道路照明在曲線路段的設(shè)計優(yōu)化

張來豐 洪祥

【摘 要】本文根據(jù)《城市道路照明設(shè)計標準》對曲線路段照明的建議，結(jié)合道路照明對照度均勻度和誘導(dǎo)性的要求，首先采用模擬的方法對比了直線路段和曲線路段的照明差異，其次結(jié)合個人經(jīng)驗給出了曲線路段照明的實用設(shè)計方法，最后把上述方法應(yīng)用于實際照明工程。本文通過把握道路照明對照度均勻度和誘導(dǎo)性的要求，實現(xiàn)了道路照明的設(shè)計優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】曲線路段 誘導(dǎo)性 均勻度

1 前言

據(jù)國家統(tǒng)計局網(wǎng)站發(fā)布《2014年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》數(shù)據(jù)顯示，2014年年末全國民用汽車保有量達到15447萬輛（包括三輪汽車和低速貨車972萬輛），比上年末增長12.4%，其中私人汽車保有量12584萬輛，增長15.5%。民用轎車保有量8307萬輛，增長16.6%，其中私人轎車7590萬輛，增長18.4%?？梢?，目前我國的道路交通壓力逐年增大。道路照明作為保證交通安全的重要措施作用益發(fā)凸顯，同時對道路照明設(shè)計的要求更加嚴格。

道路照明的目的是為車輛駕駛?cè)藛T和行人提供良好的視覺環(huán)境，從而保障交通安全，提高交通效率。一個良好的道路照明需要在滿足標準規(guī)定的節(jié)能條件下，達到較高的道路照度水平，較好的道路誘導(dǎo)性，以及盡可能少的眩光。

在道路直線段的照明，根據(jù)《城市道路照明設(shè)計標準》建議，通過選擇合理的布燈方式和照明燈具，可滿足道路照明的要求。然而，絕大多數(shù)道路并不總是直線段。直線段的照明布置應(yīng)用在道路的曲線路段會導(dǎo)致照度均勻度下降和照明誘導(dǎo)性變差。在當前的照明設(shè)計中，曲線路段的照明設(shè)計沒有得到特別重視。各種文獻上關(guān)于曲線路段照明的特殊設(shè)計提及的也不多。

本文將通過道路照明的簡化模型反映曲線照明的特殊性，并結(jié)合個人經(jīng)驗，細化標準的要求。最后給出了一個工程應(yīng)用實例。

2 直線路段和曲線路段照明對比

直線段道路照明可簡化為以下模型，如圖-1所示。A、B表示道路邊線，邊線上小圓圈表示燈桿，矩形C表示每組燈具在產(chǎn)生的光斑。某位置車輛駕駛?cè)藛T前方燈桿與駕駛?cè)艘暰€正前方夾角如圖-2所示。可見，在駕駛?cè)艘曇爸校現(xiàn)燈桿偏離視野中心9度，E燈桿和F燈桿在視野中夾角7度。且易見直線道路段照明均勻。

圖- 1

圖- 2

當采用同樣的布燈方式應(yīng)用于曲線路段，簡化模型如圖-3。由于燈桿沿著道路曲線邊線A、B布燈，道路曲線內(nèi)測燈桿間距變小，外側(cè)燈桿間距增大，每組燈具產(chǎn)生的光斑產(chǎn)生了交錯，并在內(nèi)側(cè)道路邊線處留下空白。曲線路段的照明細部圖如圖-4。圖-4中1、2、3、4所在區(qū)域，光斑交叉各異。2區(qū)域路面照度明顯大于4區(qū)域，影響了道路照明均勻度。

同樣的某位置（相對燈桿D保持不變）車輛駕駛?cè)藛T可見的遠方燈桿與駕駛?cè)艘暰€正前方夾角如圖-5所示?？梢?，在駕駛?cè)艘曇爸?，F(xiàn)燈桿偏離視野中心16度，E燈桿和F燈桿在視野中夾角5度。和直線路段對比可知，曲線路段遠方燈桿更加偏離駕駛?cè)艘曇爸行模瑢θ搜蹃碚f其目標更加不明顯，從而駕駛?cè)俗⒁舛葧陆?。同時，燈桿E、F間夾角變小 ，不易于人眼分辨。道路照明的誘導(dǎo)性在曲線路段變得不理想了。

圖- 3

圖- 4

圖- 5

綜上，通過上述簡單模擬化照明的對比，在曲線路段，由于道路彎曲導(dǎo)致的道路照明的均勻度和誘導(dǎo)性不同程度降低。對于曲線路段照明，必須采用新的設(shè)計方法。

3 實用解決方法

為解決上述問題，《城市道路照明設(shè)計標準》提出：半徑在 1000m以下的曲線路段（半徑在 1000m 及以上的曲線路段，其照明可按照直線路段處理），燈具應(yīng)沿曲線外側(cè)布置（當曲線路段的路面較寬需采取雙側(cè)布置燈具）時，宜采用對稱布置，應(yīng)減小燈具的間距，間距宜為直線路段燈具間距的 50%～70%，半徑越小間距也應(yīng)越小。標準通過縮小燈桿間距的方式來解決照度均勻度和照明誘導(dǎo)性變差。但是“半徑越小間距也應(yīng)越小”語句較為模糊，不易為設(shè)計人把握。根據(jù)多年設(shè)計經(jīng)驗和多種參考，本文曲線路段照明進行細化處理。提出如下公式：

l～=

式中r表示曲線半徑，l表示直線路段燈桿間距，l～表示曲線路段燈桿間距。

本公式較好的兼顧了曲線照明的照度均勻度和照明誘導(dǎo)性，以及不同曲線半徑下的間距選擇，提供了快速簡潔曲線段照明間距方法。

除了上述燈桿間距，曲線路段照明還有兩處需要特別注意的地方：一是注意曲線段和直線段的照明過渡。因為從直線段進入曲線段照明間距甚至降低一半，對于駕駛?cè)说囊曈X感受會比較強烈，應(yīng)設(shè)置一定的過渡照明。二是轉(zhuǎn)彎處的燈具不得安裝在直線路段燈具的延長線上。當出現(xiàn)這種情況，應(yīng)適當移動燈桿位置。

4 實例應(yīng)用

現(xiàn)有天津市某道路道路等級為次干路，道路寬度為20m。根據(jù)《城市道路照明設(shè)計標準》，照明布燈方式如下：沿道路兩側(cè)人行道對稱設(shè)置12米燈桿，燈桿間距40米，單側(cè)挑臂，燈桿配套1只150W高壓鈉燈。機動車道側(cè)平均照度：12.6lx，均勻度：0.4，功率密度：0.41W/m2。

圖- 6

道路在樁號K1+786和K1+866之間有一半徑100的曲線段。根據(jù)公式，曲線段燈桿間距為20m。在直線段和曲線段相交路段，加入了間隔30米的燈桿作為照明過渡。同時，經(jīng)檢查轉(zhuǎn)彎處燈桿不在直線路段燈具的延長線上。

5 結(jié)語

本文通過模擬曲線路段和直線路段的照明，分析了二者的差異在于照明均勻度和照明誘導(dǎo)性。《城市道路照明設(shè)計標準》中關(guān)于曲線路段照明建議，結(jié)合工作經(jīng)驗和參考多種文獻，給出了一個簡單明了的公式，細化了標準的建議。在直線路段和曲線路段相交處，提出了設(shè)置過渡照明的建議。

道路照明中碰到的問題多種多樣，只要把握照明的目的在于提供良好的視覺環(huán)境，在關(guān)鍵性的照度值、均勻度和誘導(dǎo)性等方面保證滿足標準，才能夠做出良好的道路照明設(shè)計。

參考文獻：

[1] 中國建筑科學(xué)研究院.城市道路照明設(shè)計標準.中國建筑工業(yè)出版社，2006年第16頁

[2] 姚夢明，鄧云塘，朱曉燕.影響道路照明舒適度的因素.照明工程學(xué)報，2013年第24頁.