基于高速公路曲线特点的防眩设施高度设计研究文献综述
随着高速公路运输业的快速发展,夜间行车比例逐渐提高,而由于夜间行车眩光引起的交通事故也越来越多。为了能够遮挡住对向车辆前照灯的光束,防眩设施必须按照一定的间距和设置高度安装在道路中央分隔带中间,目前,高速公路中央分隔带防眩设施基本上高度是不变的,曲线段防眩设施的遮光角应随着驾驶行驶方向的变化有所变化,竖曲线处防眩设施的高度也应有所变化,因此从几何的角度研究曲线段出驾驶人视线于防眩板高度的关系,以解决夜间行车眩光问题显得越来越重要。
1国外研究概况
目前,国外有关道路防眩设施的研究大多是分析眩光对交通安全的影响,并从光源体、传播路径及受光体3方面采取措施削弱眩光影响,并由此指出防眩设施设置对于道路交通安全的必要性;有关学者也提出了不同的道路现行条件下防眩设施应采用不同的高度。
1.1理论研究
Fernandes通过分析眩光产生的原因与眩光对道路行车安全的不良影响,得出设置防眩设施是解决高速公路上汽车前照灯眩光问题的重要方法;Gary等通过分析眩光对驾驶人的视觉影响机理,提出通过佩戴带有过滤眩光的眼镜来减轻眩光对驾驶人的影响;Hammond等研究了影响视觉功能的失能眩光,得出防眩设施可以有效防止对向车前照灯对驾驶人的眩目,改善高速公路夜间的行车环境;Wang等研究了凹形竖曲线的线形特征,为研究凹形竖曲线上防眩设施高度奠定了理论基础;Mok等研究了道路周边交通安全设施,提出在不同的道路线形条件下,防眩设施应采用不同的高度。
1.2存在问题及发展前景
国外的学者从眩光产生原因、汽车前照灯眩光、驾驶人视觉影响机理和凹形竖曲线线形特征等方面对防眩设施进行研究,得到了相应的研究成果,但缺乏各种相关因素的综合分析。因此,应综合考虑以上等因素,进而根据在不同曲线特点高速公路上车辆的行驶特性和驾驶员对眩光的反映特性,分析直线段与平曲线段、竖曲线段防眩板的遮光角、防眩高度与板间距之间的关系和区别。
2.国内研究概况
中国是全世界使用防眩板最多的国家近几年,国内防眩设施设计与设置开展了大量研究,内容涉及防眩设施形式选择、防眩设施高度、结构设计和材料等方面,并对不同线形特点高速公路的防眩设施高度设计进行研究形成了一定的研究成果。
2.1理论研究
关于高速公路直线段方面,我国《公路交通安全设施设计》(JTG/T D81—2017)根据不同车型组合提出了直线路段防眩设施高度的计算公式;杨春风等学者认为防眩高度主要取决于光源车辆距防眩板的横向距离与光源车辆和受光车辆之间的距离之比的大小,以此提出最不利车道组合形式为接受眩光车辆在最里车道位置和光源车辆在对象最外侧车道位置;马秀君等学者从防眩设施结构、抗风和材料方面的研究成果为防眩设施设计提供了依据。
关于高速公路平曲线段方面,王春娥根据防眩板设置高度的计算图示,推导了在计算防眩板设置高度时的车道组合原则,并且根据车辆的前灯高度与驾驶人视线高度的建议值、一般情况下的中央分隔带宽度、车道宽度和防眩板的抗风载能力等因素,确定了在双向四车道高速公路上防眩板的合理设置高度;戴勇等从防眩设施在特别路段的实际应用入手,对防眩板在安装时可设置的偏转角及其增加的遮光面积进行了验算。
关于高速公路竖曲线方面,国内外进行了相关的研究。肖代全等计算了不同道路横断面和交通组成条件下的防眩植物高度,并利用几何方法推导出凹曲线路段防眩植物的高度修正值;孟利强从理论上提出在凹曲线路段应采用较高大植物防眩,增加防眩设施高度的解决方案。唐强等研究了高速公路中央分隔带绿化的设计和防眩原理,得出了影响防眩效果的植株间距和植株高度计算式,并分析了平曲线路段与平直路段防眩株距计算公式的差异以及凹形竖曲线路段与平直路段防眩高度计算公式的差异。杨建江等从道路纵断面建立空间数学模型,推导出高速公路凹、凸曲线防眩板高度函数,但其公式推导前提是相同两车均处在最内侧车道,这与实际的最不利情况有所偏差。
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