特長(zhǎng)高速公路隧道照明關(guān)鍵技術(shù)研究

徐毅

摘 要： 高速公路建設(shè)是我國(guó)交通事業(yè)發(fā)展過(guò)程中的重要內(nèi)容，由于特長(zhǎng)高速公路的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，內(nèi)部的照明對(duì)于車輛的安全行駛有十分重要的作用。本文對(duì)特長(zhǎng)高速公路隧道照明技術(shù)進(jìn)行分析，主要闡述了高壓鈉燈和LED燈組合的照明設(shè)計(jì)方案，旨在為特長(zhǎng)高速公路的隧道照明設(shè)計(jì)提供理論支持。

關(guān)鍵詞： 特長(zhǎng)高速公路；隧道施工；照明技術(shù)

引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，我國(guó)高速公路規(guī)模越來(lái)越大，高速公路開(kāi)始向更多山區(qū)延伸，而且出現(xiàn)了越來(lái)越多特長(zhǎng)高速公路隧道。照明路燈工程是隧道建設(shè)的重要內(nèi)容，隧道照明主要是為隧道內(nèi)行車提供良好的視覺(jué)條件的基礎(chǔ)，當(dāng)車輛在進(jìn)入、穿越以及駛出隧道的過(guò)程中能夠有一個(gè)比較安全、舒適的行車環(huán)境。但由于超長(zhǎng)隧道的特殊性，所以對(duì)照明的要求也比較高。傳統(tǒng)的隧道照明技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足特長(zhǎng)高速公路隧道的安全要求，現(xiàn)階段有很多專家學(xué)者都開(kāi)始針對(duì)高速公路隧道照明技術(shù)進(jìn)行研究，取得了相應(yīng)的成績(jī)，針對(duì)特長(zhǎng)高速公路隧道的實(shí)際情況，在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該要結(jié)合傳統(tǒng)的鈉燈與新興LED燈，將兩種燈混合使用，確保整個(gè)隧道的亮度能夠滿足行車要求，同時(shí)也能節(jié)約能源。本文以某高速公路為例進(jìn)行具體分析。

一、隧道照明的重要性

隧道是高速公路施工過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，針對(duì)特長(zhǎng)高速公路隧道而言，隧道對(duì)照明技術(shù)的要求很高，尤其是在入口和出口處的過(guò)渡段，最為重要，在白天當(dāng)司機(jī)進(jìn)入到隧道的時(shí)候會(huì)突然感覺(jué)到比較黑暗，如果此時(shí)隧道內(nèi)的照明亮度不夠，則很有可能導(dǎo)致司機(jī)出現(xiàn)安全事故。在夜晚從隧道駛出隧道的時(shí)候，由于隧道內(nèi)部有照明，外部處于黑暗環(huán)境，突然轉(zhuǎn)變到一個(gè)應(yīng)激的環(huán)境中，也很容易導(dǎo)致司機(jī)出現(xiàn)事故。所以在高速公路隧道的照明設(shè)計(jì)過(guò)程中尤其要做到入口以及出口處的過(guò)渡設(shè)計(jì)，確保整個(gè)隧道中的照明保持均衡。另外，由于特長(zhǎng)隧道具有一定的特殊性，特長(zhǎng)隧道的長(zhǎng)度很長(zhǎng)，隧道中需要充足的照明，則會(huì)導(dǎo)致能耗較高，如果按照傳統(tǒng)的隧道照明設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，則會(huì)導(dǎo)致隧道的電能消耗過(guò)大。

二、特長(zhǎng)隧道照明設(shè)計(jì)

本文以某高速公路隧道為例，該高速公路隧道的全場(chǎng)為10230m，右洞全長(zhǎng)為10120m，隧道內(nèi)部的凈空高度為5m，行車道的凈寬大約為8.75m。隧道的路面為水泥混凝土路面，隧道內(nèi)部限速每小時(shí)80km，隧道內(nèi)部的照明平均照度和平均亮度的換算系數(shù)大約為9.5 lx（/ cd·m2）。根據(jù)歷年來(lái)隧道的通車情況得出，以設(shè)計(jì)速度穿越整個(gè)隧道大約需要八分鐘，由于隧道內(nèi)部沒(méi)有自然光，傳統(tǒng)的單一照明方式比較單調(diào)，很容易讓駕駛?cè)藛T在駕駛車輛的過(guò)程中產(chǎn)生不良的情緒狀態(tài)，疲乏厭倦等情緒，尤其是在隧道的入口和過(guò)渡段，駕駛員從一個(gè)相對(duì)明亮的環(huán)境突然進(jìn)入到黑暗的環(huán)境中，需要較長(zhǎng)的適應(yīng)時(shí)間，所以在隧道的設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要做好照明設(shè)計(jì)，確保駕駛?cè)藛T能夠看清前方道路以及是否有障礙物，確保行車安全。以本隧道為例對(duì)隧道的照明技術(shù)進(jìn)行分析：

（一）隧道照明的燈具組合

燈具在隧道照明系統(tǒng)中具有十分重要的作用，針對(duì)特長(zhǎng)高速公路隧道而言，在選擇照明燈具的時(shí)候必須要進(jìn)行綜合考慮，包括自然環(huán)境下的光效、光成色、燈具的壽命等參數(shù)，同時(shí)還應(yīng)該要考慮到行車過(guò)程中產(chǎn)生的煙霧對(duì)照明燈具產(chǎn)生的影響，煙霧可能會(huì)影響隧道內(nèi)部的照明能見(jiàn)度。傳統(tǒng)的照明燈具一般都為鈉燈，其功率低，使用壽命較短，照明的范圍比較狹窄，因此需要較多的燈具。新型的LED燈可以很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)鈉燈的不足，滿足特長(zhǎng)高速公路隧道內(nèi)部照明的要求，而且能夠最大限度地提高照明效率。在隧道的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中可以加強(qiáng)對(duì)多種燈具的綜合利用，調(diào)整不同類型的燈具之間的距離，使得光源配置更合理。

為了更好地了解不同的燈具組合產(chǎn)生的照明效果，在投入使用之前還專門建立了隧道照明監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室，在隧道內(nèi)壁兩側(cè)的墻面上布設(shè)了兩條滑軌，其中滑軌的長(zhǎng)度大約為25米。為了充分掌握不同的光源之間的相互影響，本設(shè)計(jì)中采用了傳統(tǒng)的鈉燈和LED燈組合的形式，適當(dāng)調(diào)節(jié)了鈉燈與LED燈之間的間距，在隧道橫向上設(shè)置了五個(gè)不同的監(jiān)測(cè)斷面，每一個(gè)斷面都沿著橫向布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上都安置了照度監(jiān)測(cè)儀器，對(duì)燈具的照度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，最終取平均值得出隧道內(nèi)所有燈具的平均照度。

經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，單開(kāi)鈉燈的平均照度比單開(kāi)LED燈的平均照度增加了很多，大約增加89%～220%之間，由此可見(jiàn)，鈉燈比LED燈的照度高，在同等條件下其發(fā)光的效率也更高，適合特長(zhǎng)高速公路隧道。當(dāng)鈉燈和LED燈同時(shí)打開(kāi)的時(shí)候，其平均照度要遠(yuǎn)大于單開(kāi)鈉燈或者單開(kāi)LED燈時(shí)產(chǎn)生的照度之和。由此可見(jiàn)，通過(guò)鈉燈與LED燈的相互組合，可以提高隧道內(nèi)部的照度，提高光源的發(fā)光效率。

（二）入口段和過(guò)渡段照明控制

在隧道的入口處以及過(guò)渡段，照明效果對(duì)司機(jī)的影響最大，因?yàn)樗緳C(jī)從外部進(jìn)入隧道的時(shí)候從一個(gè)比較明亮的環(huán)境進(jìn)入到比較黑暗的環(huán)境，所以在入口處要設(shè)置一個(gè)過(guò)渡段，讓司機(jī)可以更好地適應(yīng)外部環(huán)境亮度的變化。對(duì)于特長(zhǎng)公路隧道而言，其入口段和過(guò)渡段的照明十分重要，燈具的布設(shè)高度是一個(gè)最重要的參數(shù)，布設(shè)的高度會(huì)直接影響整個(gè)隧道的照明效率以及平均照度。為了選擇最適合的燈具布設(shè)高度，設(shè)計(jì)方選擇了兩種不同的高度進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其中一個(gè)高度為3米，一個(gè)高度為5.3米，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析監(jiān)測(cè)到不同的燈具高度下隧道的橫斷面照度的分布情況是不相同的。當(dāng)燈具的高度為5.3米的時(shí)候，其照度的最大值為630 lx，當(dāng)燈具的布設(shè)高度為3米的時(shí)候，其最大的照度為790 lx。而且布設(shè)高度為3米時(shí)產(chǎn)生的照度普遍要高于高度為5.3米時(shí)產(chǎn)生的照度。由此可見(jiàn)，當(dāng)光源相同的時(shí)候，光源的布設(shè)高度越低，其照度越大，照明效果也更好。

在入口處和過(guò)渡段，燈具的選擇也十分關(guān)鍵，通過(guò)隧道內(nèi)部的燈具選擇方案可知，鈉燈與LED燈組合效果最好，在入口和過(guò)渡段也可以采用鈉燈與LED燈組合的方式，使得照明效率大幅度提升。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，特長(zhǎng)高速公路是我國(guó)高速公路建設(shè)中的重要部分，尤其是在一些山區(qū)，高速公路中的隧道占比較高。隧道照明是隧道施工中的關(guān)鍵，為了提高隧道內(nèi)部的照明水平，可以將傳統(tǒng)的鈉燈與LED燈組合起來(lái)，形成高效的照明系統(tǒng)，提高特長(zhǎng)高速公路隧道照度水平。■

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