、防坠落等‘六防’功能的同时，还可提前为海绵设施、智能设备等拓展功能预留安装空间，将助力海绵城市智能城市的建设。”金亦富表示。
目前，该成套装备技术已在苏州、南通、徐州等地100多条城市主干道路及小区成功应用达万余套，并在上海、重庆等地道路工程正在示范应用。
值得一提的是，基于一种抗变形防沉降的道路宽边井圈结构及其实施方法，由中国工程建设标准化协会牵头，中南设计研究总院有限公司、上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司、昆山市住房和城乡建设局、扬州大学、江苏佳通新材料科技开发有限公司等共同参与起草制定的《防沉降井盖》产品标准、《防沉降井盖应用技术规程》两部团体标准，日前已正式发布，并将于2023年6月1日正式实施。
