多功能儲能式發(fā)光涂料在云嶺1號隧道中的應(yīng)用探討

孟秀元 冒衛(wèi)星 劉立湘

摘? 要：文章依托山西陽蟒高速云嶺1號隧道為試驗(yàn)對象，研究了多功能儲能式發(fā)光材料在隧道輔助照明中光環(huán)境改善及增加司駕人員可視距離的測試。研究結(jié)果表明，在同樣燈具照明條件下，多功能儲能式發(fā)光涂料用于隧道輔助照明的增光率為47.26%，多功能儲能式發(fā)光涂料輔助公路隧道照明能明顯提高隧道內(nèi)的均勻度，同時可增加小物體可視距離30m以上，增加司駕人員反應(yīng)時間1.4～2.2s。

關(guān)鍵詞：多功能儲能式發(fā)光涂料;小物體可視距離;增光率;均勻度

中圖分類號：U453.7? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）34-0159-02

Abstract： Based on the test object of Yunling No.1 Tunnel of Expressway in Shanxi Province， this paper studies the test of the improvement of the light environment of the multi-functional energy storage luminescent material in the auxiliary lighting of the tunnel and the increase of the driver's visual distance. The research results show that under the same lighting conditions， the multi-functional energy storage luminous paint used in tunnel auxiliary lighting has a brightness increase rateof 47.26%， and the multifunctional energy-storage luminous paint auxiliary road tunnel lighting can significantly improve the uniformity in the tunnel. At the same time， the visible distance of small objects can be increased by more than 30 meters， and the reaction time of the driver and driver can be increased by 1.4～2.2 s.

Keywords： multifunctional energy-storage luminous paint; visible distance of small objects; brightness increase rate; uniformity

截至2018年底，我國已建成公路隧道17738座，長度里程17236.1公里，增加1509處、195.10萬米，公路隧道建設(shè)里程每年以超過10%的速度遞增。但是在公路隧道快速發(fā)展的同時也暴露了很多問題，特別是安全與節(jié)能存在著此消彼長的矛盾。在相同的車次里程中，公路隧道的交通安全事故率明顯高于普通道路路段，統(tǒng)計表明，公路隧道進(jìn)、出口路段是交通事故的高發(fā)區(qū)域，視覺疲勞也是造成安全事故的主要原因。其次，隧道照明運(yùn)營費(fèi)用高，使得有些公路隧道減少燈具的數(shù)量，甚至有些低等級公路不安裝燈具，這樣就給司駕人員的行車安全帶來隱患，多功能儲能式發(fā)光涂料具有增光增亮、延時發(fā)光，減少視覺誤差，增強(qiáng)人眼視覺透視煙霧的能力，并具有逆反射誘導(dǎo)性的功能，本文探討了多功能儲能式發(fā)光涂料改善了云嶺1號隧道輔助照明中光環(huán)境，從而達(dá)到增光節(jié)能的目的[1-6]。

1 多功能儲能式發(fā)光涂料主要技術(shù)指標(biāo)

在工程應(yīng)用之前，我們對涂料的主要性能指標(biāo)做了檢測，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，多功能儲能式發(fā)光涂料的各項性能指標(biāo)均超過標(biāo)準(zhǔn)值，物化性能良好。

2 試驗(yàn)與結(jié)果討論

2.1 多功能儲能式發(fā)光材料的增光增亮試驗(yàn)

為了確定多功能儲能式發(fā)光涂料在隧道中的實(shí)際應(yīng)用效果，在隧道進(jìn)、出口60m以內(nèi)全斷面噴涂多功能儲能式發(fā)光涂料;其余范圍檢修道向上3m高部分的兩側(cè)墻壁上涂裝多功能儲能式發(fā)光涂料。

在測量斷面位于云嶺1號隧道進(jìn)口55m處，選取6個點(diǎn)分別用亮度計測其亮度，其中點(diǎn)1在左車道邊線外側(cè)20cm，點(diǎn)2在左車道邊線內(nèi)30cm，點(diǎn)3在左車道正中，點(diǎn)4在兩幅車道正中，點(diǎn)5在右車道正中，點(diǎn)6在右車道邊線內(nèi)30cm，點(diǎn)7在右車道邊線外側(cè)20cm;測量時間為夜間，測試狀態(tài)為照明燈具按設(shè)計功率全部開啟。

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出多功能儲能式發(fā)光涂料用于隧道輔助照明的增光率為47.26%，節(jié)能效益明顯。

2.2 小物體可視性

本研究中以15cm×15cm×15cm黑色正方體為目標(biāo)小物體，在照明狀態(tài)為燈具全開和基本照明的情況下，對其可視距離進(jìn)行測量，記錄能夠看到小物體的距離和能夠清晰辨別其形狀的可視距離。

測試結(jié)果如表3所示，在燈具全開的情況下照明亮度較高，改造前能看到小物體和能分辨其形狀的距離分別為120m和100m，改造后分別為168m和130m;在基本照明的情況下照明亮度較低，改造前能看到小物體和能分辨其形狀的距離分別為80m和60m，改造后分別為110m和90m。由此可見，不論在那種照明條件下，都是改造后對小物體的可視距離較遠(yuǎn)，可提高30～48m的可視距離。文獻(xiàn)資料表明，駕駛員在發(fā)生安全事故時，做出反應(yīng)的時間要≥0.35s，按隧道設(shè)計車速80km/h計算，那么在緊急情況下，駕駛員可多1.4～2.2s的反應(yīng)時間，這大大增加了駕駛員的反應(yīng)時間，對保證隧道行車安全具有非常重要的意義。

2.3 多功能儲能式發(fā)光材料的亮度均勻度試驗(yàn)

多功能儲能式發(fā)光材料不僅僅提高了隧道亮度，它還對隧道亮度均勻產(chǎn)生影響，以山西陽蟒高速公路云嶺1號隧道為實(shí)例，在左洞涂裝了多功能儲能式發(fā)光材料，右洞未涂，表4、表5就是在高速公路入口段上實(shí)測的均勻度數(shù)據(jù)

從表4和表5中可以看出未涂裝多功能儲能式發(fā)光材料的隧道入口段在橫向亮度方面變化得非常劇烈，最大亮度可達(dá)69.3，而最小亮度為33.6，橫向最大亮度是最小亮度的2.06倍，總均勻度為0.740，而涂裝多功能儲能式發(fā)光材料的隧道入口段橫向亮度就變化得不是劇烈了，最大亮度為43.4，最小亮度31.8，橫向最大亮度是最小亮度的1.36倍，平均亮度為37.8，總均勻度為0.841，縱向均勻度為0.853相關(guān)指標(biāo)優(yōu)于普通涂料。

3 結(jié)論

通過多功能儲能式發(fā)光涂料在山西陽蟒高速公路云嶺1號隧道實(shí)際應(yīng)用測試結(jié)果顯示：

（1）多功能儲能式發(fā)光涂料可以明顯改善隧道進(jìn)出口的光環(huán)境條件，總均勻度增加至0.841，增光率明顯增大。

（2）隧道在改造后不論是燈具全開還是基本照明條件下，對小物體的可視距離都有所提高，提高范圍為30～48m，在緊急情況下可增加駕駛員1.4～2.2s的反應(yīng)時間，而駕駛員在發(fā)生安全事故時做出反應(yīng)的時間要≥0.35s，這對保證隧道行車安全具有非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮守中，宋樂山，胡可，等.多功能涂料及其制備方法：中國，200810146949.7[P].2008-08-28.

[2]張乃斌，趙衛(wèi)斌，馬非.公路隧道照明節(jié)能改造技術(shù)應(yīng)用研究[J].公路交通技術(shù)，2016，32（2）：138-142.

[3]王少飛，涂耘.我國公路隧道照明技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新[A].中國土木工程學(xué)會隧道及地下工程分會地下空間運(yùn)營安全與節(jié)能環(huán)保專業(yè)委員會.面向低碳經(jīng)濟(jì)的隧道及地下工程技術(shù)——中國土木

工程學(xué)會隧道及地下工程分會隧道及地下空間運(yùn)營安全與節(jié)能環(huán)保專業(yè)委員會第一屆學(xué)術(shù)研討會論文集[C].中國土木工程學(xué)會隧道及地下工程分會地下空間運(yùn)營安全與節(jié)能環(huán)保專業(yè)委員會：中國土木工程學(xué)會，2010：7.

[4]馮守中.發(fā)光涂料在公路隧道節(jié)能照明中的應(yīng)用技術(shù)研究[A].面向低碳經(jīng)濟(jì)的隧道及地下工程技術(shù)——中國土木工程學(xué)會隧道及地下工程分會隧道及地下空間運(yùn)營安全與節(jié)能環(huán)保專業(yè)委員會第一屆學(xué)術(shù)研討會論文集[C].2010.

[5]馮守中，高巍，王軍.蓄能發(fā)光多功能涂料輔助隧道照明試驗(yàn)研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2016，55（4）：189-194.

[6]涂耘，王少飛，鄧欣.具于低碳理念的公路隧道綠色照明技術(shù)研究[J].公路隧道，2013，3：10-15.