黃立志,閻石磊
(艾利(中國)有限公司,上海 200233)
《道路交通反光膜》(GB/T 18833—2002)(以下稱“舊標”)發(fā)布以來,歷經(jīng)10年時間,極大地促進了反光膜在交通標識上的規(guī)范設計、應用和施工,在一定程度上為我國的交通安全帶來了提升。
隨著中國道路的發(fā)展,車輛、車道數(shù)不斷增多,道路寬度不斷增大,再加上各種環(huán)境下的光線干擾,反光膜也面臨著更高的挑戰(zhàn),要求其能夠適應各種車輛、道路的發(fā)展(即能夠滿足多車道中各個車道車輛及不同類型車輛的視覺需求),能夠滿足司機在各種環(huán)境下的視覺需求(即多雨、霧、霾、霓虹燈、反光膜本身的方向敏感性等各種干擾情況下各種車輛的視覺需求)[1],同時要求反光膜本身也具有更好的壽命(即耐老化性能)。這些主要體現(xiàn)在GB/T 18833—2012(以下稱“新標”)中有關大角度、旋轉均勻性、熒光色和耐侯性的規(guī)定[2]。
相比舊標而言,新標做了一些變化,如表1所示。
表1 新標的技術變化
在此,筆者僅著重討論其中對道路交通安全影響比較大的幾個變化,而不對所有變化加以詳述。
觀測角是指照明軸與觀測軸間的夾角,即入射光線和反射光線的夾角,在實際道路中,這兩條光線都是斜線。同樣條件下,觀測角越小,標牌的亮度越高。模擬的觀測角如圖1所示。
圖1 模擬道路上的觀測角
在新標中,對所有等級的反光膜,在保持舊標中小觀測角的性能要求(即0.2°時的逆反射系數(shù))的基礎上,大幅提高了觀測角的性能要求,從舊標中的0.33°提高到了0.5°。除此之外,對V類,還增加了舊標一級膜中所沒有的1°觀測角。
在實際駕駛中,人們發(fā)現(xiàn)對于同一塊交通標志牌,當司機從遠距離駛向標志牌時,隨著距離的縮短,標志牌的亮度會慢慢增加。這是因為在遠距離時,司機的觀測角相似,隨著距離的縮短,越來越多的車燈入射到標志牌上,使得標志牌的反光亮度增加。但當距離靠近到某個程度后,標志牌的亮度反而迅速下降,這是因為越來越少的車燈入射到了標志牌上,且伴隨觀測角的迅速增大,標志牌的亮度迅速下降,致使司機來不及看清楚標志牌上的字符,道路管理信息因此失效,如圖2所示。此時對應的距離,稱為最小視認距離。對于大型車輛,如重卡等,這種現(xiàn)象尤為明顯。
圖2 標志牌亮度和距離
在實際道路上,同樣的距離,大卡車和小車的觀測角也有極大的區(qū)別。觀測角與距離的關系如圖3所示。
圖3 觀測角與距離
對于大車,從圖3可以看出,舊標中觀測角為0.33°時,視認距離為330m左右,而新標中觀測角提高到了0.5°,其視認距離為200m左右。換言之,新標把視認距離往標牌方向縮短了130m,對于時速80km的卡車,意味著司機多了接近6s的時間去辨識字符,這對道路安全是一種提高。對于V類膜,這種提升更加顯著。舊標中只規(guī)定了0.33°的逆反射系數(shù),最小視認距離為330m左右。而新標中增加了1°,由圖3可見,其最小視認距離為50m左右,這意味著新標中的視認距離往標牌方向縮短了280m左右,從而使卡車司機多了12s多的反應時間去辨識字符??梢姡琕類膜更加保障了道路的安全。
對于小車,新標對大觀測角性能的要求,同樣縮短了視認距離,從而給司機提供了更多的反應時間去辨認字符。
由上可以看出,相對于舊標的一級膜,高性能的V類膜對交通安全的提升巨大,在高等級公路設計中,應該尤其重視V類膜的選用。需要指出的是,V類反光膜對逆反射系數(shù)的要求很高,因為它不僅要求保持舊標中的遠距離/小觀測角的高亮度,同時也增加了近距離/大觀測角的高亮度。目前只有全棱鏡反光膜能滿足V類要求,如艾利公司的智能全棱鏡反光膜T—11500系列。
對于司機來說,如果已經(jīng)超過最小視認距離還沒有看清字符,就只能減速或停車去識讀標志,或變更車道去識別標志,從而導致危險的發(fā)生[3]。要使司機更容易看到標志牌,有兩種方法:方法一是增加標志牌的字符尺寸,使得司機在最小視認距離外就能觀察到標志牌,但這種方法受限于相關國標規(guī)定的字符大??;方法二是增加大角度觀測角的反光亮度,即增加大觀測角的逆反射系數(shù),比如在高速或重要的城市道路中選用V類膜,即大角度反光膜,可以保證大觀測角的逆反射系數(shù),從而提高了標志牌在近距離或對大車的亮度,從而預防事故的發(fā)生,保障交通安全。
熒光色的引入是新國標中另外一個引人注目的技術變化,如艾利公司的V類膜、智能全棱鏡T-11500中的熒光黃、熒光橙、熒光黃綠。熒光是指材料吸收紫外線,然后衰退激發(fā)出可見光。在照明度不高的清晨、黃昏,以及雨、雪、霧,霾等惡劣天氣條件下,熒光交通標志非常醒目,被識別的幾率遠遠高于普通顏色標志。
發(fā)達國家和地區(qū)已將熒光色普遍應用于人行橫道、醫(yī)院、學校等行人和非機動車密集的地段,對保護路人的行走安全起到了非常重要的作用,如圖4所示。中國起步較晚,從2009年起才開始將熒光色使用在校車產(chǎn)品中,如圖5所示。
圖4 熒光色反光膜在美國的應用
圖5 熒光色反光膜在中國校車上的應用
高性能熒光色反光膜的出現(xiàn),對我國的交通標志牌是極大的提升。但目前熒光色反光膜,其技術難點在于如何保持熒光的顏色在10年內(nèi)穩(wěn)定。否則隨著熒光色的退化,將導致其喪失醒目的特點,最終不能保障道路交通的安全。
要求棱鏡性反光膜具備旋轉均勻性,是新國標中的另一個亮點。人們常見的同一塊標志牌上,有的字符明亮,而有的字符黑暗,如圖6、圖7所示,這是由于棱鏡反光膜有方向性或旋轉不穩(wěn)定性造成,而貼膜工人并沒有按照同一方向去貼膜造成的。艾利公司獨有的技術,消除了棱鏡型反光膜的方向性,因而字符的反光在各個方向都是均勻一致的,從而給司機清晰的提醒,保障了交通安全。
圖6 棱鏡反光膜的方向性實例(國內(nèi))
圖7 棱鏡反光膜的方向性實例(國外)
棱鏡型反光膜,在不同的旋轉角度下,其反光性能可能存在差異,如圖8所示。如果反光膜不具備旋轉均勻性,即在不同旋轉角度下的光度性能存在差異時,制造商應該沿其逆反射系數(shù)較大的方向做出基準標記。但在現(xiàn)場貼膜時,出于節(jié)省字膜材料的目的,各種邊角料仍然可能以各種旋轉方向刻字,并按照同一方向貼字膜,這就容易導致反光膜明暗不均現(xiàn)象發(fā)生,從而造成交通標志牌信息的丟失,對于道路交通安全是一個隱患。
圖8 棱鏡反光膜的方向性試驗室測試結果
綜上所述,《道路交通反光膜》(GB/T 18833—2012)相對于舊標,其對反光膜性能和道路安全性能的要求大幅度提高。在面對當前道路越來越寬、車道越來越多、卡車數(shù)量日益增多、高等級公路越來越多的形式[3],為了保障道路交通安全,保證將標志牌的管理語言順利傳遞給司機,在標志設計中,鑒于反光膜的大角度、熒光色和旋轉穩(wěn)定性的特點,應該更多地考慮具有大角度性能的反光膜,并在相關區(qū)域使用醒目的高質量熒光色,同時注意棱鏡反光膜的方向性,盡量避免其帶來的不良影響,最終提高駕駛員對標志牌的視認,迅速準確地獲取信息,從而減少錯誤操作的可能性,使得標志牌成為道路交通安全的真正保障。
[1]Paul J.Carlson,P E.Eval Clearview Microprismatic Retro Sheetings[R].Austin,Texas∶Texas Transportation Institute,The Texas A&M University Implementation Office,2001.
[2]GB/T 18833—2012,道路交通反光膜[S].
[3]趙召勝.淺析反光材料的反射角度性能及視認性對交通安全的影響[J].城市道橋與防洪,2013,9(9):23-25.