復(fù)合材料井蓋路用性能研究

□文/丁志安 魏玉國(guó) 馬洪福

目前市場(chǎng)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(jià)值經(jīng)常被盜。為此，開(kāi)展了用復(fù)合材料制成井蓋設(shè)施的路用性能研究。研究對(duì)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(yàn)

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(gè)試件為一組，試驗(yàn)結(jié)果取平均值。見(jiàn)表1和表2。

表1 粉煤灰復(fù)合材料抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

表2 垃圾爐渣復(fù)合材料抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

采用鑄鐵材料和混凝土材料的井蓋強(qiáng)度見(jiàn)表3和表4。

表3 鑄鐵材料抗壓強(qiáng)度

表4 混凝土材料抗壓強(qiáng)度

表1-表4表明，采用粉煤灰復(fù)合材料和垃圾爐渣復(fù)合材料井蓋抗壓強(qiáng)度相差不大；這兩種復(fù)合材料井蓋抗壓強(qiáng)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(qiáng)度的重要指標(biāo)，通過(guò)對(duì)成套檢查井蓋進(jìn)行加載試驗(yàn)后，測(cè)量井蓋的變形量來(lái)確定其承載能力。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用粉煤灰和垃圾爐渣的復(fù)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(shù)脂復(fù)合材料檢查井蓋標(biāo)準(zhǔn)》的要求，能夠滿足城市道路、公路、小區(qū)道路等處的使用要求。

耐酸堿試驗(yàn)

耐酸堿試驗(yàn)是檢測(cè)復(fù)合材料抗腐蝕的能力，見(jiàn)表5和表6。

表5 粉煤灰材料耐酸堿試驗(yàn)結(jié)果

表6 垃圾爐渣材料耐酸堿試驗(yàn)結(jié)果

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

抗老化試驗(yàn)

采用熱老化試驗(yàn)方法，見(jiàn)表7。

表7 復(fù)合材料熱老化試驗(yàn)結(jié)果

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

凍融試驗(yàn)

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 復(fù)合材料凍融試驗(yàn)結(jié)果

表8表明，兩種復(fù)合材料凍融循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果相差不大，均能滿足路用性能要求。

工程應(yīng)用

2009年葛萬(wàn)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(wàn)公路現(xiàn)場(chǎng)取回樣本進(jìn)行路用性能檢測(cè)，見(jiàn)圖1和表9-表10。

圖1 使用前后強(qiáng)度、承載能力對(duì)比

表9 使用后樣品耐酸堿試驗(yàn)結(jié)果

表10 使用后抗老化和抗凍融試驗(yàn)結(jié)果

結(jié)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(shù)脂復(fù)合材料檢查井蓋標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

結(jié)論

（1）復(fù)合材料井蓋安裝時(shí)不需要特殊的設(shè)備，操作簡(jiǎn)便。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)路驗(yàn)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(fù)合材料制成的井蓋具有承載力強(qiáng)、耐腐蝕等特點(diǎn)，使用效果良好。