高速公路防眩板设计高度研究

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摘要：近年来，随着我国高速公路建设的快速发展，高速公路交通事故频发，而行车眩光是引发高速公路夜间行车事故的一个重要原因，因此，在降低高速公路交通事故的工作中，防眩光成为急需解决的问题。高速公路的路况复杂，不同路段防眩要求也存在差异，如果防眩板设计参数相同，可能会引发严重的安全事故。因此，本文对不同路段的防眩板高度研究现况进行整理，为我国今后的高速公路防眩设计工作提供更多的参考依据。

关键词：防眩板；平直路段；凹形竖曲面路段；安装要求

改革开放以来，我国国民经济快速发展，作为地区间纽带的高速公路发展趋势迅猛。在2006-2016年，我国高速公路总里程增长8.57万公里[1]（图1），高速公路为人们的日常生活和工作提供巨大便利。同时，由于行车速度快，近年高速公路行车安全事故发生频繁，特别是夜间行车事故，据事故统计，约60%的交通事故发生在夜间[2]。夜间两辆汽车相向行驶，对向车辆前灯强光的照射会引起驾驶员眩光，出现暂时性失明或视觉疲劳，这是引发高速公路夜间行车事故的一个重要原因。因此，在降低高速公路事故的研究工作中，如何科学的有效防眩已成为亟待解决的重要问题。目前，我国采用的防眩光途径主要是在高速公路中央分隔带设置防眩装置，防眩装置主要包含植物防眩、防眩网、防眩板三种形式，分别具有不同的防眩光效果（图2）。其中，防眩板凭借其经济型、防眩效果好和安装简易的优势，广泛应用在实际工程，高速公路施工时采用同一参数设计防眩装置并进行安装。但是高速公路的路况复杂，不同路段对防眩要求不一，若采用相同参数设计防眩装置，可能危害高速公路夜间行车人的生命安全。因此，本文对现有的研究成果进行整理，总结不同路段的防眩板参数设计，为今后我国高速公路防眩装置的设计工作提供更多的参考资料。

1不同路段防眩板设计高度

防眩板的影响因素主要包括遮光角、防眩板高度和宽度、防眩板间距。其中，防眩板高度是最重要的影响因素之一。

1.1平直路段

在平直路段，对向车辆车灯高度和驾驶人视线高度与防眩板的高度关系密切。（1）其中，H：防眩板高度；ha：车辆灯光高度；hx：开车人的视线高度；B1：强光车辆与防眩板的横向距离；B：强光车辆与受眩车辆间的横向距离。由公式（1）可知，B值与防眩板高度关系密切，国家规范表明当强光车辆与受眩光车辆的横向距离大于14m不会出现眩光现象，因此，眩光分析只针对B值小于或等于14m的情况。在公式（1）的基础上，学者们进行了一些相关研究工作。王春娥[5]研究发现在双向四车道的高速公路上，防眩板高度1.6-1.7m时防眩效果好，同时防眩板满足风荷载承受能力的要求。另外，中央分隔带的宽度作为公式（1）中B值的一部分，与防眩板高度关系密切。当防眩板高度为1.6m时，中央分隔带的宽度应高于或等于3.75m；当防眩板高度1.7m时，中央分隔带宽度高于或等于2m才能达到防眩作用。赵锡森[6]考虑防眩板安装位置因素对防眩板高度的影响，发现若防眩板位于中央分割带的一侧时，防眩高度按照规范设计要求的1.6-1.7m，会存在漏光现象，应设置防眩板高度为1.75-1.85m，可以有效避免漏光现象。同时，相较于中央分隔带两侧护栏位置，在中央分隔带中线处安装防眩板更具有经济性优势[6]。此外，防眩板高度也与设计车辆行驶速度存在相关性。

1.2凹形竖曲线路段

由于现行规范中，未考虑不同路段对防眩光的要求差异，防眩设施设计存在不合理性。图5为凹形竖曲线路段汽车眩光原理图。在凹形竖曲线路段上两辆相向行驶的车辆，距凹形曲线底部较低位置的车辆容易让对向车辆驾驶员受到眩光作用。如果设置与平直路段同一防眩高度的防眩板，则夜间高速行驶的车辆存在严重的安全隐患。因此，为避免防眩现象，需要对凹形竖曲线路段的防眩高度进行重新设计和修正。近年来，学者们已逐渐认识到凹形竖曲线路段防眩设置高度与直线路段的差异性，开展了相关研究工作。颜佑启[7]按照汽车车灯照射角12°计算凹性竖曲线路段防眩高度，肖代全[8]依据凹曲线半径和照射角进行修正防眩设施高度，这些学者提出在凹形纵断面利用灯光照射角进行防眩高度修正，但会造成依据遮光角获得的纵距偏小。邓海斌[9]提出应基于驾驶员受到眩光时的纵距距离140m进行凹形纵断面防眩高度修正较为合适。作者修正最小防眩高度为公式（2），并通过算例证明凹形曲线修正防眩高度的必要性。孙吉书[10]进一步考虑坡度差和曲线半径对凹形路段防眩板高度的影响，通过几何运算推导出凹形路段的最小防眩板高度为公式（3），利用工程实例验证推导出的防眩板高度在高速公路不同路段均能高效率的避免眩光。通常凹形曲线分为圆曲线和抛物线两种，一般分析时，将凹形路段看作凹型曲线进行数学化。与以上文献[9，10]依据圆曲线形状分析不同，赵晓娟[11]针对抛物线性曲线开展研究，基于强光车辆、防眩板位置和受眩光驾驶员是否在凹曲线内，分为两种车辆组合的情况，一种为强光车辆和受眩车辆均在凹形竖曲线，第二种为一车在凹形竖曲线内而另一车在凹形竖曲线的直线路段，建立计算模型。潘兵宏[12]针对凹曲线内的两种车辆组合位置情况，建立详细的凹形竖曲线路段防眩板高度流程图，如图6所示。郑坤鹏[13]也将凹形竖曲线视为抛物线，研究发现防眩板高度与凹形竖曲线半径成反比，与对向车车灯照射距离成正比。但其依据的公式具有局限性，仅适用于对向车与受眩光车均在凹形竖曲线路段的情况。此外，赵晓娟[9]在凹形竖曲线路段顺着公路的前进方向，防眩高度呈先增大，后保持恒定，随后逐渐减小的变化趋势。另外，为了避免防眩高度突然增大给驾车员造成不适应，赵晓娟[11]提出在需防眩修正的凹型竖曲线路段安装50m防眩板过度段，过渡段防眩板高度间距可设置为0.05m。吴焱[3]推荐防眩设施过渡段为120m。施工人员可根据防眩板经济性和避光情况，采取合理的防眩板过渡段即可。

2防眩板安装设置

在实际工程中，防眩板严格遵循安装原则才能保证防眩光效果，因此防眩板的高质量安装对于确保夜间行车安全至关重要。防眩板安装类型分为独立安装和防眩板-护栏两种。安装时，需注意以下几个方面：①在需安装防眩板路段，应按照连续性原则进行安装，避免因间断安装造成驾车人遭遇眩光。②目前防眩板种类和形状具有多样性，如竖直板、人字形、树叶形和名胜古迹形（图7）。所以，在选择防眩板种类时需因地制宜，应考虑高速公路所在地区的实际情况。③防眩板应安装稳定牢固，确保安装平整，无倾斜不平现象。④防眩板需严格按照要求安装，确保安装角度和间距准确。⑤防眩板安装前，需检查防眩板尺寸、平整度和色泽度是否与图纸要求一致。（图8）

3总结

①在平直路段，防眩光效果与防眩板高度和中央隔离带之间的关系密切。在不同路段，按照统一高度设施防眩板存在不合理性，多位学者们根据实际工程案例已证明凹形竖曲面路段采用平直路段的防眩板高度会出现眩光，并推导出防眩板高度计算公式，施工人员可根据工程情况，通过公式推算出防眩板的合理高度，从而有效避免不同路段的眩光现象。②在实际工程中，保证防眩板的高质量安装对夜间行车安全至关重要，应引起施工人员的重视。

作者：杨韵可 尹存源 李玲 杨仕强 马利平 张恒 单位：云南省交通科学研究院有限公司 云南交通工程质量检测有限公司 云南省交通工程试验检测企业重点实验室