復合材料檢查井蓋在市政建設中的應用探討

    一、梧州市檢查井蓋現狀
    隨著梧州市城市建設的快速發展,城市道路下面配套的雨水、污水、電力、電信、軍用電纜、燃氣、自來水等管線設施在不斷增多,檢查井蓋是通往這些地設施出入口頂部的封閉物,數量也在不斷增加,根據梧州市市政工程管理處的統計,梧州市市區內道路全長約151公里,各種檢查井蓋超過三萬只,如果再加上小區內道路的檢查井蓋,數量在四萬只以上。另外,梧州市作為一個古老的城市,道路上的檢查井蓋樣式多種多樣,從檢查井蓋所用的材料上可分為混凝土檢查井蓋(包括鋼筋混凝土檢查井蓋)、鑄鐵檢查井蓋及復合材料檢查井蓋等,該市初大部分是鋼筋混凝土檢查井蓋,由于其脆性大、易老化、易斷裂等缺陷,逐步被鑄鐵檢查井蓋所取代,現在該市鑄鐵檢查井蓋所占份額在95%以上,但鑄鐵檢查井蓋因具有回收價值而經常被盜,給檢查井蓋的管理帶來巨大的困難,從2002年開始,該市開始在市政道路上試用無回收價值的復合材料檢查井蓋。如何維護管理好數量巨大而又樣式多樣的檢查井蓋,這是市政管理面對的難題。
    二、復合材料檢查井蓋分類
    復合材料檢查井蓋有三大類:即鋼纖維混凝土檢查井蓋、再生樹脂復合材料檢查井蓋、玻璃鋼檢查井蓋。    鋼纖維混凝土檢查井蓋是原鋼筋混凝土檢查井蓋的改良產品。它是在混凝土中加入長約2厘米左右的鋼纖維,大量的鋼纖維分散在混凝土中,而形成不規則的放射狀分布,從而使混凝土強度得到加強,大大提高了混凝土的韌性,其抗彎拉強度、抗疲勞開裂強度等都得到了很大的提高,同時可以減少裂縫寬度。為了減少鋼纖維混凝土檢查井蓋在使用過程中崩邊現象,一般在檢查井蓋外邊加金屬框。鋼纖維混凝土檢查井蓋的強度要比同配比下的普通混凝土檢查井蓋提高了30%以上,各項性能接近了鑄鐵檢查井蓋。而且鋼纖維混凝土檢查井蓋具有制作成本低、回收價值小、防盜等優勢,因此其在市場上占有一定的份量,但是它明顯的缺陷是笨重、開啟困難、承載能力不夠。不宜在車行道上使用。
    再生樹脂復合材料檢查井蓋是以粉煤灰和廢塑料為原料,在烙融狀態下混煉、通過壓制成型的合成樹脂基復合材料制品,這種復合材料檢查井蓋是利用廢舊物質,沒有任何鋼材或其他可回收的材料,因此具有防盜功能,同時它在制造中可消化掉大量的粉煤灰和房舊塑料,符合節能與環保政策要求,因此被稱為“綠色井蓋”。同時其抗壓、抗彎、抗沖擊強度等性能較好,且具有不腐蝕、不生銹等優點,其質量達到了同類鑄鐵產品的水平,在成本上比鑄鐵制品低30%左右,經濟效益顯著,因此具有很強的市場競爭力。但是再生樹脂復合材料檢查井蓋在使用過程中,尤其是在氣溫較高的情況下車輛不斷碾壓,檢查井蓋會發生蠕變,致使檢查井蓋中間部位不斷下沉,甚至脫落。這樣將會產生很大的安全隱患,因此再生樹脂復合材料檢查井蓋同樣不宜在車行道上使用。
    玻璃鋼檢查井蓋,它是以不飽和聚酯樹脂為原材料,以玻璃纖維為增強材料,并加入一定填料制成的檢查井蓋。因工藝不同、結構材料不同、增強材料不同,制成的檢查井蓋產品性能也相差很大。國內生產玻璃鋼檢查井蓋的工藝一般有:(1)樹脂傳遞模塑成型工藝。由于樹脂含量較高,所制作的檢查井蓋因承載能力不夠,不宜在車行道上使用;(2)手糊制作工藝。生產效率慢,不適宜大規模生產,也無競爭優勢;(3)模壓工藝。模壓工藝是在一定溫度和壓力下分層復合壓制成型,此產品結構比較密實,它在檢查井蓋不同部位使用不同材料。在檢查井蓋下部使用邊疆纖維增強,以保證其承載能力;在中間部位使用填料,以提高產品抗變形能力和降低生產成一;在上部使用硬度較高、耐磨性好的材料,以提高產品上部的抗壓能力和耐磨性。玻璃鋼檢查井蓋因具有材質輕、強度高、抗疲勞、耐腐蝕、不易脆性破壞、易加工成型等優點而逐步得到推廣。但現在從事玻璃鋼檢查井蓋生產的企業越來越多,且暫無行業標準,在沒有統一標準控制的情況下,各廠家生產的檢查井蓋質量相差很大,在使用時用得不放心。
    三、復合材料檢查井蓋比鑄鐵檢查井蓋具有的優點
    (一)防盜。檢查井蓋的主要損失有兩方面, 一是正常的磨損與折舊,比如超載車輛過多造成破損,這一項所占比例非常低,另外就是被盜,幾乎占了90%以上。據梧州市市政工程管理處統計的數據,僅去年一年,該市就被偷盜鑄鐵檢查井蓋一千多只,直接經濟損失高達30萬元以上。市政局與公安曾聯合“懸賞”捉拿盜竊檢查井蓋者,雖取得了一定震懾效果,但依然沒能根本解決問題。因為檢查井蓋的損失,從而形成馬路黑洞,其帶來的不僅是城市財產上的損失,更重要的是它間接帶來的危害卻無法估量,路人無辜受傷甚至致死的事故也頻頻發生。小偷們青睞鑄鐵檢查井蓋是有原因的,鑄鐵檢查井蓋每只可以賣到四十元錢左右,這對于小偷來說的確是個誘惑。為了解決檢查井蓋被盜問題,目前主要有兩種方法:一是在鑄鐵檢查井蓋上安裝防盜裝置后小偷要偷走沒便沒有那么容易了,但采用防盜裝置增加了成本,而且小偷可以把鑄鐵檢查井蓋打爛后再偷走,因而此方法不能從根本上解決問題,并且給維修養護帶來諸多不便;還有一種途徑就是使用復合材料井蓋,此種檢查井蓋主要材料是混凝土、樹脂、玻璃纖維等,沒有任何回收價值,對以賣廢品為目的的偷盜人員幾乎沒有吸引力,因而只有使用復合材料檢查井蓋才能從根本上解決檢查井蓋被盜問題。
    (二)強度高。目前三大類復合材料檢查井蓋承載能力及其它各項指標均能滿足《再生樹脂復合材料檢查井蓋》CT/121-2000行業標準。
    (三)新穎美觀、品種多樣。復合材料檢查井蓋品種多樣,可根據顧客要求,推行個性化設計,在加工過程中制成紅、黃、藍、綠、黑等多種和使用場地協調一致的顏色,在檢查井蓋上表面設計樗性的圖案、文字、標識、使檢查井蓋更具人性化、人文化及藝術氣息,更容易被客戶所接受。隨著社會的發展,城市建設均強調綠色環保,因鑄鐵檢查井蓋生銹而常常影響城市如公園、小區、高檔住宅等的形象,復合材料檢查井蓋環保、不生銹,這不但提高了城市品味,同時又大大美化城市。
    (四)材質好。復合材料產品重量輕,僅是鑄鐵重量的二分之一,大大減輕了養護工人開啟的勞動強度、運輸方便;由于其韜性好、不易產生剛性斷裂,其檢查井蓋與井座吻合好,行車舒適,車壓不打滑、無弱跳、無聲響、有效地沖少城市噪音污染,具有環保作用;加入了防腐,防熱(凍)材料,耐腐蝕、抗老化、能適用不同氣候和環境的場地使用。
    (五)價格低。鑄鐵型井座與檢查井蓋價格較高,一套井座與檢查井蓋材料價錢約600元左右,而復合材料井座與檢查井蓋售價300~400元左右,因此復合材料產品價錢相對便宜,售價約為鑄鐵的一半至三分之二左右。
    四、復合材料檢查井蓋在各地得到推廣
    由于復合材料有以上的優點,從上世紀90年代中期開始,復合材料檢查井蓋便在各大城市開始推廣使用,比較早使用為廣東、福建等沿海城市,然后逐漸發展到湖南等內地城市。1999年,梧州市派出了批專家到湖南長沙考察復合材料構件,到2002年,在梧州市防洪堤堤后路開始試用復合材料檢查井蓋,由于梧州市三百項目大會占的開始,市政府大力推廣使用復合材料,并于2003年8月18日頒發政府文件《關于城區管線改造有關問題的通知》,通知要求城市道路統一使用復合材料檢查井蓋。因此在梧州市近年建設的道路例如富民路、阜民路、中山路、文件路、大南路以及騎樓城內的各條道路的各種檢查井蓋均使用復合材料。梧州市所使用的復合材料檢查井蓋到目前為止,從來沒有失竊過。
    廣西壯族自冶區的南寧市市政管理局針對檢查井蓋被盜的現象,也下文要求所有的管線單位的檢查井蓋都必須改造成復合檢查井蓋,目前該從2002年開始已經更換了一萬多塊的復合材料檢查井蓋,以后逐步將在全市范圍內把所有的鐵鐵檢查井蓋更換為復合材料井蓋。
    五、使用過程中發現的問題
    但是,這些檢查井蓋在使用過程中逐漸暴露出問題:使用一段時間后便出現容易被汽車碾壓破壞的問題。這些檢查井蓋生產廠家雖然分散在各地,有廣東、湖南、廣西、以及本市廠家等,但暴露出的問題基本一致,據筆者實地觀察,現在梧州市新興一路及富民路的復合材料檢查井蓋損壞率均在60%以上,短的使用了不足3個月就開始破壞了,在使用半年到一年之間為砂檢查井蓋破壞的高峰期,特別是在交叉或轉彎的地方,砂檢查井蓋損壞得特別頻繁,例如在文瀾路與新興二種交叉口以及西環路與富民路交叉口的復合材料砂檢查井蓋,據筆者調查,這兩個地方的砂檢查井蓋換了不少于5次。因此梧州市在新建設的幾條路,西環路、西堤路、寶石園外圍道路等主要道路均又回到使用重型鑄鐵防盜檢查井蓋。
    在國內其它城市由于復合材料井蓋質量問題而引發的事故在各地也時有發生。例如2004年3月23日哈爾濱由于使用赤峰市八一新星建材總廠生產的劣質復合材料檢查井蓋,導致六歲兒童落入檢查井并致殘廢的事故。
    復合材料檢查井蓋損壞的原因,在梧州市市政管理部門也得了共識:
    1.近兩年為該市三百項目大會戰,在街道上行駛的重車增多。另外由于車輛超載嚴重,汽車的軸重逐漸重型化,這是致使復合材料檢查井蓋損壞的原因之一。
    2.復合材料檢查井蓋品種及配方多,有鋼纖維混凝土、玻璃鋼、再生樹脂、硅塑復合材料、聚合物基復合材料、高分子復合材料等。由于研制時間較短,加上生產工藝不太成熟,生產廠家多,市場競爭激烈,商家為了利潤經常偷工減料,以次充好。鋼纖維混凝土井蓋和再生樹脂復合材料井蓋的研究開發相對比較早,已有了相應的行業標準,可以指導國內相應復合材料井蓋的生產,保證了井蓋的質量和市場競爭的秩序。但玻璃鋼等井蓋暫無行業標準,無法統一衡量和評價不同企業的井蓋質量。另外由于復合材料檢查井蓋可在生產過程中進行著色,所以使用者很難通過外觀及手感等簡單方法檢查判斷其質量的好壞。因此復合材料檢查井蓋質量難以控制,穩定性差。
    六、解決問題的建議
    為了使用復合材料檢查井蓋能夠更好地得到推廣,發揮其新材料、新工藝的作用,應從以下幾方面對其質量進行控制。
    1.檢查井蓋生產廠家應嚴格按照行業標準控制產品的質量。對于新材料、新工藝,相關部門應盡快制定和完善其行業標準。當前,我國國民經濟的快速發展正大力推動著基礎設施建設,檢查井蓋由于在城市規劃和道路建設中大量使用,市場前景十分看好。由于檢查井蓋性能和質量的優劣對公共安全產生重要影響,因此制定和完善檢查井蓋行業標準具有現實的迫切性和廣泛的社會意義。
    2.質監部門及監理單位要發揮其質量監督職能,對復合材料檢查井蓋的生產和工程驗收進行監管,施工單位購買及使用的檢查井蓋必須有產品合格證。
    3.工商和技術監督部門應該加強對使用新材料的復合材料類產品進行技術檢測。
    4.建議對通過政府職能部門進入市政建設市場的生產廠家進行質量考檢,擇優準入,并建立長效監控機制。對新廠家的產品建議試用,不宜大批量采購。
    綜上所述,檢查井蓋多應用在城鎮、廠礦及大型物資集散地等地方,承載能力是檢查井蓋重要的性能之一。為了保證生命和財產的安全,復合材料檢查井蓋產品現階段仍需加強監督,狠抓質量。并根據現行《室外排水設計規范》GBJ14-87第3、4、6條規定:于車行道和經常啟用的檢查井,應采用鑄鐵井座井蓋。因此復合材料檢查井蓋尚應繼續試用觀察,不宜正式大量投入使用,從專業角度講,車行道仍應使用鑄鐵井座檢查井蓋。但也要合理利用材料,降低檢查井蓋的生產和使用成本,因此建議現階段小區道路、次要道路及綠化帶中均應全面推廣復合材料檢查井蓋,同時使用時應根據各種道路、場地的不同使用條件而選用相應級別的檢查井蓋產品,避免造成資源浪費。復合材料檢查井蓋作為一項新工藝、新技術,目前已有大量技術涉及到復合材料檢查井蓋,有越來越多的企業從事復合材料檢查井蓋的研制和生產。隨著我國經濟的持續快速發展,復合材料檢查并蓋在城市建設中得到越來越廣泛的應用,這預示著一個新型材料檢查井蓋產業的興起。從技術上講,隨著復合材料檢查井蓋性能的進一步提高及推廣力度的加大,復合材料檢查井蓋完全可以替代鑄鐵檢查井蓋。