1、公路隧道的运营照明,第一节 隧道内的特殊视觉问题目的：把必要的视觉信息传递给司机，防止因视觉信息不足出现交通事故，提高驾驶安全性和舒适感。隧道照明包括：昼间照明和夜间照明。昼间更复杂。主要困难是隧道洞口及其相邻区段人的视觉适应。夜间靠车灯照明，隧道内外亮度接近，人工照明后亮度相差也不大，相对简单。本章主要研究昼间照明问题。,一、隧道内的特殊视觉问题,白天隧道洞外亮度洞内亮度，汽车全过程的亮度变化为：高亮度低亮度高亮度。（两个突变）。由亮到暗则瞳孔直径发生扩大，称为暗适应。一般约需l0s时间。由暗到亮则瞳孔直径缩小，称为明适应。只需13s时间即可完成。暗适应是公路隧道照明设计中需要考虑的主要问题
2、之一。,汽车进出隧道时，特殊的视觉问题主要有四： 1)、进入隧道前：黑洞现象(长隧道)、黑框现象(短隧道) 2)、进入隧道：暗适应(要经过一段时间才能看清隧道内部的情况) 3)、隧道内部：烟雾降低能见度 4)、隧道出口处：白洞现象(产生极强的眩光，使司机感到不适应),第二节 隧道照明基础,一、光的度量 1、光通量：光源发出光的量，叫光通量。用表示，单位是lm（流明），1lm是发光强度为1cd（坎德拉）的均匀点光源在1sr（球面度）内发出的光通量。2、发光强度（光强）：光通量在空间各方向或在选定方向上的分布密度。用 I 表示，单位是cd（坎德拉）。3、照度：表示被照面上光的强弱，以被照场所光通的
3、面积密度来表示。用 E 表示，单位是lx（勒克斯），1lx即在1m2的面积上均匀分布1lm通量的照度值，或者是一个光强为1cd的均匀发光的点光源，以它为中心，在半径为1m的球表面上，各点所形成的照度值。,4、光出射度（面发光度）：发光体单位面积发出的光通量。用 M 表示，单位是rlx（辐射勒克斯），1rlx等于1lm/m2。光出射度和照度具有相同的量纲，区别在于光出射度是表示发光体发出的光通量表面密度，而照度则表示被照物体所接受的光通量表面密度。5、亮度：是一个具有方向性的物理量，表示垂直于视线方向上单位投影面积的发光强度。用 L 表示，单位是cd/m2或nt（尼特）。亮度与光出射度之间的关系
4、为：,二、司机的视觉,1、视野：范围为左右各100，上约50，下约75；当注视一个方向物体时，能看清楚的仅为视线中心的12范围。2、可见光：仅为电磁波的一小部分，其波长为380760nm（1nm=10-9m）。在亮环境中，亮视觉对波长555nm的黄绿光线最敏感，在暗环境中，暗视觉对绿光最敏感。3、人的视觉：视网膜是人眼感觉光的始端，分布着两种感光细胞：锥状体和杆状体细胞。由亮到暗则瞳孔直径扩大，称为暗适应，一般约需l0s。由暗到亮则瞳孔直径缩小，称为明适应。只需13s时间。,4、司机的注视范围：司机观察路面的平均视点高度为1.5m，若注视角为1，则注视范围为正前方60160m。5、司机的看视条
5、件：司机的的看视条件是在动态条件下进行的，影响司机看视条件的基本点有：路面平均照度（隧道内还有作为背景的墙面亮度）、路面亮度的均匀度、物体的亮度、物体与背景的亮度对比、观察物体时的有效时间、眩光程度等。,三、影响视觉的主要因素,1、适宜的亮度：最基本的条件。 2、对象的大小 3、对象与背景的亮度对比 4、颜色对比 5、环境亮度 6、空气对能见度的影响 7、观察时间的长短,第三节 道路照明的质量,一、路面平均亮度 （基础） 二、路面亮度均匀度（主要限于干燥路面和路面平均亮度较低的情况）：包括总均匀度 、纵向均匀度 。 三、眩光限制：包括失能眩光和不舒适眩光。 四、诱导性：通过各种诱导标志和照明设
6、施获得，与照明设施等一起，共属交通安全设施范围。包括视见诱导性和光学诱导性。,第四节 隧道亮度曲线,照明任务：不间断地为司机获得足够视觉信息提供照明条件。应满足：视觉信息的不间断性和照明的经济性，前者要求有较高的亮度，后者要求用较低的亮度。具体做法：根据现场调查确定洞外亮度，根据设计车速、交通方式、交通流量、空气透过率等确定中间段的所需亮度水平；根据视觉适应规律、洞外与中间段亮度差、亮度减低的速率等，确定入口段和过渡段的亮度水平和长度。,沿道路轴线，由入口洞外的接近段经入口段、过渡段、中间段直至出口段，司机在白天所需要的路面亮度变化曲线，称为亮度曲线。其中的亮度包括自然光在路面反射引起的亮度和
7、人工照明在路面反射引起的亮度，是综合的亮度。自然光的影响范围很小，一般仅为2倍隧道入口高度（约10m）的范围，洞外散射光较强时，可以考虑不作人工照明。,由于入口段和过渡段需要一定的长度，太短的隧道摆不下它，加上出口眩光的影响，所以隧道长度在200m以下时，不存在中间段照明，称为照明上的短隧道。长度在200m以上的隧道，称为照明上的长隧道。我国规范规定：长度大于100m的隧道应设置照明。 隧道的照明具体情形主要有：昼间：单向隧道照明、双向隧道照明。夜间：单向隧道照明、双向隧道照明。(本章主要讨论昼间单向隧道照明)。,一、照明区段的划分,长隧道照明基本上可以按接近段、入口段、过渡段、中间段和出口段
8、五个区段划分。,1、接近段（洞外亮度 ）,在洞口（设有光过渡建筑时，则为其入口）前，从注视点到适应点之间的一段道路，在照明上称为接近段。注视点：当汽车驶近隧道，但距洞口尚有一定距离时，司机的注意力会自然地集中在观察洞口附近情况上，此点称为注视点。适应点：继续接近洞口时，在司机的视野里，亮度较高的外界景物（其亮度为洞外亮度）逐渐减少，相应地洞内低亮度景物逐渐增加。当汽车到达洞外某一点（约距洞口l0m）时，司机视野中的外界景物全部消失、开始适应洞内亮度的变化，不再为“感应现象”所困扰，该点称为适应点。,适应距离：照明设计中，车速与洞外亮度是两个主要基准值。车速由道路等级限定；洞外亮度值由设计者进行
9、周密调查后确定。其取值对造价和运营费用有很大影响，因而需要采取适当措施降低洞外亮度，以便减少造价和节能。规范规定：隧道照明设计所采用的计算行车速度不宜大于100km/h，如大于100km/h，应作特殊设计。,洞外亮度的取值最好经过调查确定，如无实测资料，可按下表取值。,2、入口段（入口段亮度 ）,在隧道照明区段中，进入洞口（设置光过渡建筑时，则为其入口）的第一段。入口段亮度 规范规定： 。关键是入口段亮度折减系数 的取值。 太小，减少速率过快，眼睛将产生不适应现象； 太大，则不经济。,入口段长度：式中： 入口段长度（m）；照明停车视距（m），可按表4.3.2-2取值；洞口内净空高度（m）。,3
10、、过渡段,介于入口段与中间段之间，解决从入口段高亮度到中间段低亮度的剧烈变化（常为数十倍），使司机能有充分的适应时间。,4、中间段（中间段亮度 ）,中间段照明的基本任务是保证停车视距，中间段的照明水平与空气透过率（即通风条件）、行车速度以及交通量等因素有关。中间段亮度 可按下表取值：,因为隧道长，适应时间也长，中间段亮度可以适当的降低。所以，规范规定：当双车道单向交通 ，双向交通 且通过隧道的行车时间超过135s时，可按表4.2.1的80取值。,5、出口段,在单向交通的隧道中，有时需要对出口段作适当的处理，以便缓和白洞现象带来的不利影响。规范规定：在单向交通隧道中，应设置出口段照明；出口段长度
11、宜取60m，亮度宜取中间段亮度的5倍。昼间双向隧道照明：不存在出口段，其组成为：接近段+入口段+过渡段+中间段+过渡段+入口段+接近段。,补充：夜间单向（或双向）隧道照明：由于夜间没有白天强烈的暗适应问题，交通量也大为减少，照明标准可适当降低。一般取白天中间段亮度的50%，而且全长按同一标准照明，但为了出口处不出现黑洞效应，洞外连接道路要设计相应照明。,第五节 减光建筑与植被的减光作用,降低洞外亮度的措施有： 一、减光建筑减光建筑包括：遮阳棚和遮光棚。遮阳棚设置在洞口外，是为减弱自然光亮度而建筑的棚状构造物。其顶棚为透光构造，但不准阳光直接投射到路面上。遮光棚是另一种减光建筑物，也是棚状构造物
12、，但构造较简单。其主要特点是允许日光直接投射到路面上，这是与遮阳棚的根本区别。除非重要的大交通量隧道，采用减光建筑是不经济的。,二、植被的减光作用1、从接近段起点起，在路基两侧种植常青树；2、大幅坡面绿化； 三、洞口型式1、采用削竹式洞门；2、采用其它型式洞门时，墙面采用冷色调，反射率应低于0.17。,第六节 照明设计,一、光源与灯具选择一般情况下，宜选择效率高、透雾性能较好的光源；短隧道、柴油车较少的城镇附近隧道、应急停车带、人行横通道、车行横通道可选用显色指数较高的光源。灯具应具有防眩装置，便于维修更换，具有良好的操作性和防腐性，并不得侵入隧道建筑限界。 二、灯具布置形式常用的灯具布置形式有：中线布置、双侧交错布置、双侧对称布置。 三、照明计算照明计算包括：照度计算、亮度计算、均匀度计算等。,
