尹存源YⅠN Cun-yuan；楊自華YANG Zi-hua；劉競(jìng)陽(yáng)LⅠU Jing-yang；楊斌YANG Bin；馬振亞MA Zhen-ya；陳則曉CHEN Ze-xiao

（①云南交通工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，昆明 650200；②云南云嶺高速公路交通科技有限公司，昆明 650200；③云南省交通工程試驗(yàn)檢測(cè)企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650200）

0 引言

近年來(lái)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)的高速公路建設(shè)事業(yè)也在不斷前進(jìn)。2019 年中國(guó)高速公路總計(jì)已超過(guò)140000km，位居世界前列，但這一現(xiàn)象也引起道路交通事故率日趨上升，嚴(yán)重危害著人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全[1]。在全國(guó)道路事故死亡人數(shù)中，高速公路事故死亡率高達(dá)11%，尤其是高速公路的夜間行車交通事故死亡人數(shù)[1]。誘發(fā)高速公路夜間行車安全事故的一個(gè)重要原因是眩光現(xiàn)象。在夜間會(huì)車時(shí)，對(duì)向車輛車燈的強(qiáng)光射向駕駛員，造成駕駛員的視覺(jué)短暫缺失，并易引起其情緒緊張，如有突發(fā)情況，駕駛員容易手忙腳亂，存在嚴(yán)重的交通安全隱患。因此，如何采取科學(xué)的防眩措施防止或降低高速公路夜間行車中眩光的出現(xiàn)具有重要意義。

針對(duì)高速公路的眩光現(xiàn)象，目前主要措施是設(shè)置防眩裝置遮擋車輛燈光，從而有效避免強(qiáng)光射向?qū)ο蜍囕v的駕駛員，達(dá)到降低眩光現(xiàn)象的效果。防眩裝置的防眩原理如圖1 所示。目前，廣泛使用的防眩裝置主要包括植物防眩、防眩板和防眩網(wǎng)。植物防眩雖然具有防眩和美化環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，但由于氣候等原因，植物成活率低，需要補(bǔ)栽，并且植物后期需要專人澆水修剪等，成本高昂且工作量大。防眩網(wǎng)的防眩效果一般，防眩效果受防眩網(wǎng)格的密度影響。防眩板具有安裝簡(jiǎn)易，防眩效果好的優(yōu)點(diǎn)，是高速公路中使用最為廣泛的一種防眩裝置，且造價(jià)低，后期維護(hù)費(fèi)用低。因此，文章分析目前防眩板的材料和優(yōu)缺點(diǎn)，論述了目前高速公路的防眩板設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算方式。另外，基于某高速公路路段項(xiàng)目的防眩板的設(shè)計(jì)方案，驗(yàn)證防眩板在直線路段和平曲線路段的安裝合理性，提出防眩板參數(shù)設(shè)計(jì)的建議，為我國(guó)高速公路防眩板參數(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供更多的參考。

圖1 防眩裝置的遮光原理圖[2]

1 防眩板的質(zhì)量要求

①依據(jù)規(guī)范GB/T 24718-2009 要求規(guī)定，防眩板技術(shù)要求分為原材料要求、外觀質(zhì)量要求、結(jié)構(gòu)尺寸要求及理化性要求。

材料外觀質(zhì)量要求為防眩板表面顏色須均勻一致，無(wú)明顯的反光現(xiàn)象，邊緣圓滑、無(wú)毛刺、無(wú)飛邊，表面無(wú)剝離、無(wú)裂紋、無(wú)氣泡、無(wú)沙眼等缺陷，整體成型完整、無(wú)明顯歪斜。

結(jié)構(gòu)尺寸要求如表1 所示。

表1 防眩板主要結(jié)構(gòu)尺寸（單位：mm）

理化性能應(yīng)滿足表2 至表4 要求。

表2 防眩板通用理化性能

表3 玻璃鋼防眩板理化性能

表4 鋼質(zhì)金屬基材防眩板理化性能

②防眩板原材料主要分為塑料、鋼材或玻璃鋼三種。鋼材防眩板具有優(yōu)秀的力學(xué)性能，但野外長(zhǎng)期服役后，鋼材防眩板會(huì)出現(xiàn)較大變形和銹蝕，引起底部位置損壞或螺絲松動(dòng)。塑料防眩板的原材料主要有HDPE、PVC 或ABS，成品外觀精美，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，能根據(jù)要求設(shè)計(jì)出多種圖案或紋理。但由于塑料材質(zhì)，在溫度變化大的服役路段易老化和變色，抗風(fēng)能力較差。玻璃鋼防眩板由玻璃纖維和樹脂等材料制作成型，耐候性強(qiáng)，重量輕，可以適應(yīng)高速公路上復(fù)雜的環(huán)境狀況，但產(chǎn)品的個(gè)體參數(shù)差異性大。因此，每種類型防眩板都具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，施工人員應(yīng)根據(jù)所需路段的氣候、環(huán)境要求和項(xiàng)目要求，來(lái)選擇更加合適的防眩板類型。

③由于服役環(huán)境的復(fù)雜性，防眩板表面需做防腐措施，以延長(zhǎng)其使用壽命。目前，防眩板表面防腐措施主要包括熱浸鍍鋅、噴塑和刷漆三種。當(dāng)采用熱浸鍍鋅方式時(shí)，鍍鋅量應(yīng)保證在350g/m2以上。當(dāng)采用噴塑方式時(shí)，噴涂的厚度應(yīng)達(dá)到300-500μm。當(dāng)采用刷漆方式時(shí)，應(yīng)采用先刷防銹漆，后刷油漆的涂刷順序，同時(shí)，每種漆至少涂刷兩次，確保防腐質(zhì)量符合要求。

2 防眩板的參數(shù)設(shè)計(jì)

2.1 直線路段

2.1.1 防眩板的遮光角

高速公路直線路段防眩板的遮光原理如圖1 所示。根據(jù)規(guī)范JTG/T D81-2017[3]，遮光角的計(jì)算公式β0如下：

其中，b 是直線路段防眩板的寬度，單位為cm；L 是直線路段防眩板的間距，單位為cm。

2.1.2 防眩板的間距

根據(jù)規(guī)范JTG/T D81-2017，直線路段防眩板的設(shè)計(jì)間距為：

2.1.3 防眩板的高度

在規(guī)范JTG/T D81-2017 中，大型車駕駛員的視線高度和車燈高度分別為2m 和1m，而小型車駕駛員的視線高度和車燈高度分別是1.3m 和0.8m。直線路段防眩板的高度H 計(jì)算公式為：

其中，h1是車輛的車燈高度，單位是cm；h2是駕駛員的視線高度；B1和B2分別為強(qiáng)光車輛和受眩車輛到中間防眩板的距離，單位是cm。

2.2 平曲線路段

2.2.1 防眩板的遮光角

在高速公路曲線路段上，直線路段的遮光角不再適用，修正為遮光角β1：

其中，R 是平曲線路段的直徑，單位為m；B 是平曲線路段上強(qiáng)光車輛到車燈防眩板的距離，單位為m；β0是直線路段的遮光角，單位為°。

2.2.2 防眩板的間距

在高速公路平曲線路段，特別是曲線半徑較小的路段，如果仍按照直線路段的防眩板間距安裝防眩板，可能會(huì)存在車燈眩光現(xiàn)象?；谥本€路段的防眩板間距對(duì)平曲線路段進(jìn)行修正，高速公路平曲線路段的防眩板間距L'為

其中，L'為平曲線路段的防眩板間距，單位為cm。B是平曲線路段上車燈防眩板的距離，單位為m；R 是平曲線路段的直徑，單位為m；β0是直線路段的遮光角，單位為°。b 是直線路段防眩板的寬度，單位為cm。

2.2.3 防眩板的高度

在高速公路平曲線路段防眩板的高度仍采用直線路段的防眩板高度H。

3 工程實(shí)例驗(yàn)證

在某高速公路建造項(xiàng)目中，采用的防眩板尺寸為：寬22cm，高90cm，設(shè)置間距100cm。利用章節(jié)2 的防眩板參數(shù)設(shè)計(jì)原理來(lái)分析此防眩板的合理性及安裝建議，示范效果如圖2 所示。

圖2 某高速示范工程安裝效果圖

3.1 直線路段

在高速公路直線路段，通過(guò)計(jì)算，遮光角β0為12.5°，滿足規(guī)范JTG/T D81-2017 對(duì)于遮光角的要求。計(jì)算防眩板高度時(shí)，當(dāng)取大貨車駕駛員視線高度和車燈高度時(shí)，H為1.68m，符合規(guī)范JTG/T D81-2017 對(duì)于防眩板高度的要求。另外，規(guī)范要求防眩板間距50-100cm，在保證防眩板遮光角和高度避免眩光的前提下，間距100cm 符合規(guī)范要求，且能節(jié)約成本。

3.2 平曲線路段

通常高速公路車道寬3.5m。交通部相關(guān)試驗(yàn)表明：相向行駛的車輛橫向距離小于14m 才會(huì)遭遇眩光[4]，分析各車道組合可知，當(dāng)發(fā)射光線的車輛位于較遠(yuǎn)的車道，受眩光車輛處于超車道時(shí)，為最不利車道組合[5]。假設(shè)防眩板設(shè)置在中央隔離帶中間位置，發(fā)射光線的車輛位于距離隔離帶的第二車道，受眩光車輛位于隔離帶旁邊的超車帶。根據(jù)公式（4），計(jì)算得到平曲線路段不同半徑下的遮光角，如表5 所示。由表5 可知，最小半徑125-650km/h 范圍平曲線路段的遮光角（15.42-25.31°）大于直線路段的遮光角（12.5°），如果按照直線路段的遮光角在平曲線路段安裝防眩板，會(huì)發(fā)生眩光現(xiàn)象。另外，隨著曲線最小半徑增大，平曲線路段的遮光角逐漸增大。隨著中央隔離帶寬度增大，遮光角也呈逐漸增大的趨勢(shì)。相較于中央隔離帶寬度值，曲線最小半徑對(duì)平曲線路段遮光角的影響更顯著。因此，在防眩板安裝工作中，當(dāng)平曲線路段半徑125-650 km/h、中央隔離帶寬度2-4.5m 時(shí)，防眩板遮光角取12.42-25.21°，也可根據(jù)公式（4）或表5 設(shè)置遮光角，進(jìn)行防眩板安裝工作。

表5 平曲線路段不同半徑下的遮光角（單位：°）

根據(jù)公式（5），計(jì)算得到高速公路平曲線路段不同半徑下的防眩板間距，結(jié)果如表6 所示。由表6 可知，在高速公路曲線半徑125-650m 范圍路段的防眩板設(shè)置間距47-80cm 才能有效避免眩光現(xiàn)象。防眩板設(shè)計(jì)規(guī)范中并未考慮平曲線路段的情況，如果按照直線路段防眩板間距100mm 的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于平曲線路段，眩光會(huì)發(fā)生。另外，由

表6 可知，隨著曲線最小半徑的減小，防眩板間距不斷減小。隨著中央隔離帶寬度的增大，防眩板間距輕微減小?？梢钥闯?，相較于中央隔離帶寬度，平曲線路段的曲線最小半徑對(duì)防眩板間距的影響更大。在實(shí)際公路安裝防眩板時(shí)，當(dāng)平曲線路段半徑125-650km/h、中央隔離帶寬度2-4.5m 時(shí)，防眩板安裝間距為47-80cm，也可根據(jù)表6 或公式（5）進(jìn)行計(jì)算，來(lái)確定不同曲線半徑下的防眩板間距，有效避免眩光的發(fā)生。

4 結(jié)論

綜上所述，防眩板是保障高速公路交通安全的重要組成部分，在減少眩光和保護(hù)車輛人員方面起重要作用。因此，保障防眩板的質(zhì)量和防眩效率是非常關(guān)鍵的。文章綜合性分析了防眩板的種類和質(zhì)量要求，論述了在高速公路直線路段和平曲線路段上防眩板的高度、設(shè)置間距和遮光角計(jì)算方式。針對(duì)某工程使用的防眩板，驗(yàn)證其工程防眩的可行性，證明了直線路段和平曲路段防眩板的參數(shù)設(shè)置差異，并提出防眩板設(shè)置參數(shù)的建議。文章可以為今后我國(guó)高速公路不同路段的防眩板參數(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供更多的參考。