摘要：為解決傳統(tǒng)井蓋不能滿足城市道路快速發(fā)展背景下的功能性需求和審美性需求的問(wèn)題。通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研和案例分析，對(duì)城市井蓋的問(wèn)題現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，結(jié)合井蓋產(chǎn)品的功能原理和高強(qiáng)度混泥土的材質(zhì)特性進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。開(kāi)發(fā)了一款具有警示效果和排水功能的新型高強(qiáng)度混凝土井蓋。高強(qiáng)度混凝土井蓋的設(shè)計(jì)應(yīng)從功能，形式美學(xué)，安全性等方面上兼顧人們的使用需求，減少道路交通的安全隱患。

　　關(guān)鍵詞：混凝土;井蓋;產(chǎn)品設(shè)計(jì)

　　引言

　　在城市發(fā)展的沖擊下，市政建設(shè)也迅速發(fā)展，隨之而來(lái)的市政工程設(shè)施也與日俱增。一方面，隨著市政建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，井蓋等市政設(shè)施也不斷增加，。但在增加相應(yīng)的污、雨水管道的檢查井后，以鑄鐵為材質(zhì)的井蓋被盜現(xiàn)象也越來(lái)越嚴(yán)重。由于井蓋數(shù)量大，城市車(chē)流量和人流量密集，城市道路監(jiān)管系統(tǒng)不夠完善等原因，井蓋缺失的情況下，相關(guān)部門(mén)對(duì)窨井蓋進(jìn)行修整需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。而在道路能見(jiàn)度低的情況下，由于井蓋缺失或維修產(chǎn)生的安全隱患更大。因此，對(duì)新型井蓋的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高窨井蓋缺失情況下對(duì)道路的警示作用，減少道路安全隱患，是非常必要和緊迫的。另一方面，井蓋作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，最開(kāi)始是為了解決城市功能，但隨著民眾日益增長(zhǎng)的審美觀，基礎(chǔ)設(shè)施缺乏美感設(shè)計(jì)，無(wú)法滿足大眾的精神需求。也需要重新設(shè)計(jì)為迎合大眾審美需求的新型“城市名片”。一種新型井蓋的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，保障道路的交通安全已成為當(dāng)務(wù)之急。

　　一、井蓋的基本作用

　　井蓋屬于城市地下管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的附屬設(shè)施，為地下管網(wǎng)出口的安全防護(hù)裝置，也是城市中最普遍的市政設(shè)施。一般來(lái)說(shuō)，井蓋是地面上積水的主要排出和排送口，地下井蓋更多的是能有效防止路面車(chē)輛和行人在行駛過(guò)程中墜落，方便專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行疏通和管道檢查。井蓋一般具備著很強(qiáng)的硬度和強(qiáng)度，能承受高強(qiáng)度的壓力，也可以保證道路的平坦。

　　二、城市井蓋的設(shè)計(jì)調(diào)查及現(xiàn)狀

　　井蓋在城市建設(shè)中應(yīng)用廣泛，市政維修人員需要在井下大量作業(yè)。一方面，隨著城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展擴(kuò)大，車(chē)流量增大。由于井蓋數(shù)量大，城市道路監(jiān)管系統(tǒng)不夠完善等原因，相關(guān)部門(mén)對(duì)窨井蓋進(jìn)行修整需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。特別是在道路能見(jiàn)度低的情況下，由于井蓋缺失或維修產(chǎn)生的安全隱患更大。現(xiàn)用的鋼筋混凝土井蓋因強(qiáng)度不足而損壞嚴(yán)重。在檢修時(shí)揭啟困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。開(kāi)啟井蓋后，由于井蓋自重重，且不易搬動(dòng)，在轉(zhuǎn)移時(shí)也有一定困難和危險(xiǎn)性。而以鑄鐵為材料的檢查井，造價(jià)高，容易丟失被盜。因此，對(duì)新型井蓋的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高窨井蓋缺失情況下對(duì)道路的警示作用，減少道路安全隱患，是非常必要和緊迫的。

　　另一方面，井蓋作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，最開(kāi)始是為了解決城市功能，隨著民眾日益增長(zhǎng)的審美觀，基礎(chǔ)設(shè)施缺乏美感設(shè)計(jì)，無(wú)法滿足大眾的精神需求。也需要重新設(shè)計(jì)為迎合大眾審美需求的新型“城市名片”。

　　(一)混凝土井蓋的視覺(jué)設(shè)計(jì)調(diào)查上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院2017年受寧波市住建委前期辦委托，

　　從基礎(chǔ)設(shè)施的美學(xué)角度出發(fā)，對(duì)寧波東部新城市政附屬設(shè)施窨井蓋細(xì)節(jié)美化進(jìn)行了研究。他們結(jié)合寧波東部新城的規(guī)劃定位和調(diào)研現(xiàn)狀，制訂出適合新城的井蓋美化提升整體框架格局和相關(guān)設(shè)計(jì)策略，設(shè)計(jì)了符合寧波文化和新區(qū)定位的獨(dú)特井蓋方案。將井蓋的設(shè)計(jì)與城市環(huán)境，以體現(xiàn)當(dāng)?shù)匚幕托鲁翘厣珵樽谥迹謪^(qū)用不同主題對(duì)井蓋進(jìn)行再設(shè)計(jì)。

　　而日本，更是將井蓋作為文化的一部分，成為了極具特色的城市名片。在日本，大概有百分之九十以上城市使用了設(shè)計(jì)獨(dú)特的井蓋。日本甚至有一個(gè)井蓋協(xié)會(huì)，專(zhuān)門(mén)研究和保護(hù)日本各種各樣的井蓋文化。日本井蓋的設(shè)計(jì)風(fēng)潮主要來(lái)源于Yasutake;Kameda的推廣，其主旨是以各式各樣的井蓋設(shè)計(jì)來(lái)吸引人們對(duì)路政工程和地下城市水道工程的重視。因此，他們想到了這個(gè)點(diǎn)子。隨著他們的推廣，“個(gè)性井蓋”流行起來(lái)了，甚至還出現(xiàn)了“個(gè)性井蓋”的粉絲，以追逐和發(fā)現(xiàn)新的井蓋圖案為樂(lè)。

　　日本的井蓋設(shè)計(jì)，往往善于加入極具地區(qū)特色的要素，由于文化原因，他們一般不會(huì)使用真人頭像和寺廟神社等建筑作為井蓋圖案，而會(huì)采用當(dāng)?shù)貥O具特色的特產(chǎn)或標(biāo)志性圖案。此外，歷史故事，神話傳說(shuō)甚至怪談也能成為井蓋設(shè)計(jì)的取材源泉。而位于日本的大榮町，由于是動(dòng)畫(huà)《名偵探柯南》的作者青山剛昌的家鄉(xiāng)，也在井蓋上加上柯南的形象來(lái)對(duì)城市進(jìn)行宣傳，如圖1、2。

　　(二)混凝土井蓋的功能設(shè)計(jì)調(diào)查

　　水泥基材料是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)占比最多的一種基礎(chǔ)性建筑材料，可以廣泛應(yīng)用于各城市的房建工程、橋梁工程、地下工程、海洋工程以及交通工程。而隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，已研制出強(qiáng)度等級(jí)超過(guò)100MPa，可以比肩鋼鐵的超高強(qiáng)混凝土材料，并已應(yīng)用到橋梁，島礁軍事建設(shè)等實(shí)際工程中。

　　近段時(shí)間有報(bào)告稱(chēng)，廣州市將推廣使用高強(qiáng)度混凝土制作的井蓋。這種高強(qiáng)度混凝土又稱(chēng)鋼纖維混凝土，用其制成的雨水井蓋，外形尺寸與鑄鐵井蓋相同，可與原井蓋框配套使用，重量是鑄鐵井的70%左右，價(jià)格比鑄鐵井蓋降低1/3。

　　高強(qiáng)鋼纖維水泥基材料的抗裂性與抗沖擊性是非常優(yōu)異的，根據(jù)相關(guān)資料顯示，高強(qiáng)度混凝土與普通混凝土材料相比，前者具有很高的韌性，在其拉壓性能，抗沖擊等方面都具有優(yōu)良的力學(xué)性能。并且這種材料與傳統(tǒng)鑄鐵井蓋相比，無(wú)回收價(jià)值，可杜絕因被盜而導(dǎo)致的交通安全事故。因此，可以廣泛取代傳統(tǒng)鑄鐵井蓋用于普通道路、住宅小區(qū)和工廠的雨水口、污水井和地下管道、通信等檢查井。這為我們的新型井蓋設(shè)計(jì)開(kāi)辟了一條新的思路。

　　(三)高強(qiáng)度混凝土井蓋視覺(jué)性與功能性分析

　　首先，要重視井蓋的安全提示性。隨著城市化的迅速發(fā)展，城市道路也不斷建設(shè)，隨之而來(lái)的是井蓋的增設(shè)，而由于設(shè)計(jì)不完善，管理不到位等原因，井蓋缺損導(dǎo)致的行人墜井現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因此，井蓋的設(shè)計(jì)主要是起到三個(gè)方面的作用：1.方便路政人員的管理和維修，以備在洪澇天氣以及線路管道故障時(shí)的維修。對(duì)于井蓋的維修和管理，市政人員主要對(duì)高速公路和四個(gè)等級(jí)公路進(jìn)行維修和負(fù)責(zé)，其次是各單位城建部門(mén)負(fù)責(zé)的街道范圍內(nèi)的井蓋;2.洪澇排泄作用。城市中的井蓋除了設(shè)備維修井以外，絕大部分都是排泄城市內(nèi)澇的排水井蓋。3.防盜。超高強(qiáng)混凝土井蓋是一種復(fù)合材料，和傳統(tǒng)的鑄鐵井蓋不同，自重重，不易丟失被盜。

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