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摘要：为了防治城市道路检查井及其周边的沉降破坏，提高城市道路的工程质量和使用寿命。针对传统检查井在城市道路应用中病害成因，提出了一种新型的高分子塑料检查井，并对进行了技术性能分析和实践应用。结果表明新型塑料检查井能够有效防治检查井及其周边破损、环裂、沉陷等病害，并具有良好的技术、经济和社会效益。
关键词：塑料检查井；城市道路；防沉降；病害
引言
目前，我国城镇化进程的快速推进，城市道路规模也在不断增长。作为城市道路系统的重要组成部分检查井在发挥其作用的同时，由于技术限制和结构本身的缺陷，传统的砖砌或混凝土检查井及其周围受到车辆行驶的作用和承受较多的冲击力，往往最先遭到破坏，过早出现井盖失稳、破损、下沉、井周环裂、沉陷等病害，已经成为城市道路养护工作中的“顽疾”。这些病害不仅影响城市道路的使用功能及外观形象，缩短了城市道路的使用寿命，降低了城市道路通行的舒适性和安全性，严重时会引起交通事故，同时每年因检查井的维修所耗费的人力物力巨大且不断攀升。所以对城市道路检查井及其周边沉降破坏的防治研究非常必要，开发和应用新型的检查是从根本上解决这些病害的关键途径。
1.传统检查井在城市道路应用中病害成因分析
现阶段城市道路常用的检查井以砖砌或混凝土浇筑为主要类型，这些传统的检查井经投入使用之后，往往会在检查井及井周出现井盖失稳、破损、下沉、井周环裂、沉陷等多种形式的病害，其中交通荷载是导致检查井产生病害的直接因素，除此之外还有以下原因。
1.1道路规划和设计考虑不周全
道路规划的超前性不强，没有科学地把握交通量的增长速度，设计存在重线形、轻结构现象，管线工程布设不合理，没有充分考虑城市道路检查井设置位置的合理性，致使检查井频繁受到外部车辆荷载冲击作用；同时检查井结构设计与实际应用脱节，普遍存在检查井设计标准偏低、检查井结构设计考虑因素不够周全，也为检查井及其周边沉降破坏留下了隐患。
1.2道路和井体材料有明显差异
传统检查井多为砖砌体或混凝土结构属于硬性结构，而沥青道路结构层属于软性结构，在路面高速行驶的车辆碾压检查井井盖或井圈的瞬间，柔性路面与刚性井体发生的形变是有明显差异的，正是这个形变上的差异，车辆碾压瞬间作用于井体上部结构的作用力相当大，从而加剧了检查井的沉降，甚至破坏。
1.3施工质量和操作未满足规范
施工管理者和操作者质量意识淡薄，没有严格按照技术规程操作施工。检查井砌筑质量差，地基和基础承载力不够，井圈安放坐浆不实，井身砌体或混凝土强度不足，井圈和井盖产品质量差，检查井周边回填土及路面结构层不密实；回填土的土材料及施工质量未达到规范要求，造成后期使用过程检查井及其周边破损。
1.4养护管理和维修工作不到位
在运营过程中当检查井周边出现轻微病害时，处理不及时或修复不彻底，只对井口边缘处凿挖换填，铺筑沥青混合料却没有有效压实平整，甚至造成井口标高低于周围路面；而且养护管理也有欠缺，未能定期检查、疏通和维护，常有垃圾杂、泥土堵塞管道，加大了管道的负荷，水满外流造成检查井基底、路基浸泡，引起检查井病害加重。
2.新型检查井的产品与技术性能分析
随着材料科学和施工技术的不断进步，出现了用高密度有机塑料生产新型检查井的新技术。塑料检查井是一种以高分子塑料替代传统材料（粘土、砖、混凝土等）作为原材料生产检查井主体部分的新型检查井，主要代表是热塑性塑料检查井。由于塑料检查井与塑料管道有良好的可联接性，且井身密闭抗腐蚀可以防止污水渗漏和雨水侵蚀，从而能够有效解决城市道路的检查井及其周边的病害问题。
2.1适应变形能力强
新型塑料检查井和塑料排水管道材质相同，且有一致的基础形式和接口形式，有效地解决井室与管道的接口问题，从而提高了管道和井体结构的抗渗性，对于排水管道长期安全运行是有利的。高分子塑料检查井与沥青道路材料性能接近，能够吸收一定的车辆碾压瞬时作用，所以适应变形能力强，可以避免传统砖砌或混凝土检查井与排水管道之间的不均匀沉降。
2.2耐腐蚀能力高
新型塑料检查井最突出的优点在于使用寿命长和耐腐蚀强。流经排水管道的雨水、污水常常有一定的腐蚀性，有的呈酸性，有的又呈碱性，新型塑料检查井的耐腐蚀性远胜于其他材质的检查井，而且抗磨损性能也很好，检查井井体不会因腐蚀而破损。
2.3密封性能好
新型塑料检查井采用高分子材料，连接时采用柔性承插连接，这种连接安装时采用弹性密封圈，密封性能好，能适应一定程度的沉降，具有较高抗沉降破坏能力，避免接口处渗漏，可有效防止二次污染地下水。
2.4排水能力强
新型塑料检查井井壁和底板光滑，且无凹凸不平和间歇裂缝，从而具有水力条件好、排污能力较强，雨污排放率可以达到普通砖砌或混凝土检查井的1.3倍以上，同时也减少了井体的渗漏风险。
3.新型塑料检查井在城市道路中的应用效果
新型塑料检查井是传统砖砌或混凝土检查井的技术更新，经过产品开发和技术性能研究，以及在具体工程上的实践应用与沉降检测等，验证了新型塑料检查井不仅结构可靠，而且比传统砖砌或混凝土检查井具有更好的应用效果。
3.1防沉降破性明显
新型塑料检查井以高分子树脂为原料，工厂预制生产，一次注塑成型，质量稳定可控。能够克服传统砖砌或混凝土检查井硬性材质的碎裂破坏和与管道硬性连接造成的不均匀沉降导致的渗漏问题，有效地减少了检查井发生沉降的几率，同时在井圈周围沥青道路环形破坏方面也能起到良好的防止作用。
3.2施工及维修方便
塑料检查井属于预制安装，装配化程度高，施工不受任何气候、环境影响，可全天施工。与传统砖砌或混凝土检查井相比，施工速度能提高20倍以上，可节省较多的施工时间，也大大缩短了因市政道路施工造成的通行不便。新型塑料检查井在养护维修时的疏通方式常采用专用的水枪清洗，操作安全性能好，无需工人下井作业，从而大大减少了井下中毒事故的发生几率。
3.3经济和社会效益高
经过新型塑料检查井在实际工程中应用，并与传统砖砌检查井在施工、维护及造价等方面的经济和社会效益进行对比分析，具体分析结果如下表所示。
从上表可以看出，在施工过程中，采用塑料检查井技术除了有很好的抗沉降技术性能之外，其施工周期短，大大缩短了因市政道路施工造成的通行不便时间，在保证施工质量的同时将工程对城市交通的影响降至最低。从日常维护来看，因为塑料检查井管壁光滑，水力条件好，排水效率高，雨污排放率是普通砖砌检查井的1.3倍，同时也减少了渗漏的风险。而且清除井壁、井底污积物只需用专用的水枪清洗，无需人员下井作业，从而大大减少了井下中毒事故的发生几率。从工程造价来说，采用塑料检查井的材料费与传统砖砌检查井材料费和机械费相比，并没有明显的增加，反而人工安装费却比传统砖砌检查井人工费要节约很多。这也为塑料检查井的推广奠定了很好的局面。
4.结束语
综上所述，高分子塑料检查井及其管材与沥青道路结构层在材料特性均有一定的弹性或半刚性，能够较好地吸收和克服车辆荷载的冲击作用，管道与检查井接口严密性好，从而能够有效地防止检查井沉降病害，施工工艺相对比较简单，技术上具有良好的性能，且经济效益也比较显著。所以推广生产和应用新型高分子塑料检查井，有利于改善城市道路状况，延长道路使用寿命，降低维护成本和节能降耗，提高城市的品位和市容，对推进城市道路建设事业的发展具有重要的现实意义。
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基金项目：2017年高等学校访问工程师校企合作项目“新型高分子塑料窨井在城市道路中的应用技术及效果研究”
论文作者:姚永鹤1,章军勇2
论文发表刊物:《科技研究》2018年10期
论文发表时间:2019/1/3
标签：塑料论文; 病害论文; 城市道路论文; 混凝土论文; 传统论文; 结构论文; 沥青论文; 《科技研究》2018年10期论文;