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高速公路防眩板设置方法

作者:环球体育 发表时间:2020-11-01 20:52 浏览:次  

  文章编号: 1000 - 033X (2016 ) 07 - 0089 - 05收稿日期: 2015 - 12 - 16基金项目:云南省交通运输厅重大科研专项(云交科2013 ( A ) 04 )高速公路防眩板设置方法彭余华,王江红(长安大学 公路学院,陕西 西安 710064 )摘 要:通过构建车辆前照灯和驾驶人视线与防眩板板宽、间距、高度在道路横纵断面上投影的关系,分析在不同的高速公路几何设计要素下的防眩板设计参数,提出了在不同的设计速度、中央分隔带宽度、防眩板板宽、设置位置和设置方式情况下,适用于设置不同间距防眩板的平曲线半径值。结果表明:高速公路主线cm 板宽,无论板所处位置及偏转与否均可满足平直和平曲线段防眩要求。关键词:道路工...

  文章编号: 1000 - 033X (2016 ) 07 - 0089 - 05收稿日期: 2015 - 12 - 16基金项目:云南省交通运输厅重大科研专项(云交科2013 ( A ) 04 )高速公路防眩板设置方法彭余华,王江红(长安大学 公路学院,陕西 西安 710064 )摘 要:通过构建车辆前照灯和驾驶人视线与防眩板板宽、间距、高度在道路横纵断面上投影的关系,分析在不同的高速公路几何设计要素下的防眩板设计参数,提出了在不同的设计速度、中央分隔带宽度、防眩板板宽、设置位置和设置方式情况下,适用于设置不同间距防眩板的平曲线半径值。结果表明:高速公路主线cm 板宽,无论板所处位置及偏转与否均可满足平直和平曲线段防眩要求。关键词:道路工程;防眩板;安装角;防眩设置中图分类号: U491.5 文献标志码:BSettingofAnti - glarePlateonHighwayPENGYu - hua , WANGJiang - hong( SchoolofHighway , ChanganUniversity , Xian710064 , Shaanxi , China )Abstract :Byestablishing theprojectionrelationsbetweenvehicleheadlamp, driverssightandthewidth , intervalandheightofanti - glareplateinthecrossandverticalsectionofroad , andanalyzing thedesignparametersofplateunderdifferenthighwaygeometricdesignelements, thehorizontalcurveradiusadaptedtodifferentintervalsofanti - glareplateswasputforward.Theresultsshowthatwhethertheplateisdeflectedornotandwhereveritspositionis , theanti - glareplatewithanintervalof100cmandwidthof15 - 25cmcanmeettherequirementsofanti - glareinstraightorcurvedsectionofhighway.Keywords : roadengineering ; anti - glareplate ; mounting angle ; anti - glaresetting0 引 言目前,高速公路的桥梁路段以及难以植树的中央分隔带广泛采用防眩板解决夜间对向行车的车灯强光眩 目 问 题。《公 路 交 通 安 全 设 施 设 计 细 则》(JTG / TD81 2006 )(以下简称《细则》)建议防眩设施的高度不宜超过2m 。本文依据汽车前照灯运动与驾驶人视线移动轨迹在道路横纵断面上的投影曲线,分析防眩板设计要素与高速公路几何设计要素之间的关系,在满足《高速公路交 通 工 程 及 沿 线 设 施 设 计 通 用 规 范》(JTGD80 2006 )(以下简称《规范》)要求的前提下,考虑在不同设计速度、板宽、设置方式和设置位置下的最大设置间距和最小设置高度,从而提出平直、平曲以及凹形竖曲线路段(包括前后纵坡)较为经济、合理的防眩板设置参数,科学有效地指导工程实践。1 直线 防眩板间距直线段防眩板的遮光原理见图1 。当防眩板板面与中线 ) 当以 作为安装角度来设置防眩板时 0 =arctanb cos L - b sin (2 )式中: 0为板面与中线 直线路段防眩板遮光原理( ); b 为防眩板宽度( cm ); L 为直线段防眩板间距(cm ); 0 为以一定安装角设置时直线段防眩板遮光角( ); 为防眩板安装角( )。防眩板以一定倾斜角度安装,可在板宽和间距保持不变的条件下,增加遮光面积,且当板与前照灯主光轴垂直时( = 0 ),遮光面积达到最大值。此时 0 =sin-1 bL(3 ) 考虑经济性需求,板距 L 取100cm 。由式( 1 )知,当板面与中线垂直时,直线 防眩角要求的板宽为 15~25cm ,对应的防眩角为 8.53~14.04 。当板与前照灯主光轴垂直时,由式(3 )可得直线 防眩角要求的板宽 为 14~25cm ,对 应 的 防 眩 角 度 为 8.05~14.48 ,且安装角度同防眩角度。可见,无论防眩板偏转与否,在直线cm 间距和常用板宽可满足防眩要求。1.2 防眩板高度直线路段防眩板高度设计采用H = h d + ( h y - h d )B 1B(4 )式中: H 为直线段防眩高度(m ); h d 为汽车前照灯高度( m );h y 为驾驶员视线高度( m ); B 1 为行车道上光源车辆距防眩板的距离( m );B 为光源车辆与受光车辆之间的横向距离( m )。为保证所有组合类型车辆的安全性,选取货车驾驶员受对向货车前照灯眩光影响作为最不利的情况,故式(4 )中 h d =1m , h y =2m 。《细则》表明,当相会车辆横向距离 B 14m 时,相会车辆灯光不会使驾驶员眩目,且在中央分隔带宽度 d 9m 的路段不必设置防眩设施。对各车道组合形式下 B 1 / B的大小比较后可知,最不利车道组合形式为在保证两车横向间距小于14m 的前提下,受光车辆处于超车道而光源车辆在对向较外侧车道位置,此时得到的防眩板高 度较为安全可靠,见 图 2 。由于B 1 、 B 的值受车辆所处位置、防眩板位置、行车道宽度、中央分隔带宽度和左侧路缘带宽度的影响,需根据光源车辆所处的车道、防眩板的设置位置以及表1中相关设计参数对相应的 B 1 和 B 分3种情况进行讨论。图 2 车道组合形式表1高速公路设计参数设计速度 V d /( km h -1 )120 1008060行车道宽度/m3.75 3.753.75 3.50中央分隔带宽度/m2~8.52~8.51~8.51~8.5左侧路缘带宽度/m0.75 0.750.5 0.5 ( 1 )光源车辆在平曲线车道或距道路中线更远的车道上行驶时,对向车辆横向间距 B 14m ,驾驶员基本不会受到眩光影响,故不考虑该种情况。(2 )光源车辆在平曲线km h-1 设计速度为例,当中央分隔带宽度为 2m 时,对向车辆横向间距 B =11m ,光源车辆与道路中线m ,光源车辆与中央分隔带护栏处防眩板横向距离 B 1取较大值为8.375m 。同理可计算其他设计速度在不同中央分隔带宽度下 B 1 、 B 1 、 B 的值。随着中央分隔带宽度的增加,相会车辆横向距离 B 14m,符合最不利车道组合形式,此时考虑第3种情况。(3 )光源车辆在平曲线km h-1 设计速度为例,当中央分隔带宽度为5m,则B 1 =5.125m , B 1 =7.625m , B =10.25m 。同理可得此情形下其他设计速度在不同中央分隔带宽度时 B 1 、 B 1 、 B 的值。将以上各情况计算出 B 1 、 B 1 和 B 的值代入式(4 )中,得到在不同的设计速度、中央分隔带宽度和设置位置下的防眩高度 H 。计算过程中,由于直线段防眩高度计算值只受 B 1 / B 的影响,故同一设计速度在情况2下,直线段中线处的防眩高度 H 随中央分隔带宽度的增加而降低,而在中央分隔带任一侧的防眩高度随中央分隔带宽度的增加而增加;在情况 3 下,直线段中线处的防眩高度计算值均为0 9 1.5m ,而在中央分隔带任一侧的防眩高度仍随着中央分隔带宽度的增加而增加。为保证各因素影响下的直线段防眩效果及易实施性,最终采用的最小防眩高度 H z,见表2。表 2 不同的设计速度、中央分隔带宽度和设置位置下的最小防眩高度V d /( km h -1 )位置 参数分隔带宽度 d / m1.01.52.02.53.03.54.04.5100~1208060中线 8.375 8.625B / m 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5H z / m 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65B 1 / m 8.375 8.875 9.375 9.875 10.375 10.875B / m 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5H z / m 1.75 1.75 1.80 1.80 1.80 1.80B 1 / m 6.625 6.875 7.125 7.375 7.625 7.875 8.125 8.375B / m 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0H z / m 1.70 1.70 1.70 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65B 1 / m 7.125 7.625 8.125 8.625 9.125 9.625 10.125 10.625B / m 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0H z / m 1.75 1.75 1.75 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80B 1 / m 6.25 6.50 6.75 7.00 7.25 7.50 7.75 8.00B / m 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5H z / m 1.70 1.70 1.70 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65B 1 / m 6.75 7.25 7.75 8.25 8.75 9.25 9.75 10.25B / m 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5H z / m 1.75 1.75 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80V d /( km h -1 )位置 参数分隔带宽度 d / m5.05.56.06.57.07.58.08.5100~1208060中线 6.125 6.375 6.625 6.875B / m 10.25 10.75 11.25 11.75 12.25 12.75 13.25 13.75H z / m 1.50B 1 / m 7.625 8.125 8.625 9.125 9.625 10.125 10.625 11.125B / m 10.25 10.75 11.25 11.75 12.25 12.75 13.25 13.75H z / m 1.75 1.75 1.75 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80B 1 / m 8.625 5.125 5.375 5.625 5.875 6.125 6.375 6.625B / m 13.50 10.25 10.75 11.25 11.75 12.25 12.75 13.25H z / m 1.65 1.50B 1 / m 11.125 7.875 8.375 8.875 9.375 9.875 10.375 10.875B / m 13.50 10.25 10.75 11.25 11.75 12.25 12.75 13.25H z / m 1.80 1.75 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.85B 1 / m 8.25 8.50 5.25 5.50 5.75 6.00 6.25 6.50B / m 13.0 13.5 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0H z / m 1.65 1.65 1.50B 1 / m 10.75 11.25 8.25 8.75 9.25 9.75 10.25 10.75B / m 13.0 13.5 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0H z / m 1.85 1.85 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.851 9 由表2可知,直线路段位于中线处的防眩板采用的最小设置高度应为1.5~1.7m 。经式( 4 )计算,中央分隔带宽度 d >6m 时,中线处防眩高度H 1.60m ,但此时会使两车横向间距 B 14m,不满足最不利情况,故表中处于中线还表明,位于中央分隔带任一侧的防眩高度应为1.75~1.85m ,若按照《规范》中给定的1.6~1.7m 设置,在板位于中央分隔带一侧的情况下,会存在上方漏光。因此,防眩高度应根据不同设计速度、中央分隔带宽度和设置位置,参照表2进行设置。2 平曲线路段防眩板设置平曲线路段防眩板遮光原理,如图 3 所示。图 3 平曲线路段防眩板遮光原理平曲线路段的防眩板可设置于中央分隔带外侧边缘、道路中线、中央分隔带内侧边缘。根据图3 ,以安装角度 设置防眩板时,平曲线段板宽及板间距关系为L = bcos ( +- )sin ( +/ 2 )(5 )=L /( R + d / 2 ), 中央分隔带外侧边缘L / R , 道路中线L /( R - d / 2 ),烅烄烆中央分隔带内侧边缘(6 )式中: 为平曲线路段防眩板遮光角( ); 为 L 长的圆弧所对应的圆心角( ); R 为平曲线半径( m ),取值见表3 。表3最小圆曲线半径主线设计速度/( km h -1 )12010080 60主线匝道设计速度/( km h -1 ) 80 70 60 50 40 35 30匝道圆曲线 为便于防眩板安装,曲线段防眩板的安装角度与直线段的安装角度保持一致。由式(5 )、( 6 )可知,主线段中央分隔带宽度 d 对 影响较小,而匝道段虽然半径小,但中央分隔带宽度仅为0.5m 或1m ,故不考虑防眩板设置位置对板间距计算结果的影响。不同防眩板设置方式与板宽 b 适应于防眩板不同间距的平曲线 ] 。此间距为满足曲线防眩角要求的最大间距,能够保证在达到良好防眩效果的同时兼具较好的经济性。表 4 适应于防眩板不同间距的平曲线半径值设置方式b / cmL / cm859095100不偏转( =0 )偏转( = 0 )1525~29 30~55 561625~27 2817~25 251425~31 32~61 62~597 5981525 26~464716~25 25 由表4可见,采用板距 L =100cm 、板宽 b =15~25cm 时,无论板所处位置且是否偏转,均可满足高速公路主线段任意半径平曲线的防眩要求。对于半径较小的立交对向分离匝道,防眩板同样可参考表 4 设置。3 凹形竖曲线路段防眩板设置在凹形竖曲线路段,驾驶员可从较高处看到对向车道车辆前照灯的眩光,见图 4 。根据前后纵坡的大小、竖曲线半径、中央分隔带宽度来确定凹形竖曲线路段最小防眩高度,既能达到防眩的目的,又经济实用 [9 ] 。图 4 凹曲线路段眩光现象在道路纵断面上以圆曲线弧顶 O 为原点建立直角坐标系,x 为水平轴, y 为纵轴。对任意汽车前照灯位置点 A ( x1 , y 1 ),其所对应的受眩光影响的驾驶人最远视点为 C ( x2 , y 2 ),与点 A 和点 C 相应的防眩板位置点为 D ( x3 , y 3),见图5。从图5可以看出,路段纵断面曲线方程为x < R sin ( tan-1i1 ) ∶ y = R - R cos (tan-1i1 ) + [ x - R sin ( tan-1i1 )]i1R sin ( tan-1i2 ) x R sin (tan-1i2 ) ∶ y = R - R2 - x槡2x > R sin ( tan-1i2 ) ∶ y = R - R cos (tan-1i2 ) + [ x - R sin ( tan-1i2 )]i烅烄烆2(7 )2 9 图 5 凹形竖曲线路段防眩高度计算模型汽车前照灯运动轨迹在道路纵断面上的投影曲线 < ( R - h d ) sin ( tan-1i 1 ) ∶ y 1 = R - ( R - h d )cos ( tan-1i 1 ) + [ x 1 - ( R - h d ) sin ( tan-1i 1 )] i 1(R - h d ) sin ( tan-1i1 ) x 1 ( R - h d )sin ( tan-1i2 ) ∶ y 1 = R -( R - hd )2 - x槡21x 1 > ( R - h d ) sin ( tan-1i 2 ) ∶ y 1 = R - ( R - h d )cos ( tan-1i 2 ) + [ x 1 - ( R - h d ) sin ( tan-1i 2 )] i烅烄烆2(8 )驾驶员视线移动轨迹在道路纵断面上的投影曲线 < ( R - h y ) sin ( tan-1i 1 ) ∶ y 2 = R - ( R - h y )cos ( tan-1i 1 ) + [ x 2 - ( R - h y ) sin ( tan-1i 1 )] i 1(R - h y ) sin ( tan-1i1 ) x 2 ( R - h y )sin ( tan-1i2 ) ∶ y 2 = R -( R - hy )2 - x槡22x 2 > ( R - h y ) sin ( tan-1i 2 ) ∶ y 2 = R - ( R - h y )cos ( tan-1i 2 ) + [ x 2 - ( R - h y ) sin ( tan-1i 2 )] i烅烄烆2(9 )式中:R 为纵断面曲线 分别为前后纵坡坡度。由于汽车远射灯光的照距一般在120m 左右,即感觉不到眩光的两车最小纵距为120m 左右,因此点 A 、 C 、 D 的横坐标位置关系为x 2 = x 1 +120(10 )x 3 = x 1 + 120B 1B(11 ) 由《细则》可知,点 D 处满足防眩功能要求的防眩板纵坐标为y 3 = y 1 + ( y 2 - y 1 ) B 1 / B(12 )H = y 3 - y ( x 3 )(13 ) 其中 y ( x 3 )为防眩板横坐标 x 3 处的纵断面高程,B 1 值见表2 ,代入式( 7 ) ~ ( 13 )可得最低防眩高度[ 10 ] 。4 结 语(1 )提出不同板宽和设置方式下适应于防眩板不同间距的平曲线半径值;并得出高速公路主线cm 板宽时,无论板所处位置且是否偏转均可满足直线和平曲线 )根据防眩高度计算公式,得出根据设计速度、中央分隔带宽度、防眩板预设位置进行直接参考应用的直线和平曲线路段最小板高确定表,进而得到道路直线段设置于中线、中央分隔带任一侧处的防眩板设置高度应分别为1.5~1.7m 、 1.75~1.85m 。说明具有相同防眩效果的前提下,在中央分隔带中线处设置防眩板相对在中央分隔带两侧护栏处设置而言所需板高较低,经济性更好。(3 )板间距、遮光效果与中央分隔带的宽度或分离式路基两幅之间的间距无关,只需选取中线处或中央分隔带任一侧设置防眩板即可满足直线段遮光需求,以避免在中央分隔带两侧均设置防眩板而造成的资源浪费。参考文献:[ 1 ] 王正武,吴江宁 . 防眩板设置方式与间距探讨[ J ] . 中南公路工程, 2000 ,25 ( 1 ): 24 - 26.[ 2 ] 王春娥 . 双向四车道高速公路防眩板设置高度研究[ J ] . 盐城工学院学报:自然科学版, 2012 , 25 ( 1 ): 62 - 66.[ 3 ] 白学平 . 防眩板在高速公路上的应用[ J ] . 青海交通科技, 2010( 1 ): 32.[ 4 ] 吴 燚,王建军,曹广斌,等 . 凹形竖曲线路段防眩板高度计算方法[ J ] . 交通运输工程学报,2013 , 13 ( 2 ): 86 - 91.[ 5 ] 杨春风,肖金林,孙吉书,等 . 高速公路防眩高度和交通安全关系[ J ] . 长安大学学报:自然科学版,2014 , 34 ( 1 ): 90 - 94.[ 6 ] 李如强 . 防眩 板 的 质 量 要 求 与 施 工 监 量 [ J ] . 交 通标准化,2014 , 42 ( 17 ): 133 - 135.[ 7 ] 王海渊 . 陕西省高速公路安全设施改善[ D ] . 西安:长安大学,2012.[ 8 ] 崔 凌.提升成渝高速公路生态系统化之浅见[ J ] .西南公路,2005 ( 1 ): 42 - 43 , 56.[ 9 ] 易 钊,李 城,李炯炯,等.高速公路防眩板生产制备与应用进展[ J ] .中国人造板,2016 ( 2 ): 5 - 7.[ 10 ] 王 震.山区高速公路交通安全分析与设施保障技术研究[ D ] .西安:长安大学, 2013.[责任编辑:党卓钰]3 9

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