高强度混凝土材料在井盖产品设计中的应用

　　摘要：为解决传统井盖不能满足城市道路快速发展背景下的功能性需求和审美性需求的问题。通过文献调研和案例分析，对城市井盖的问题现状进行调查，结合井盖产品的功能原理和高强度混泥土的材质特性进行设计研究。开发了一款具有警示效果和排水功能的新型高强度混凝土井盖。高强度混凝土井盖的设计应从功能，形式美学，安全性等方面上兼顾人们的使用需求，减少道路交通的安全隐患。

　　关键词：混凝土;井盖;产品设计

　　引言

　　在城市发展的冲击下，市政建设也迅速发展，随之而来的市政工程设施也与日俱增。一方面，随着市政建设事业的不断发展，井盖等市政设施也不断增加，。但在增加相应的污、雨水管道的检查井后，以铸铁为材质的井盖被盗现象也越来越严重。由于井盖数量大，城市车流量和人流量密集，城市道路监管系统不够完善等原因，井盖缺失的情况下，相关部门对窨井盖进行修整需要相对较长的时间。而在道路能见度低的情况下，由于井盖缺失或维修产生的安全隐患更大。因此，对新型井盖的优化设计，提高窨井盖缺失情况下对道路的警示作用，减少道路安全隐患，是非常必要和紧迫的。另一方面，井盖作为城市基础设施的一部分，最开始是为了解决城市功能，但随着民众日益增长的审美观，基础设施缺乏美感设计，无法满足大众的精神需求。也需要重新设计为迎合大众审美需求的新型“城市名片”。一种新型井盖的设计与开发，保障道路的交通安全已成为当务之急。

　　一、井盖的基本作用

　　井盖属于城市地下管网基础设施的附属设施，为地下管网出口的安全防护装置，也是城市中最普遍的市政设施。一般来说，井盖是地面上积水的主要排出和排送口，地下井盖更多的是能有效防止路面车辆和行人在行驶过程中坠落，方便专业人员进行疏通和管道检查。井盖一般具备着很强的硬度和强度，能承受高强度的压力，也可以保证道路的平坦。

　　二、城市井盖的设计调查及现状

　　井盖在城市建设中应用广泛，市政维修人员需要在井下大量作业。一方面，随着城市经济建设的不断发展扩大，车流量增大。由于井盖数量大，城市道路监管系统不够完善等原因，相关部门对窨井盖进行修整需要相对较长的时间。特别是在道路能见度低的情况下，由于井盖缺失或维修产生的安全隐患更大。現用的钢筋混凝土井盖因强度不足而损坏严重。在检修时揭启困难，费时费力。开启井盖后，由于井盖自重重，且不易搬动，在转移时也有一定困难和危险性。而以铸铁为材料的检查井，造价高，容易丢失被盗。因此，对新型井盖的优化设计，提高窨井盖缺失情况下对道路的警示作用，减少道路安全隐患，是非常必要和紧迫的。

　　另一方面，井盖作为城市基础设施的一部分，最开始是为了解决城市功能，随着民众日益增长的审美观，基础设施缺乏美感设计，无法满足大众的精神需求。也需要重新设计为迎合大众审美需求的新型“城市名片”。

　　(一)混凝土井盖的视觉设计调查上海市政工程设计研究总院2017年受宁波市住建委前期办委托，

　　从基础设施的美学角度出发，对宁波东部新城市政附属设施窨井盖细节美化进行了研究。他们结合宁波东部新城的规划定位和调研现状，制订出适合新城的井盖美化提升整体框架格局和相关设计策略，设计了符合宁波文化和新区定位的独特井盖方案。将井盖的设计与城市环境，以体现当地文化和新城特色为宗旨，分区用不同主题对井盖进行再设计。

　　而日本，更是将井盖作为文化的一部分，成为了极具特色的城市名片。在日本，大概有百分之九十以上城市使用了设计独特的井盖。日本甚至有一个井盖协会，专门研究和保护日本各种各样的井盖文化。日本井盖的设计风潮主要来源于Yasutake;Kameda的推广，其主旨是以各式各样的井盖设计来吸引人们对路政工程和地下城市水道工程的重视。因此，他们想到了这个点子。随着他们的推广，“个性井盖”流行起来了，甚至还出现了“个性井盖”的粉丝，以追逐和发现新的井盖图案为乐。

　　日本的井盖设计，往往善于加入极具地区特色的要素，由于文化原因，他们一般不会使用真人头像和寺庙神社等建筑作为井盖图案，而会采用当地极具特色的特产或标志性图案。此外，历史故事，神话传说甚至怪谈也能成为井盖设计的取材源泉。而位于日本的大荣町，由于是动画《名侦探柯南》的作者青山刚昌的家乡，也在井盖上加上柯南的形象来对城市进行宣传，如图1、2。

　　(二)混凝土井盖的功能设计调查

　　水泥基材料是基础设施建设占比最多的一种基础性建筑材料，可以广泛应用于各城市的房建工程、桥梁工程、地下工程、海洋工程以及交通工程。而随着科学技术的飞速发展，已研制出强度等级超过100MPa，可以比肩钢铁的超高强混凝土材料，并已应用到桥梁，岛礁军事建设等实际工程中。

　　近段时间有报告称，广州市将推广使用高强度混凝土制作的井盖。这种高强度混凝土又称钢纤维混凝土，用其制成的雨水井盖，外形尺寸与铸铁井盖相同，可与原井盖框配套使用，重量是铸铁井的70%左右，价格比铸铁井盖降低1/3。

　　高强钢纤维水泥基材料的抗裂性与抗冲击性是非常优异的，根据相关资料显示，高强度混凝土与普通混凝土材料相比，前者具有很高的韧性，在其拉压性能，抗冲击等方面都具有优良的力学性能。并且这种材料与传统铸铁井盖相比，无回收价值，可杜绝因被盗而导致的交通安全事故。因此，可以广泛取代传统铸铁井盖用于普通道路、住宅小区和工厂的雨水口、污水井和地下管道、通信等检查井。这为我们的新型井盖设计开辟了一条新的思路。

　　(三)高强度混凝土井盖视觉性与功能性分析

　　首先，要重视井盖的安全提示性。随着城市化的迅速发展，城市道路也不断建设，随之而来的是井盖的增设，而由于设计不完善，管理不到位等原因，井盖缺损导致的行人坠井现象时有发生。因此，井盖的设计主要是起到三个方面的作用：1.方便路政人员的管理和维修，以备在洪涝天气以及线路管道故障时的维修。对于井盖的维修和管理，市政人员主要对高速公路和四个等级公路进行维修和负责，其次是各单位城建部门负责的街道范围内的井盖;2.洪涝排泄作用。城市中的井盖除了设备维修井以外，绝大部分都是排泄城市内涝的排水井盖。3.防盗。超高强混凝土井盖是一种复合材料，和传统的铸铁井盖不同，自重重，不易丢失被盗。

　　推荐阅读：建筑类cscd期刊有哪些

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 高强度混凝土材料在井盖产品设计中的应用

文章地址： http://www.qikanvip.com/jianzhugongcheng/51270.html