具有民族特色的新型诱导防眩板研究与应用

尹存源， 杨自华， 郭 华， 刘竞阳， 杨 斌， 马振亚， 陈则晓

(1.云南交通工程质量检测有限公司， 昆明 650200； 2.云南云岭高速公路交通科技有限公司， 昆明 650200；3.云南省交通工程试验检测企业重点实验室， 昆明 650200)

眩光是车辆夜间在高速公路上行驶时的重大隐患之一，据统计资料表明，在夜间发生交通事故所占的比例中，由眩光造成的比例高达12%～15%[1-5]，而科学有效的防眩设施安装设置是目前可有效解决对向车道行车灯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泸高速为示范工程，从防眩板的参数、材料配比及保泸高速所贯穿的少数民族傈僳族文化特色条纹出发，综合分析了眩光及民族特色条纹因素对驾乘人员视觉特性和心理生理特性的影响，对不同线形条件下影响防眩设施防眩效果的各个因素进行分析，提出防眩板遮光角、防眩宽度、防眩间距、防眩高度、民族特色条纹设置的方法，且在防眩板上增加了诱导涂装模块，该诱导模块在直线路段和圆曲线段均有线形诱导作用，在夜间车辆灯光照射下不会发生反射情况，在确保行车安全的前提下具有高速公路景观增加效果，其在我国高速公路上属于首次应用，这对示范工程项目推广应用及对高速公路建设融入少数民族特色文化都具有重要意义。

1 防眩板设计

此防眩板设计基于《公路交通安全设施设计细则》(JTG D81—2017)总体要求，即所用材料无反光功能，不得影响停车视距，直线路段遮光角不应小于8°，平、竖曲线路段遮光角应为8°～15°。

1.1 遮光角计算

直线路段遮光角β0如图1所示，按式(1)计算：

(1)

式中：b为防眩板宽度，m；L为防眩板的纵向间距，m。

平曲线路段遮光角β按式(2)计算：

(2)

式中：R为平曲线半径，m；B3为车辆驾驶人与防眩设施的横向间距，m。

图1 遮光角计算图示

1.2 防眩板高度计算

防眩板高度H按式(3)进行计算：

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

(3)

式中：h1为汽车前照灯高度，m；h2为驾驶人视线高度，m，如表1所示；B1、B2分别为车行道上车辆距防眩板中心线的距离，m，B=B1+B2，如图2所示。

表1 驾驶人视线高度和前照灯的高度值

图2 防眩设施最小高度计算图示

1.3 防眩板材料配比设计

目前我国防眩板大多采用钢铁皮防眩板和塑料玻璃钢防眩板[11-14]，本次防眩板材料为塑料玻璃钢，分别由不饱和聚酯树脂、玻璃纤维、苯稀+36D、钙粉等不同成分按不同配比组成，详细材料配比如表2所示，再按图3生产工艺流程制作完成。

表2 防眩板材料组成配比

1.4 傈僳族文化提炼

傈僳族起源于中国的古老民族，是云南省特有的少数民族，拥有悠久的历史文化底蕴[15-17]。在设计防眩板之初就将傈僳族特色文化简单明了地体现在防眩板上，而颜色条纹便是一种较好的表现方法，且颜色是任何一种语言中必不可少的组成部分，它不仅可描绘具体实物的色彩，还可代表民族文化和民族个性，但颜色不易过多，否则致使驾驶者产生眼花缭乱之感。在傈僳族中，黑色象征着男子的勤劳勇敢和健康。傈僳族女性服饰面积运用最大的主体颜色是黑色，其服饰结构7大部件的底色也都是黑色。最早以前，黑色也叫玄色，是吉祥稳重的象征，体现了傈僳族人民风憨厚朴实，努力善良，傈僳语中“地、土地、地面”也都跟黑色联系在一起。傈僳族主要分布在怒江傈僳族自治州，沿怒江两岸居住，傈僳族人对怒江有着特殊的情感，而怒江又称为黑水，表明傈僳族崇尚黑色。此外，傈僳族在整体主体色的基础上，也会在衣服、吊筒这些地方搭配大红和水红，红色是除主体黑色外运用较多的，如在刺绣的纹样里就有红色，红色象征着好运、吉利、热情、激情及喜庆，也反映了傈僳族人热情奔放的性格，积极向上的生活态度。据上分析，防眩板涂装条纹颜色为红、黑二色。

图3 防眩板生产工艺流程

1.5 新型防眩板成型设计

依据防眩板各设计参数及保泸高速示范段转弯半径及横纵坡数据，计算得出防眩板高度700 mm、宽度200 mm、厚度2 mm是防眩效果最佳设计尺寸。为使防眩板简单明了展示出傈僳族文化条纹，采用傈僳族最具代表的红、黑2种颜色贯穿涂装于防眩板两面边缘处。同时，为使防眩板具有视觉诱导功能，在防眩板红、黑二色条纹处，按等间距划分涂装上4块不具备反射能力的诱导模块。驾驶者通过察觉由这4块诱导模块组成的连续线条的交叉情况，可判定前方路段是平直路段还是圆曲线路段，最终设计如图4所示。

(a) 正视图(b) 底视图

2 防眩板产品试验

按照交通安全设施产品行业相关标准要求，所研发的新型防眩板需按照国家标准《防眩板》(GB/T 24718—2009)要求对外观质量、结构尺寸、抗风荷载、抗变形量、抗冲击性能等12个指标进行检测，结果如表3所示。经检测，本研究所研发的具有民族特色条纹的新型防眩板满足规范要求。

3 示范工程应用评价

选取工程示范实例为云南保山至泸水高速公路平曲线示范路段，该路段为双向4车道，行车道宽3.75 m，中央分隔带为2 m，曲线半径为400 m，曲线长度为453.2 m，缓和曲线长度为175.66 m，设计时速为80 km。

新型防眩板的设计考虑了材料配比组成、大型车和小型车防眩功能、视觉诱导功能、民族特色文化宣传及缓解驾乘者视觉疲劳功能等因素，这些设计因素相对独立、层次清晰，采用层次分析法进行综合分析。

3.1 大型车和小型车防眩功能分析

当大型车和小型车在不同车道行驶时，根据保泸高速车道宽度、中央分隔带宽度设置参数及表1提供的大型车、小型车h1、h2值，可分为以下3种行车情况。

表3 防眩板检测结果

1) 当B2车在左侧车道，B1车在右侧车道行驶时，可知B1=6.625 m，B2=2.875 m，B=B1+B2=9.5 m，由此可得到大型车防眩板高度为：H=h1+(h2-h1)B1/B=1.697 m，小型车防眩板高度为：H=h1+(h2-h1)B1/B==1.149 m。

2) 当B1、B2车辆均处于道路最右侧车道行驶时，可知B1=B2=6.625 m，B=B1+B2=13.25 m，由此可得到大型车防眩板高度为：H=h1+(h2-h1)B1/B=1.50 m，小型车防眩板高度为：H=h1+(h2-h1)B1/B=1.05 m。

3) 当B1、B2车辆均处于道路最左侧车道行驶时，可知B1=B2=2.875 m，B=B1+B2=5.75 m，由此可得到大型车防眩板高度为：H=h1+(h2-h1)B1/B=1.50 m，小型车防眩板高度为：H=h1+(h2-h1)B1/B=1.05 m。

根据上述3种行车情况可知，要使大型车和小型车在保泸高速不同车道行驶时均不受到对方车辆灯光的影响，防眩板的高度至少需要1.7 m以上，实际示范工程点防眩板高度测量值均超过了1.7 m，满足防眩使用功能。

3.2 视觉诱导功能分析

驾驶者通过察觉防眩板间由诱导模块组成的4条连续线条交叉程度，可判定前方路段线形，如图5所示。

1) 4条诱导线条平行不相交，则判定前方路段为平直状态，如图6所示。

2) 4条诱导线在某处相交时，驾驶员可判定前方路段在诱导线相交点处为圆曲线路段，如图7所示。由图7可知，相交斜率越大，道路弯曲度越大，提醒驾驶员减速慢行。

图5 路段线形诱导效果

图6 平直路段线形诱导效果

3.3 少数民族文化宣传功能分析

通过问卷调查保泸高速交通参与者可知，熟知傈僳族文化的驾乘者通过观察防眩板上简单明了的红、黑二色条纹涂装，便知道此地域为傈僳族的聚居地；而不熟悉民族特色文化的驾乘车者通过了解便知晓红、黑二色为傈僳族最具代表的颜色文化条纹。

图7 圆曲线路段线形诱导效果

3.4 缓解视觉疲劳功能分析

通过问卷调查保泸高速交通参与者反馈得出，在行驶过程中突然出现这耳目一新的防眩板会在一定程度上缓解驾驶疲劳感，达到行车安全的作用。

3.5 防眩板使用满意度调查

针对该新型防眩板在保泸高速公路示范工程的实际应用综合分析，对20～50岁区间的驾乘人员进行了问卷调查，结果如表4所示。满意度调查共计47份有效问卷，总体满意度为90.64%。

表4 防眩板满意度调查

4 结论

1) 所设计的防眩板具有道路视觉诱导功能，可增加行车安全及缓解驾驶员长期驾驶导致的疲劳感。

2) 提出了防眩板融入当地民族特色文化元素，此设计理念可供其他高速公路推广应用。

3) 防眩板实验室检测结果表明，该防眩板材料性能指标值远高于《防眩板》(GB/T 24718—2009)规范要求，具有强度高、韧性好、耐久性好、结构稳定及加工简单等优点，有推广应用的潜力。