凸起路標(biāo)的科學(xué)用法與作用原理

官陽(yáng)

近年來(lái)，我國(guó)對(duì)標(biāo)線的安全作用越來(lái)越重視，但是因?yàn)闃?biāo)線質(zhì)量不好控制或沒(méi)有水下反光標(biāo)線，很多地方開(kāi)始借助在路面安裝反光凸起路標(biāo)來(lái)輔助標(biāo)線的引導(dǎo)功能。特別是廣大農(nóng)村地區(qū)，照明條件有限，道路標(biāo)線施工養(yǎng)護(hù)不便，可以快速簡(jiǎn)便粘貼于路面的凸起路標(biāo)和平面路標(biāo)，有更加廣闊的應(yīng)用需求。

關(guān)于凸起路標(biāo)如何安裝、控制間距以及對(duì)車速的影響等，目前國(guó)內(nèi)的具體技術(shù)研究做指導(dǎo)和說(shuō)明都很有限。事實(shí)上，凸起路標(biāo)是國(guó)際上的一個(gè)常見(jiàn)做法，也有很多相關(guān)的技術(shù)研究報(bào)告和使用指南。本文就從技術(shù)角度，介紹凸起路標(biāo)的正確用法。

凸起路標(biāo)（Raised Pavement Marker），業(yè)內(nèi)習(xí)慣稱為道釘，有反光、內(nèi)部照明和不反光三種形式，最流行的是反光凸起路標(biāo)，它是一種重要的安全設(shè)施，用來(lái)輔助增強(qiáng)標(biāo)線的視認(rèn)性甚至替代標(biāo)線完成交通控制。其最大的優(yōu)點(diǎn)是在路平面之上有個(gè)很小的垂直高度，在路面有水膜時(shí)，不易被水阻擋，可以為駕駛?cè)颂峁└玫囊曈X(jué)引導(dǎo)。特別是反光凸起路標(biāo)，因?yàn)橛蚪煌鞣较虻男×⒚嫔涎b有反光片或本身就是玻璃球制作的，可以反射汽車燈光，給駕駛?cè)颂峁└訙?zhǔn)確的視距和方向性，其中反光片型凸起路標(biāo)還有向駕駛?cè)颂峁┬旭偡较蛘_信息的作用（其他方向會(huì)無(wú)法獲得反光）。在美國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究報(bào)告里，有一系列對(duì)凸起路標(biāo)詳細(xì)的技術(shù)要求，本文提取其中的重點(diǎn)，逐一介紹。

凸起路標(biāo)的基本要求

凸起路標(biāo)，作為輔助和替代標(biāo)線完成行車軌跡定位的參照物，其顏色必須與所要輔助或替代的標(biāo)線顏色一致，無(wú)論白天還是黑夜。這是最基本的要求。

反光凸起路標(biāo)面向反方向交通流的一側(cè)，可以是紅色的。如果駕駛?cè)丝吹铰访嫔嫌型蛊鹇窐?biāo)的紅色光，要意識(shí)到自己已經(jīng)錯(cuò)誤駛?cè)肓四嫘小?/p>

所以紅色凸起路標(biāo)雖然有紅色反光片，但是不應(yīng)該被正確行駛的駕駛?cè)丝吹健?/p>

反光凸起路標(biāo)或內(nèi)部照明型凸起路標(biāo)，可以用在隆起的緣石型中央隔離帶、分離島頭的前端路面上，也可以用在緣石平面之上。

反光凸起路標(biāo)或內(nèi)部照明型凸起路標(biāo)有單向形式和雙向形式兩種。雙向的可以配合面向的車流方向展示不同的顏色。

藍(lán)色凸起路標(biāo)有時(shí)在路面上用來(lái)幫助應(yīng)急人員快速找到消防栓。

重要的一點(diǎn)是，內(nèi)部照明型凸起路標(biāo)，應(yīng)該是亮度穩(wěn)定持續(xù)的而不得閃爍。閃爍型凸起路標(biāo)是被用作道內(nèi)路面警示燈使用的，而不是標(biāo)線，標(biāo)線的作用是提供定位和軌跡參照，所以必須恒定。不能閃爍，其原因在本文后面提到閃爍率對(duì)速度的影響時(shí)會(huì)提及。

無(wú)補(bǔ)充照明時(shí)，無(wú)反光功能的凸起路標(biāo)不能獨(dú)立用來(lái)替代道路標(biāo)線。凸起路標(biāo)的方向配置應(yīng)該是把正確的方向信息最大化地提供給用路者，并且設(shè)法使用路者對(duì)行車方向的困惑最小化。凸起路標(biāo)的方向配置，還要考慮因?yàn)槁窐?biāo)的可視角度錯(cuò)置導(dǎo)致的用路者方向困惑問(wèn)題。

凸起路標(biāo)的間距與位置

凸起路標(biāo)的一個(gè)重要作用是補(bǔ)充甚至替代標(biāo)線，為車輛提供定位和運(yùn)動(dòng)軌跡的參照，所以保持線性的視覺(jué)感受非常重要。這就涉及到了路標(biāo)的間距。

凸起路標(biāo)的間距，受到三種不同使用目的影響：（1）輔助強(qiáng)化標(biāo)線的定位信息，提升標(biāo)線的視認(rèn)性；（2）約束換道行為和強(qiáng)化謹(jǐn)慎駕駛的提示作用；（3）替代標(biāo)線完成交通控制。

從凸起路標(biāo)相對(duì)于標(biāo)線的安裝位置說(shuō)，主要有兩種，一種是在所輔助標(biāo)線的車道的內(nèi)側(cè)，緊挨著標(biāo)線（距離約5～7厘米），一種是在標(biāo)線的縱斷面前緣或后緣，或者是虛線長(zhǎng)度的中間。

為輔助雙線的定位視覺(jué)，而不需要約束跨線行為時(shí)，則只安裝在雙線之間安裝。在需要強(qiáng)化傳遞有變線約束的時(shí)候，會(huì)加大密度，并在雙黃線的雙外側(cè)對(duì)稱安裝。在輔助寬標(biāo)線時(shí)，要在標(biāo)線的兩側(cè)對(duì)稱安裝，以勾勒標(biāo)線的寬度，強(qiáng)化視覺(jué)效果。

下面介紹輔助和強(qiáng)化標(biāo)線視認(rèn)性、約束跨線行為的安裝方式。

行車道標(biāo)線是斷續(xù)的虛線，提供的是一種閃爍率，以便駕駛?cè)丝梢酝ㄟ^(guò)視覺(jué)獲得進(jìn)程感，感受速度，預(yù)判軌跡，確認(rèn)車距。凸起路標(biāo)的設(shè)置間距，要充分考慮這種閃爍率（也就是單位時(shí)間里看到凸起路標(biāo)的頻率）對(duì)駕駛行為的影響。有研究顯示，其稀疏程度，會(huì)對(duì)車速有影響，特別是如果當(dāng)凸起路標(biāo)對(duì)車道輪廓的描述不充分時(shí)（布設(shè)間距過(guò)大），可能會(huì)誘使駕駛?cè)思铀佟?/p>

按照美國(guó)的聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)，典型的行車道標(biāo)線（斷續(xù)標(biāo)線）一組長(zhǎng)度是12.2米，其中空檔是9.1米，白色實(shí)線是3.1米，虛實(shí)比是3：1。在設(shè)定凸起路標(biāo)的間距時(shí)，這個(gè)基礎(chǔ)長(zhǎng)度很重要，被稱作N值，也就是虛實(shí)線一組的長(zhǎng)度距離，它是凸起路標(biāo)的間距計(jì)算基礎(chǔ)。（數(shù)據(jù)來(lái)源：道路邊界輪廓實(shí)務(wù)手冊(cè)，The Roadway Delineation Practices Handbook）。

我國(guó)最常見(jiàn)的標(biāo)線組合是六九線，也就是6米實(shí)線9米空檔，虛線是15米。N值就是15米。最簡(jiǎn)單的N值間距，即每段實(shí)線標(biāo)線的端頭安裝一個(gè)凸起路標(biāo)，兩個(gè)之間的間距就是15米（相比美國(guó)，我國(guó)的標(biāo)線更耗涂料）。

中心線

在雙向雙車道的路上，輔助中心雙黃線：按照虛實(shí)線組合的N值，以2N，也就是24.4米為間距，在雙線的中間安裝。

輔助有一側(cè)可以借道超車的中心黃線，或者是雙車道中心線，以2N為間距，在虛線的中間空檔安裝。

在雙向雙車道的路上輔助允許雙向借道超車的中心黃虛線，以2N （24.4米）為間距，在虛線的中間空檔安裝。

在雙向雙車道上，輔助從允許雙向借道超車到禁止超車路段的中心線時(shí)，以2N（24.4米）為間距，在虛線的中間空檔安裝，同時(shí)，在出現(xiàn)雙實(shí)線的地方在雙實(shí)線雙向外側(cè)以N（12.2米）為間距安裝。

在多車道的雙向道路上輔助雙實(shí)黃線，以N（12.2米）為間距，在雙線的外側(cè)安裝，一般與實(shí)線保持50.8～76.2毫米（2～3英尺）的距離 （如圖3）。

行車道分道模式

輔助行車道分道線的凸起路標(biāo)，通常以2N（24.4米）為間距，在兩根實(shí)線間的空檔安裝。除非另有規(guī)定的除外。

邊緣線模式

輔助道路左路側(cè)邊緣實(shí)線的安裝方式是按照以N（12.2米）為間距，在實(shí)線的內(nèi)側(cè)安裝，距離白色實(shí)線50.8～76.2 毫米（2～3 英尺）。

通常情況下，不用凸起路標(biāo)補(bǔ)充道路右側(cè)的邊緣線，除非右側(cè)有特殊的風(fēng)險(xiǎn)元素，那么就需要安裝凸起路標(biāo)輔助標(biāo)線，這時(shí)的間距宜為6.1米（N/2），而且標(biāo)線也應(yīng)該在合理的距離內(nèi)有所加強(qiáng)。這些風(fēng)險(xiǎn)元素主要是路側(cè)有護(hù)欄、樹(shù)木、設(shè)施立柱、橋梁欄桿、排水溝等，或者是車道外側(cè)緊鄰路邊緣障礙，車道有消失或者車道要變窄等。

在平面彎道上，如果彎道的曲線弧度小于3度，一般以2N（24.4米）為間距，如果弧度大于或等于3度，以N（12.2米）為間距，當(dāng)弧度大于或等于15時(shí)，以N/2（6.1米）為間距，當(dāng)弧度大于20度時(shí)，使用雙側(cè)凸起路標(biāo)的形式。

在直線段，使用凸起路標(biāo)做中心線或者車道邊界時(shí)，最大的間距是24.4米。用在半徑為200米的彎道（8～9度的弧度）上做中心線時(shí)，最大的間距是12.2米。

美國(guó)的“窄橋標(biāo)準(zhǔn)”（數(shù)據(jù)來(lái)源：道路邊界輪廓實(shí)務(wù)手冊(cè)，The Roadway Delineation Practices Handbook）規(guī)定，在雙車道農(nóng)村公路上，凸起路標(biāo)在中心線和邊緣線上間隔為每24.4 米 （80 英尺），在接近一座狹窄的橋梁時(shí)，間距降低到12.2 米 （40 英尺），以顯示路面寬度在下降。

在左轉(zhuǎn)車道上的用法（數(shù)據(jù)來(lái)源：道路邊界輪廓實(shí)務(wù)手冊(cè)，The Roadway Delineation Practices Handbook），對(duì)于三車道道路的連續(xù)中心左轉(zhuǎn)車道，在左轉(zhuǎn)車道外側(cè)用N值做凸起路標(biāo)的間距，在車道內(nèi)側(cè)用2N 值做間距；對(duì)于5車道中央的連續(xù)左轉(zhuǎn)彎車道，在左轉(zhuǎn)車道外側(cè)用N值做凸起路標(biāo)的間距，在車道內(nèi)側(cè)用2N 值做間距，同時(shí)在直行車道上也用2N 值做間距設(shè)置凸起路標(biāo)。

同時(shí)，在左轉(zhuǎn)車道兩側(cè)使用凸起路標(biāo)時(shí)，還要考慮在左轉(zhuǎn)車道與直行道分離段的最初30.5米（100英尺）不設(shè)置凸起路標(biāo)，以便讓直行車無(wú)需跨越凸起路標(biāo)就駛?cè)胱筠D(zhuǎn)車道。

在交叉口路段，美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)是這樣規(guī)定的（數(shù)據(jù)來(lái)源：道路邊界輪廓實(shí)務(wù)手冊(cè)，The Roadway Delineation Practices Handbook）：

在單向雙車道道路的交叉口上游的4N的距離開(kāi)始，把路中線的凸起路標(biāo)的間距從N值降低一半到N/2；

在雙向雙車道道路的交叉口上游的4N的距離開(kāi)始，把路中線的凸起路標(biāo)的間距從N值降低一半到N/2；

在雙向四車道道路的交叉口上游的4N的距離開(kāi)始，把行車道線的凸起路標(biāo)的間距從N值降低一半到N/2；并將它們與路中線的凸起路標(biāo)位置對(duì)齊。

如果使用凸起路標(biāo)替代標(biāo)線，也就是不再畫標(biāo)線而只使用凸起路標(biāo)來(lái)完成控制呢？凸起路標(biāo)的間距要從視覺(jué)上模仿標(biāo)線的效果。

通常情況下，如果是替代斷續(xù)的虛線，要用凸起路標(biāo)做實(shí)線的部分，一般是采用3到5個(gè)凸起路標(biāo)均勻布設(shè)在實(shí)線長(zhǎng)度內(nèi)，間距不大于N/8。如果N不是24.4米，那么就按虛實(shí)長(zhǎng)度比布設(shè)。虛實(shí)比是2：1的，使用3個(gè)；虛實(shí)比是3：1的，使用4個(gè)；虛實(shí)比是4：1，使用5個(gè)。

如果使用凸起路標(biāo)替代實(shí)線，路標(biāo)的間距應(yīng)該小于N/4。一般右側(cè)車道邊緣線不使用凸起路標(biāo)，主要考慮到自行車的騎行安全和避免在雨夜時(shí)被駕駛?cè)苏`認(rèn)為外側(cè)還有機(jī)動(dòng)車道。所以在路側(cè)邊緣線也需要安裝凸起路標(biāo)，而且需要有工程評(píng)估，認(rèn)為路側(cè)邊緣線的定位對(duì)安全更重要，并且要加大密度，避免駕駛?cè)苏`判。

如果用凸起路標(biāo)替代點(diǎn)狀線，間距不應(yīng)該大約N/4，并且確保每段點(diǎn)狀線位置都有一個(gè)凸起路標(biāo)。

如果用凸起路標(biāo)替代寬標(biāo)線，用并排平行安裝兩個(gè)，顯示出寬度示意。

凸起路標(biāo)間距與車速的關(guān)系研究

凸起路標(biāo)的間距事關(guān)安全，應(yīng)該引起足夠的重視。上世紀(jì)七十年代，國(guó)際上陸續(xù)出現(xiàn)了一批研究，上段介紹的數(shù)據(jù)都是這類研究結(jié)果的綜合結(jié)論。這些研究，揭示了視覺(jué)感受與車速的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)（美國(guó)的艾倫報(bào)告Allen， R. W. et al. （1977）. Drivers Visibility Requirements for Roadway Delineation， Vol. 1： Effects of Contrast and Configuration on Driver Performance and Behavior. Technical Report No. FHWA–RD–77–165. Washington， D.C.： Federal Highway Administration.），在動(dòng)態(tài)條件下，車道輪廓的對(duì)比度閾值（黑白交錯(cuò)）感受會(huì)降低，這種視覺(jué)斷續(xù)感（比如白色虛線形成的交錯(cuò)感）的時(shí)間長(zhǎng)度就是對(duì)比度閾值，也被翻譯為“閃爍率”，會(huì)隨著車速的提高而短，速度快到一定程度時(shí)，斷續(xù)感會(huì)消失，也就是專業(yè)上稱的“對(duì)比度閾值降低”到了極限，這時(shí)點(diǎn)連成了線，我們平常所說(shuō)的車速飛快，路側(cè)的樹(shù)木連成了一排就是這個(gè)感受的一種描述方式。研究發(fā)現(xiàn)，人會(huì)根據(jù)視覺(jué)的閃爍率感受自己的運(yùn)動(dòng)速度，而人能感受到的閃爍率最高是2.5 Hz，也就是每秒鐘感受到2.5個(gè)變化周期，如果達(dá)不到這個(gè)值時(shí)，人會(huì)覺(jué)得自己的運(yùn)動(dòng)速度還不夠快。當(dāng)凸起路標(biāo)的間距是12.2米（40英尺）時(shí)，為了能每秒鐘接收到2.5個(gè)閃爍周期，就需要駕駛?cè)艘?09.5 公里/小時(shí)的速度行進(jìn)，這樣才能在每秒前進(jìn)30米的速度中感受到2.5個(gè)周期。如果凸起路標(biāo)的間距（頻閃的循環(huán)周期）減到7.3 米（24 英尺），這時(shí)速度為43.5公里/時(shí)就可以獲得同樣的閃爍率感受。所以，當(dāng)駕駛?cè)艘曈X(jué)感受到的閃爍率低時(shí)，會(huì)覺(jué)得自己的車速慢了而想要加速。因此當(dāng)凸起路標(biāo)的間隔加大后，駕駛?cè)藭?huì)因?yàn)榭吹竭h(yuǎn)點(diǎn)參照坐標(biāo)的延遲性而主動(dòng)增加速度，以便能達(dá)到最高速的閃爍率感受。這是一種視覺(jué)傳遞的運(yùn)動(dòng)速度感。

這里有個(gè)題外話，按照2.5Hz的閃爍率思考我國(guó)的“六九線”，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，“六九線”的閃爍率如果是2.5Hz，也就是每秒37.5米，就需要車速達(dá)到135公里時(shí)速，這也是為什么我國(guó)流量低的公路上自由流車速會(huì)很高的原因之一，因?yàn)槲覈?guó)的6米線太長(zhǎng)，輪換周期更長(zhǎng)，駕駛?cè)说拈W爍率不升高，就不能獲得滿意的視覺(jué)高速度感。同理，用調(diào)整閃爍率的方法，比如輪廓標(biāo)、標(biāo)線和反光道釘?shù)拿芏?，其?shí)可以影響車速。

所以艾倫等人的研究建議，如果凸起路標(biāo)的間距縮小，也許會(huì)避免在不利的能見(jiàn)度條件下（這時(shí)閃爍率會(huì)延遲，視覺(jué)上覺(jué)得自己車速低了）導(dǎo)致的不適當(dāng)?shù)母咚佟Ｑ芯拷Y(jié)論建議把12.2 米的虛實(shí)線周期組合（9.2米虛+3.05米實(shí)）的3：1的周期改小，比如改為5：3，把一個(gè)組合降低到7.3米（4.6米虛+2.7米實(shí)），這樣在視距不佳的條件下，可以降低提高車速的欲望。應(yīng)對(duì)不良視認(rèn)天氣條件的降速要求，其實(shí)就是降低了閃爍率。凸起路標(biāo)的間距做標(biāo)線的對(duì)應(yīng)縮小。

為了在安全和節(jié)省成本之間平衡，各方面的研究一直與凸起路標(biāo)的理想間距有關(guān)。如果凸起路標(biāo)的間距太大，間隔則會(huì)太遠(yuǎn)，導(dǎo)致無(wú)法向駕駛?cè)藗鬟f足夠的信息。所以后來(lái)就得出指南性意見(jiàn)，凸起路標(biāo)的最大間距不能超過(guò)24.4米，彎道上不能超過(guò)12.2米。在高速路的出口匝道附近的三角區(qū)，如果三角區(qū)長(zhǎng)度超過(guò)80米，兩側(cè)的凸起路標(biāo)間距可以是6.1米，如果不足80米，要使用3.05米的間距。

小結(jié)

凸起路標(biāo)的間距與要替代或補(bǔ)充的標(biāo)線形式保持對(duì)應(yīng)關(guān)系。越需要謹(jǐn)慎駕駛和抑制車速的地方，凸起路標(biāo)的間距應(yīng)縮小。標(biāo)準(zhǔn)做法是，凸起路標(biāo)組成的視覺(jué)連線N值應(yīng)該可以展現(xiàn)出對(duì)應(yīng)標(biāo)線的視覺(jué)組合效果。凸起路標(biāo)可以強(qiáng)化各種標(biāo)線的影響力甚至替代標(biāo)線完成交通控制。

上面介紹的凸起路標(biāo)的安裝方式和安全原理，從工藝和材質(zhì)角度，凸起路標(biāo)在近二三十年，也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，不僅其安裝不再需要破壞路面，改為使用高強(qiáng)度工業(yè)粘膠就可以安裝，還出現(xiàn)了可以水下反光的平面路標(biāo)，防鏟雪機(jī)的裝甲路標(biāo)等，讓交通工程師有了更多的選擇，為道路輪廓描述提供了更多的技術(shù)手段。