摘要：為解決傳統井蓋不能滿足城市道路快速發展背景下的功能性需求和審美性需求的問題。通過文獻調研和案例分析，對城市井蓋的問題現狀進行調查，結合井蓋產品的功能原理和高強度混泥土的材質特性進行設計研究。開發了一款具有警示效果和排水功能的新型高強度混凝土井蓋。高強度混凝土井蓋的設計應從功能，形式美學，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。

　　關鍵詞：混凝土;井蓋;產品設計

　　引言

　　在城市發展的沖擊下，市政建設也迅速發展，隨之而來的市政工程設施也與日俱增。一方面，隨著市政建設事業的不斷發展，井蓋等市政設施也不斷增加，。但在增加相應的污、雨水管道的檢查井后，以鑄鐵為材質的井蓋被盜現象也越來越嚴重。由于井蓋數量大，城市車流量和人流量密集，城市道路監管系統不夠完善等原因，井蓋缺失的情況下，相關部門對窨井蓋進行修整需要相對較長的時間。而在道路能見度低的情況下，由于井蓋缺失或維修產生的安全隱患更大。因此，對新型井蓋的優化設計，提高窨井蓋缺失情況下對道路的警示作用，減少道路安全隱患，是非常必要和緊迫的。另一方面，井蓋作為城市基礎設施的一部分，最開始是為了解決城市功能，但隨著民眾日益增長的審美觀，基礎設施缺乏美感設計，無法滿足大眾的精神需求。也需要重新設計為迎合大眾審美需求的新型“城市名片”。一種新型井蓋的設計與開發，保障道路的交通安全已成為當務之急。

　　一、井蓋的基本作用

　　井蓋屬于城市地下管網基礎設施的附屬設施，為地下管網出口的安全防護裝置，也是城市中最普遍的市政設施。一般來說，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輛和行人在行駛過程中墜落，方便專業人員進行疏通和管道檢查。井蓋一般具備著很強的硬度和強度，能承受高強度的壓力，也可以保證道路的平坦。

　　二、城市井蓋的設計調查及現狀

　　井蓋在城市建設中應用廣泛，市政維修人員需要在井下大量作業。一方面，隨著城市經濟建設的不斷發展擴大，車流量增大。由于井蓋數量大，城市道路監管系統不夠完善等原因，相關部門對窨井蓋進行修整需要相對較長的時間。特別是在道路能見度低的情況下，由于井蓋缺失或維修產生的安全隱患更大。現用的鋼筋混凝土井蓋因強度不足而損壞嚴重。在檢修時揭啟困難，費時費力。開啟井蓋后，由于井蓋自重重，且不易搬動，在轉移時也有一定困難和危險性。而以鑄鐵為材料的檢查井，造價高，容易丟失被盜。因此，對新型井蓋的優化設計，提高窨井蓋缺失情況下對道路的警示作用，減少道路安全隱患，是非常必要和緊迫的。

　　另一方面，井蓋作為城市基礎設施的一部分，最開始是為了解決城市功能，隨著民眾日益增長的審美觀，基礎設施缺乏美感設計，無法滿足大眾的精神需求。也需要重新設計為迎合大眾審美需求的新型“城市名片”。

　　(一)混凝土井蓋的視覺設計調查上海市政工程設計研究總院2017年受寧波市住建委前期辦委托，

　　從基礎設施的美學角度出發，對寧波東部新城市政附屬設施窨井蓋細節美化進行了研究。他們結合寧波東部新城的規劃定位和調研現狀，制訂出適合新城的井蓋美化提升整體框架格局和相關設計策略，設計了符合寧波文化和新區定位的獨特井蓋方案。將井蓋的設計與城市環境，以體現當地文化和新城特色為宗旨，分區用不同主題對井蓋進行再設計。

　　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計獨特的井蓋。日本甚至有一個井蓋協會，專門研究和保護日本各種各樣的井蓋文化。日本井蓋的設計風潮主要來源于Yasutake;Kameda的推廣，其主旨是以各式各樣的井蓋設計來吸引人們對路政工程和地下城市水道工程的重視。因此，他們想到了這個點子。隨著他們的推廣，“個性井蓋”流行起來了，甚至還出現了“個性井蓋”的粉絲，以追逐和發現新的井蓋圖案為樂。

　　日本的井蓋設計，往往善于加入極具地區特色的要素，由于文化原因，他們一般不會使用真人頭像和寺廟神社等建筑作為井蓋圖案，而會采用當地極具特色的特產或標志性圖案。此外，歷史故事，神話傳說甚至怪談也能成為井蓋設計的取材源泉。而位于日本的大榮町，由于是動畫《名偵探柯南》的作者青山剛昌的家鄉，也在井蓋上加上柯南的形象來對城市進行宣傳，如圖1、2。

　　(二)混凝土井蓋的功能設計調查

　　水泥基材料是基礎設施建設占比最多的一種基礎性建筑材料，可以廣泛應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。而隨著科學技術的飛速發展，已研制出強度等級超過100MPa，可以比肩鋼鐵的超高強混凝土材料，并已應用到橋梁，島礁軍事建設等實際工程中。

　　近段時間有報告稱，廣州市將推廣使用高強度混凝土制作的井蓋。這種高強度混凝土又稱鋼纖維混凝土，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，價格比鑄鐵井蓋降低1/3。

　　高強鋼纖維水泥基材料的抗裂性與抗沖擊性是非常優異的，根據相關資料顯示，高強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良的力學性能。并且這種材料與傳統鑄鐵井蓋相比，無回收價值，可杜絕因被盜而導致的交通安全事故。因此，可以廣泛取代傳統鑄鐵井蓋用于普通道路、住宅小區和工廠的雨水口、污水井和地下管道、通信等檢查井。這為我們的新型井蓋設計開辟了一條新的思路。

　　(三)高強度混凝土井蓋視覺性與功能性分析

　　首先，要重視井蓋的安全提示性。隨著城市化的迅速發展，城市道路也不斷建設，隨之而來的是井蓋的增設，而由于設計不完善，管理不到位等原因，井蓋缺損導致的行人墜井現象時有發生。因此，井蓋的設計主要是起到三個方面的作用：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的維修。對于井蓋的維修和管理，市政人員主要對高速公路和四個等級公路進行維修和負責，其次是各單位城建部門負責的街道范圍內的井蓋;2.洪澇排泄作用。城市中的井蓋除了設備維修井以外，絕大部分都是排泄城市內澇的排水井蓋。3.防盜。超高強混凝土井蓋是一種復合材料，和傳統的鑄鐵井蓋不同，自重重，不易丟失被盜。

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