具有民族特色的新型誘導(dǎo)防眩板研究與應(yīng)用

尹存源， 楊自華， 郭 華， 劉競陽， 楊 斌， 馬振亞， 陳則曉

(1.云南交通工程質(zhì)量檢測有限公司， 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)檢測企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 昆明 650200)

眩光是車輛夜間在高速公路上行駛時(shí)的重大隱患之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，在夜間發(fā)生交通事故所占的比例中，由眩光造成的比例高達(dá)12%～15%[1-5]，而科學(xué)有效的防眩設(shè)施安裝設(shè)置是目前可有效解決對向車道行車燈光造成眩光的常用方法之一[6-10]。本文以云南新建高速公路保瀘高速為示范工程，從防眩板的參數(shù)、材料配比及保瀘高速所貫穿的少數(shù)民族傈僳族文化特色條紋出發(fā)，綜合分析了眩光及民族特色條紋因素對駕乘人員視覺特性和心理生理特性的影響，對不同線形條件下影響防眩設(shè)施防眩效果的各個(gè)因素進(jìn)行分析，提出防眩板遮光角、防眩寬度、防眩間距、防眩高度、民族特色條紋設(shè)置的方法，且在防眩板上增加了誘導(dǎo)涂裝模塊，該誘導(dǎo)模塊在直線路段和圓曲線段均有線形誘導(dǎo)作用，在夜間車輛燈光照射下不會(huì)發(fā)生反射情況，在確保行車安全的前提下具有高速公路景觀增加效果，其在我國高速公路上屬于首次應(yīng)用，這對示范工程項(xiàng)目推廣應(yīng)用及對高速公路建設(shè)融入少數(shù)民族特色文化都具有重要意義。

1 防眩板設(shè)計(jì)

此防眩板設(shè)計(jì)基于《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG D81—2017)總體要求，即所用材料無反光功能，不得影響停車視距，直線路段遮光角不應(yīng)小于8°，平、豎曲線路段遮光角應(yīng)為8°～15°。

1.1 遮光角計(jì)算

直線路段遮光角β0如圖1所示，按式(1)計(jì)算：

(1)

式中：b為防眩板寬度，m；L為防眩板的縱向間距，m。

平曲線路段遮光角β按式(2)計(jì)算：

(2)

式中：R為平曲線半徑，m；B3為車輛駕駛?cè)伺c防眩設(shè)施的橫向間距，m。

圖1 遮光角計(jì)算圖示

1.2 防眩板高度計(jì)算

防眩板高度H按式(3)進(jìn)行計(jì)算：

H=h1+(h2-h1)B1/(B1+B2)

(3)

式中：h1為汽車前照燈高度，m；h2為駕駛?cè)艘暰€高度，m，如表1所示；B1、B2分別為車行道上車輛距防眩板中心線的距離，m，B=B1+B2，如圖2所示。

表1 駕駛?cè)艘暰€高度和前照燈的高度值

圖2 防眩設(shè)施最小高度計(jì)算圖示

1.3 防眩板材料配比設(shè)計(jì)

目前我國防眩板大多采用鋼鐵皮防眩板和塑料玻璃鋼防眩板[11-14]，本次防眩板材料為塑料玻璃鋼，分別由不飽和聚酯樹脂、玻璃纖維、苯稀+36D、鈣粉等不同成分按不同配比組成，詳細(xì)材料配比如表2所示，再按圖3生產(chǎn)工藝流程制作完成。

表2 防眩板材料組成配比

1.4 傈僳族文化提煉

傈僳族起源于中國的古老民族，是云南省特有的少數(shù)民族，擁有悠久的歷史文化底蘊(yùn)[15-17]。在設(shè)計(jì)防眩板之初就將傈僳族特色文化簡單明了地體現(xiàn)在防眩板上，而顏色條紋便是一種較好的表現(xiàn)方法，且顏色是任何一種語言中必不可少的組成部分，它不僅可描繪具體實(shí)物的色彩，還可代表民族文化和民族個(gè)性，但顏色不易過多，否則致使駕駛者產(chǎn)生眼花繚亂之感。在傈僳族中，黑色象征著男子的勤勞勇敢和健康。傈僳族女性服飾面積運(yùn)用最大的主體顏色是黑色，其服飾結(jié)構(gòu)7大部件的底色也都是黑色。最早以前，黑色也叫玄色，是吉祥穩(wěn)重的象征，體現(xiàn)了傈僳族人民風(fēng)憨厚樸實(shí)，努力善良，傈僳語中“地、土地、地面”也都跟黑色聯(lián)系在一起。傈僳族主要分布在怒江傈僳族自治州，沿怒江兩岸居住，傈僳族人對怒江有著特殊的情感，而怒江又稱為黑水，表明傈僳族崇尚黑色。此外，傈僳族在整體主體色的基礎(chǔ)上，也會(huì)在衣服、吊筒這些地方搭配大紅和水紅，紅色是除主體黑色外運(yùn)用較多的，如在刺繡的紋樣里就有紅色，紅色象征著好運(yùn)、吉利、熱情、激情及喜慶，也反映了傈僳族人熱情奔放的性格，積極向上的生活態(tài)度。據(jù)上分析，防眩板涂裝條紋顏色為紅、黑二色。

圖3 防眩板生產(chǎn)工藝流程

1.5 新型防眩板成型設(shè)計(jì)

依據(jù)防眩板各設(shè)計(jì)參數(shù)及保瀘高速示范段轉(zhuǎn)彎半徑及橫縱坡數(shù)據(jù)，計(jì)算得出防眩板高度700 mm、寬度200 mm、厚度2 mm是防眩效果最佳設(shè)計(jì)尺寸。為使防眩板簡單明了展示出傈僳族文化條紋，采用傈僳族最具代表的紅、黑2種顏色貫穿涂裝于防眩板兩面邊緣處。同時(shí)，為使防眩板具有視覺誘導(dǎo)功能，在防眩板紅、黑二色條紋處，按等間距劃分涂裝上4塊不具備反射能力的誘導(dǎo)模塊。駕駛者通過察覺由這4塊誘導(dǎo)模塊組成的連續(xù)線條的交叉情況，可判定前方路段是平直路段還是圓曲線路段，最終設(shè)計(jì)如圖4所示。

(a) 正視圖(b) 底視圖

2 防眩板產(chǎn)品試驗(yàn)

按照交通安全設(shè)施產(chǎn)品行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，所研發(fā)的新型防眩板需按照國家標(biāo)準(zhǔn)《防眩板》(GB/T 24718—2009)要求對外觀質(zhì)量、結(jié)構(gòu)尺寸、抗風(fēng)荷載、抗變形量、抗沖擊性能等12個(gè)指標(biāo)進(jìn)行檢測，結(jié)果如表3所示。經(jīng)檢測，本研究所研發(fā)的具有民族特色條紋的新型防眩板滿足規(guī)范要求。

3 示范工程應(yīng)用評價(jià)

選取工程示范實(shí)例為云南保山至瀘水高速公路平曲線示范路段，該路段為雙向4車道，行車道寬3.75 m，中央分隔帶為2 m，曲線半徑為400 m，曲線長度為453.2 m，緩和曲線長度為175.66 m，設(shè)計(jì)時(shí)速為80 km。

新型防眩板的設(shè)計(jì)考慮了材料配比組成、大型車和小型車防眩功能、視覺誘導(dǎo)功能、民族特色文化宣傳及緩解駕乘者視覺疲勞功能等因素，這些設(shè)計(jì)因素相對獨(dú)立、層次清晰，采用層次分析法進(jìn)行綜合分析。

3.1 大型車和小型車防眩功能分析

當(dāng)大型車和小型車在不同車道行駛時(shí)，根據(jù)保瀘高速車道寬度、中央分隔帶寬度設(shè)置參數(shù)及表1提供的大型車、小型車h1、h2值，可分為以下3種行車情況。

表3 防眩板檢測結(jié)果

1) 當(dāng)B2車在左側(cè)車道，B1車在右側(cè)車道行駛時(shí)，可知B1=6.625 m，B2=2.875 m，B=B1+B2=9.5 m，由此可得到大型車防眩板高度為：H=h1+(h2-h1)B1/B=1.697 m，小型車防眩板高度為：H=h1+(h2-h1)B1/B==1.149 m。

2) 當(dāng)B1、B2車輛均處于道路最右側(cè)車道行駛時(shí)，可知B1=B2=6.625 m，B=B1+B2=13.25 m，由此可得到大型車防眩板高度為：H=h1+(h2-h1)B1/B=1.50 m，小型車防眩板高度為：H=h1+(h2-h1)B1/B=1.05 m。

3) 當(dāng)B1、B2車輛均處于道路最左側(cè)車道行駛時(shí)，可知B1=B2=2.875 m，B=B1+B2=5.75 m，由此可得到大型車防眩板高度為：H=h1+(h2-h1)B1/B=1.50 m，小型車防眩板高度為：H=h1+(h2-h1)B1/B=1.05 m。

根據(jù)上述3種行車情況可知，要使大型車和小型車在保瀘高速不同車道行駛時(shí)均不受到對方車輛燈光的影響，防眩板的高度至少需要1.7 m以上，實(shí)際示范工程點(diǎn)防眩板高度測量值均超過了1.7 m，滿足防眩使用功能。

3.2 視覺誘導(dǎo)功能分析

駕駛者通過察覺防眩板間由誘導(dǎo)模塊組成的4條連續(xù)線條交叉程度，可判定前方路段線形，如圖5所示。

1) 4條誘導(dǎo)線條平行不相交，則判定前方路段為平直狀態(tài)，如圖6所示。

2) 4條誘導(dǎo)線在某處相交時(shí)，駕駛員可判定前方路段在誘導(dǎo)線相交點(diǎn)處為圓曲線路段，如圖7所示。由圖7可知，相交斜率越大，道路彎曲度越大，提醒駕駛員減速慢行。

圖5 路段線形誘導(dǎo)效果

圖6 平直路段線形誘導(dǎo)效果

3.3 少數(shù)民族文化宣傳功能分析

通過問卷調(diào)查保瀘高速交通參與者可知，熟知傈僳族文化的駕乘者通過觀察防眩板上簡單明了的紅、黑二色條紋涂裝，便知道此地域?yàn)槔圩宓木劬拥兀欢皇煜っ褡逄厣幕鸟{乘車者通過了解便知曉紅、黑二色為傈僳族最具代表的顏色文化條紋。

圖7 圓曲線路段線形誘導(dǎo)效果

3.4 緩解視覺疲勞功能分析

通過問卷調(diào)查保瀘高速交通參與者反饋得出，在行駛過程中突然出現(xiàn)這耳目一新的防眩板會(huì)在一定程度上緩解駕駛疲勞感，達(dá)到行車安全的作用。

3.5 防眩板使用滿意度調(diào)查

針對該新型防眩板在保瀘高速公路示范工程的實(shí)際應(yīng)用綜合分析，對20～50歲區(qū)間的駕乘人員進(jìn)行了問卷調(diào)查，結(jié)果如表4所示。滿意度調(diào)查共計(jì)47份有效問卷，總體滿意度為90.64%。

表4 防眩板滿意度調(diào)查

4 結(jié)論

1) 所設(shè)計(jì)的防眩板具有道路視覺誘導(dǎo)功能，可增加行車安全及緩解駕駛員長期駕駛導(dǎo)致的疲勞感。

2) 提出了防眩板融入當(dāng)?shù)孛褡逄厣幕?，此設(shè)計(jì)理念可供其他高速公路推廣應(yīng)用。

3) 防眩板實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果表明，該防眩板材料性能指標(biāo)值遠(yuǎn)高于《防眩板》(GB/T 24718—2009)規(guī)范要求，具有強(qiáng)度高、韌性好、耐久性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及加工簡單等優(yōu)點(diǎn)，有推廣應(yīng)用的潛力。