復合材料井蓋路用性能研究

□文/丁志安 魏玉國 馬洪福

目前市場上大量使用的井蓋是鋼筋混泥土和鑄鐵2種材料的。混凝土井蓋存在脆性大、承載低、易斷裂等缺陷；而鑄鐵井蓋因具有回收價值經常被盜。為此，開展了用復合材料制成井蓋設施的路用性能研究。研究對象分別為廢塑料、粉煤灰和廢塑料、垃圾爐渣制成的井蓋。

路用性能試驗

材料抗壓性能

在井蓋上鉆芯取樣，制成直徑10 cm、高10 cm的試件，每3個試件為一組，試驗結果取平均值。見表1和表2。

表1 粉煤灰復合材料抗壓強度試驗結果

表2 垃圾爐渣復合材料抗壓強度試驗結果

采用鑄鐵材料和混凝土材料的井蓋強度見表3和表4。

表3 鑄鐵材料抗壓強度

表4 混凝土材料抗壓強度

表1-表4表明，采用粉煤灰復合材料和垃圾爐渣復合材料井蓋抗壓強度相差不大；這兩種復合材料井蓋抗壓強度介于鑄鐵材料和混凝土材料之間，可以作為主材制作井蓋。

井蓋承載能力

承載能力是反映井蓋承載強度的重要指標，通過對成套檢查井蓋進行加載試驗后，測量井蓋的變形量來確定其承載能力。試驗結果表明，采用粉煤灰和垃圾爐渣的復合材料井蓋承載能力介于鑄鐵井蓋和混凝土井蓋之間，都能符合CJ/T 121-2000《再生樹脂復合材料檢查井蓋標準》的要求，能夠滿足城市道路、公路、小區道路等處的使用要求。

耐酸堿試驗

耐酸堿試驗是檢測復合材料抗腐蝕的能力，見表5和表6。

表5 粉煤灰材料耐酸堿試驗結果

表6 垃圾爐渣材料耐酸堿試驗結果

表5和表6表明，采用粉煤灰和采用垃圾爐渣的復合材料浸泡后抗壓強度損失不大，其耐酸堿性能均滿足路用要求。

抗老化試驗

采用熱老化試驗方法，見表7。

表7 復合材料熱老化試驗結果

表7表明，采用粉煤灰和垃圾爐渣復合材料熱老化后抗折強度損失很小，對井蓋路用性能影響不大。

凍融試驗

試驗結果見表8。

表8 復合材料凍融試驗結果

表8表明，兩種復合材料凍融循環試驗結果相差不大，均能滿足路用性能要求。

工程應用

2009年葛萬公路改建工程中在快車道上使用了10套直徑700 mm的重型井蓋。2010年2月在葛萬公路現場取回樣本進行路用性能檢測，見圖1和表9-表10。

圖1 使用前后強度、承載能力對比

表9 使用后樣品耐酸堿試驗結果

表10 使用后抗老化和抗凍融試驗結果

結果表明，使用1 a后，井蓋路用性能變化不大，滿足CJ/T 121-2000《再生樹脂復合材料檢查井蓋標準》的要求。

結論

（1）復合材料井蓋安裝時不需要特殊的設備，操作簡便。經過試驗路驗證，其路用性能滿足要求，可以替代鑄鐵井蓋和混凝土井蓋。

（2）使用復合材料制成的井蓋具有承載力強、耐腐蝕等特點，使用效果良好。