關(guān)于高速公路上振動(dòng)標(biāo)線的文獻(xiàn)綜述

(重慶交通大學(xué) 重慶 400061)

一、引言

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，高速公路的建設(shè)呈現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的態(tài)勢(shì)。然而，伴隨我國(guó)高速公路的發(fā)展、高速公路通車?yán)锍痰难娱L(zhǎng)、以及高速公路車流量的增多，我們發(fā)現(xiàn)高速公路交通事也呈增長(zhǎng)之勢(shì)，高速公路的交通安全時(shí)時(shí)刻刻都受到挑戰(zhàn)，成了影響高速公路發(fā)展的不利因素之一。與我國(guó)國(guó)土面積相近的美國(guó)，高速公路每百公里的事故率僅為普通公路的十分之一。[1]為此，對(duì)于高速公路事故的研究是近年來諸多學(xué)者探究的方向，以至于是整個(gè)社會(huì)的一項(xiàng)重要工作，加大對(duì)高速公路安全管理的研究和探索成了眾多專家學(xué)者關(guān)注并參與的重大課題。尤其值得注意的是，因交通標(biāo)志和公路標(biāo)線導(dǎo)致的交通事故率也在上升，2016年按交通控制方式導(dǎo)致的事故四項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示其中與公路標(biāo)線相關(guān)的事故占總數(shù)的63.03%，直接財(cái)產(chǎn)損失7.83億[2]。

我們從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中也可以清楚的看出高速公路標(biāo)線在保障高速公路和通行人員的安全中發(fā)揮著巨大作用。由于人和機(jī)器都可能發(fā)生錯(cuò)誤，特別是在困難的駕駛條件下。除了其他因素之外，人類的可能性也是由于注意能力有限，所以在高速公路中設(shè)置能足夠引起駕駛?cè)藛T注意的標(biāo)線就成為了保證高速公路安全的當(dāng)務(wù)之急。它既不同于其他公路的標(biāo)線，又與其他公路標(biāo)線具有一樣的作用。首先高速公路標(biāo)線具有指示駕駛路線的作用，具有規(guī)范交通秩序的作用。其次高速公路標(biāo)志標(biāo)線具有警示駕駛行為的作用。一般的限速、靠右行駛、分道行駛、系安全帶、震蕩標(biāo)線、反光道釘、視距標(biāo)志等標(biāo)志，可以有效合理的提示駕駛員限制車速，按車道行駛，保持安全間距，防止疲勞駕駛，在駕駛活動(dòng)中，給駕駛?cè)俗銐虻木?。由此可見，有效提高并改善高速公路?biāo)線，提高行車安全水平,加快高速公路健康穩(wěn)健的發(fā)展已變得非常緊迫。

二、國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

振動(dòng)標(biāo)線是一種目前國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家使用比較普遍，具有國(guó)際先進(jìn)水平的高新技術(shù)產(chǎn)品。振動(dòng)標(biāo)線2O世紀(jì)90年1代初出現(xiàn)在日本，主要是針對(duì)雨天環(huán)境下標(biāo)線可視程度較低而發(fā)明的一種新型標(biāo)線，值得一提的是國(guó)外的振動(dòng)標(biāo)線有兩種形式，一種是凹陷型的，類似于國(guó)內(nèi)常說的隆聲帶，還有一種是和國(guó)內(nèi)常說的振動(dòng)標(biāo)線一樣是突起型標(biāo)線。在這方面，日本對(duì)減速振動(dòng)標(biāo)線的研究最為突出[2]。目前,日本的道路標(biāo)線研究發(fā)展的非?？?振動(dòng)標(biāo)線的應(yīng)用也比較廣泛,振動(dòng)標(biāo)線的設(shè)置比較合理,在彎道處、坡道段、等需要減速的路段都設(shè)有比較完善而合理的振動(dòng)標(biāo)線。

例如在北海道的冬季，路面標(biāo)記因除雪而受損，每年春天，都需要重新施加標(biāo)記。Hirasawa Masayuki，和Takemoto Azuma[3]提出了一種新的路面標(biāo)線系統(tǒng)，其凹陷設(shè)計(jì)可防止刮水器刮傷，并且其中加入凹凸塊使車走過時(shí)發(fā)出噪聲可提高駕駛安全性。為了確定凹陷路面標(biāo)記的最佳設(shè)計(jì)，試驗(yàn)安裝在凹槽之間使用了兩個(gè)間隔。駕駛測(cè)試發(fā)現(xiàn)，間隔較長(zhǎng)的凹陷標(biāo)線比間隔較短的凹陷標(biāo)線產(chǎn)生更多的噪音和振動(dòng)，使前者比后者更明顯。另外由于該地區(qū)降雨量充沛，涂料選擇了水性涂料，但結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水性涂料不夠耐用，不能用于凹陷路面標(biāo)線，而是最終選擇噴涂熱塑性涂料。

對(duì)于振動(dòng)標(biāo)線的雨夜可視性問題，日本的相關(guān)學(xué)者也同樣做了研究。満田喬·高木正幸·金子英雄[4]比較了常規(guī)標(biāo)線，普通涂料振動(dòng)標(biāo)線、高反光帶玻璃珠涂料振動(dòng)標(biāo)線這三者實(shí)際使用壽命，工作效果和性價(jià)比。Kasai Satoshi，Aita Hisashi[5]等人指出，雖然普通道路標(biāo)線造價(jià)是三者中最低的，但它的功能也是最弱的，與發(fā)生的交通事故所造成的損失相比這一點(diǎn)性價(jià)比可以說是九牛一毛，普通材料的振動(dòng)標(biāo)線價(jià)格大概是高反光振動(dòng)標(biāo)線的三分之二，但其在雨夜環(huán)境中存在較大的可視性障礙。

在研究振動(dòng)標(biāo)線的凸起度是如何定量的提高夜間陰雨天氣的可見度中今田典寬[6]研究了：與晴天相比，在降雨條件下，振動(dòng)標(biāo)線的突起性狀和突起部分的密度是否會(huì)發(fā)生變化。如果發(fā)生變化這種變化是否會(huì)導(dǎo)致玻璃珠的反射系數(shù)的變化，并由此確定了在振動(dòng)標(biāo)線凸起部分玻璃珠的特征和效果，其結(jié)果大致歸納為以下四點(diǎn)：(1)即使在陽光時(shí)期的雨季，凸起部分也并不是總增加遞歸的輻射光量。(2)確保從凸起部分的傾斜表面獲得高于極限值的遞歸反射系數(shù)的傾斜角才是問題的關(guān)鍵。(3)傾斜表面上添加的玻璃珠的增加是有效可行的。(4)突起的高度必須考慮降雨強(qiáng)度、突起的密度和安裝位置才能確定。

除去日本以外，歐洲的一些國(guó)家也已經(jīng)批量在公路上設(shè)置振動(dòng)標(biāo)線了。并且在其提高交通安全性上做出了定量的測(cè)評(píng)：

來自瑞典的Anna Vadeby[7]指出：中心道路標(biāo)線可以減少單車撞車次數(shù)和迎面而來的車輛撞車次數(shù)，從而減少車禍，死亡人數(shù)和傷亡人數(shù)?；诰降娜鸬浣煌ò踩u(píng)估機(jī)構(gòu)在2003-2012年期間對(duì)瑞典國(guó)家STRADA事故數(shù)據(jù)庫(kù)(瑞典交通事故數(shù)據(jù)采集庫(kù))的車禍報(bào)告進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。其中統(tǒng)計(jì)與行人，自行車，輕便摩托車，基于軌道的車輛和游戲的碰撞被排除在分析之外?？偣卜治隽?80條道路。將安裝振動(dòng)標(biāo)線之后的車禍結(jié)果與之前的結(jié)果進(jìn)行比較。分析中僅包括具有前后期和未改變速度限制的路段。由于在交叉路口沒有振動(dòng)標(biāo)線，因此排除了交叉路口的碰撞。根據(jù)其給出的數(shù)據(jù)列表可以看出鋪設(shè)振動(dòng)標(biāo)線之前的交通量比后期高出約20%，反映出鋪設(shè)振動(dòng)標(biāo)線之前時(shí)間持續(xù)較長(zhǎng)。對(duì)于評(píng)估道路上的所有碰撞事故，鋪設(shè)振動(dòng)標(biāo)線之前有342個(gè)FSI(fatalities and severely injured)，之后有216個(gè)，而鋪設(shè)振動(dòng)標(biāo)線之前有984個(gè)傷害事故，之后有836個(gè)。

另外，根據(jù)在美國(guó)七個(gè)州進(jìn)行的一項(xiàng)前后研究，其中包括98個(gè)治療點(diǎn)和超過210英里的道路，發(fā)現(xiàn)中心線使用振動(dòng)標(biāo)線的路段傷害事故減少了約15%(CI5-25%)，正面和反面方向側(cè)擦傷事故約25%(CI5-45%)[8]。振動(dòng)標(biāo)線對(duì)肩部的影響更為積極(40-50%)。

總體來說，日本方面關(guān)于振動(dòng)標(biāo)線的研究是在世界前列的，而歐美等方面的資料統(tǒng)計(jì)則給出了振動(dòng)標(biāo)線在提高交通安全中起到的重要作用。

三、國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

由于振動(dòng)標(biāo)線在這些年推廣應(yīng)用的過程中，出現(xiàn)了許多問題：起振蕩作用的凸起部分經(jīng)過夏天的高溫曝曬和車輪碾壓，出現(xiàn)壓扁現(xiàn)象；標(biāo)線經(jīng)過低溫凍融，表面產(chǎn)生裂紋、裂縫甚至部分振蕩塊脫落(在北方的冬季尤其嚴(yán)重)，國(guó)內(nèi)對(duì)振動(dòng)標(biāo)線的材料也做了大量研究。

纖維的種類和添加量對(duì)振蕩標(biāo)線涂料性能改善的研究中，杜海，劉俊權(quán)，申麗霞[9]等人認(rèn)為添加玻璃纖維和高分子纖維后振蕩標(biāo)線抗裂性能明顯改善，抗沖擊性能提高。通過對(duì)他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以看出通過添加玻璃纖維可以有效增加振蕩標(biāo)線的高溫抗壓強(qiáng)度和軟化點(diǎn)，但添加量超過0.6%時(shí)會(huì)影響施工性能；添加高分子纖維也可以有效增加振蕩標(biāo)線的高溫抗壓強(qiáng)度和低溫抗裂性能，并且耐沖擊性能得到明顯改善。

在探究白色熱熔振蕩標(biāo)線亮度影響因素中，郝鵬舉，杜素軍，杜海[10]等人認(rèn)為熱熔振蕩標(biāo)線的亮度因數(shù)(白度)與鈦白粉的加入量基本呈正比關(guān)系，鈦白粉加入量越大，所測(cè)得的亮度因數(shù)值也越大，但當(dāng)鈦白粉的加入量超過7%時(shí)，振蕩道路標(biāo)線的色度色差值達(dá)到最大值，再增加鈦白粉的用量對(duì)于亮度因數(shù)的影響非常小。但是當(dāng)鈦白粉的含量小于1%左右時(shí)，所測(cè)得的色度色差的坐標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

此外鄭家軍，杜利民[11]在研究道路振動(dòng)標(biāo)線反光原理與玻璃珠的合理應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn)：撒布量玻璃珠量小于90～100g/m2時(shí)，振動(dòng)標(biāo)線的逆反射性能會(huì)隨著面撒玻璃珠量的增加而增大，這是由于在玻璃珠未完全覆蓋涂膜表面時(shí)，起反光作用的玻璃珠增多，單位面積反射回去的光就會(huì)增多，相應(yīng)測(cè)量得的逆反射值增大；當(dāng)玻璃珠撒布量超過120g/m2時(shí)，振動(dòng)標(biāo)線的逆反射值會(huì)隨著玻璃珠撒布量的增加而減少，可能是由于標(biāo)線表面撒布太多的玻璃珠量，以至于大部分的玻璃珠未能嵌入熱熔標(biāo)線涂料中而不能有效地起到反光作用，當(dāng)光線射入時(shí)會(huì)發(fā)生相互遮擋和發(fā)生漫反射。

關(guān)于振動(dòng)標(biāo)線的施工工藝令狐前進(jìn)[12]等人做了詳細(xì)研究并做出了整理和總結(jié)，其施工順序和過程可簡(jiǎn)述為：安全措施的確認(rèn)—清潔路面—放樣—加放固化劑及攪拌—涂敷—修理—質(zhì)量檢驗(yàn)—施工完成后60min即可開放交通。

丁國(guó)強(qiáng)[13]等人則在之后的研究中對(duì)于振動(dòng)標(biāo)線施工的注意事項(xiàng)補(bǔ)充到：(1)要求路面基層牢固，路面干燥、潔凈。(2)環(huán)境溫度：10～4O℃，地表溫度高于5℃。(3)新瀝青路面應(yīng)在瀝青固化、穩(wěn)定后鋪裝；舊瀝青路面可直接在其表面鋪裝。(4)新水泥路面需經(jīng)過30d的活化再通過機(jī)械打磨清除掉水泥表面的堿性層浮灰，舊水泥路面需要通過機(jī)械打磨、拉毛、粗化表面，以增加附著力。(5)對(duì)于破損、開裂路面修理補(bǔ)平后方可施工。

以上是國(guó)內(nèi)關(guān)于振動(dòng)標(biāo)線的研究現(xiàn)狀，不可不謂飛速發(fā)展，但與此同時(shí)還是有很多地方值得改進(jìn)。目前國(guó)內(nèi)的振動(dòng)標(biāo)線應(yīng)用和研究狀況可以概括為以下幾點(diǎn)：

(1)振動(dòng)標(biāo)線到目前為止還沒有具體的設(shè)置規(guī)范。

(2)顏色參考JT/T280-2004熱熔標(biāo)線涂料(突起型)。

(3)突起間距和突起塊兒形狀也沒有標(biāo)準(zhǔn)，都是根據(jù)目前劃線設(shè)備的刀口形狀(橫向排列固定的)來設(shè)置的，凸起塊縱向間距一般在10-20cm之間。

(4)厚度和突起厚度在GB/T16311-2009以及JTGT D81-2017里面有規(guī)定，突起厚度3-5mm。但沒有對(duì)形狀進(jìn)行詳盡說明。

總體來看，我國(guó)振動(dòng)標(biāo)線的材料研究及施工水平已經(jīng)媲美發(fā)達(dá)國(guó)家，但是結(jié)構(gòu)形式較為單一，振動(dòng)標(biāo)線的形狀、突起間距、突起形式與其產(chǎn)生的噪音關(guān)系，振動(dòng)標(biāo)線是通過噪音還是通過震感提醒給予駕駛者提醒，到底哪一方面影響因子更大即對(duì)駕駛者行駛感受的調(diào)查，振動(dòng)標(biāo)線在不同環(huán)境(溫度濕度)下的使用壽命維護(hù)周期等問題都未予考慮。