多功能储能式发光涂料在云岭1号隧道中的应用探讨

孟秀元 冒卫星 刘立湘

摘  要：文章依托山西阳蟒高速云岭1号隧道为试验对象，研究了多功能储能式发光材料在隧道辅助照明中光环境改善及增加司驾人员可视距离的测试。研究结果表明，在同样灯具照明条件下，多功能储能式发光涂料用于隧道辅助照明的增光率为47.26%，多功能储能式发光涂料辅助公路隧道照明能明显提高隧道内的均匀度，同时可增加小物体可视距离30m以上，增加司驾人员反应时间1.4～2.2s。

关键词：多功能储能式发光涂料;小物体可视距离;增光率;均匀度

中图分类号：U453.7        文献标志码：A         文章编号：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，长度里程17236.1公里，增加1509处、195.10万米，公路隧道建设里程每年以超过10%的速度递增。但是在公路隧道快速发展的同时也暴露了很多问题，特别是安全与节能存在着此消彼长的矛盾。在相同的车次里程中，公路隧道的交通安全事故率明显高于普通道路路段，统计表明，公路隧道进、出口路段是交通事故的高发区域，视觉疲劳也是造成安全事故的主要原因。其次，隧道照明运营费用高，使得有些公路隧道减少灯具的数量，甚至有些低等级公路不安装灯具，这样就给司驾人员的行车安全带来隐患，多功能储能式发光涂料具有增光增亮、延时发光，减少视觉误差，增强人眼视觉透视烟雾的能力，并具有逆反射诱导性的功能，本文探讨了多功能储能式发光涂料改善了云岭1号隧道辅助照明中光环境，从而达到增光节能的目的[1-6]。

1 多功能储能式发光涂料主要技术指标

在工程应用之前，我们对涂料的主要性能指标做了检测，结果如表1所示。

由表1可知，多功能储能式发光涂料的各项性能指标均超过标准值，物化性能良好。

2 试验与结果讨论

2.1 多功能储能式发光材料的增光增亮试验

为了确定多功能储能式发光涂料在隧道中的实际应用效果，在隧道进、出口60m以内全断面喷涂多功能储能式发光涂料;其余范围检修道向上3m高部分的两侧墙壁上涂装多功能储能式发光涂料。

在测量断面位于云岭1号隧道进口55m处，选取6个点分别用亮度计测其亮度，其中点1在左车道边线外侧20cm，点2在左车道边线内30cm，点3在左车道正中，点4在两幅车道正中，点5在右车道正中，点6在右车道边线内30cm，点7在右车道边线外侧20cm;测量时间为夜间，测试状态为照明灯具按设计功率全部开启。

由试验数据可看出多功能储能式发光涂料用于隧道辅助照明的增光率为47.26%，节能效益明显。

2.2 小物体可视性

本研究中以15cm×15cm×15cm黑色正方体为目标小物体，在照明状态为灯具全开和基本照明的情况下，对其可视距离进行测量，记录能够看到小物体的距离和能够清晰辨别其形状的可视距离。

测试结果如表3所示，在灯具全开的情况下照明亮度较高，改造前能看到小物体和能分辨其形状的距离分别为120m和100m，改造后分别为168m和130m;在基本照明的情况下照明亮度较低，改造前能看到小物体和能分辨其形状的距离分别为80m和60m，改造后分别为110m和90m。由此可见，不论在那种照明条件下，都是改造后对小物体的可视距离较远，可提高30～48m的可视距离。文献资料表明，驾驶员在发生安全事故时，做出反应的时间要≥0.35s，按隧道设计车速80km/h计算，那么在紧急情况下，驾驶员可多1.4～2.2s的反应时间，这大大增加了驾驶员的反应时间，对保证隧道行车安全具有非常重要的意义。

2.3 多功能储能式发光材料的亮度均匀度试验

多功能储能式发光材料不仅仅提高了隧道亮度，它还对隧道亮度均匀产生影响，以山西阳蟒高速公路云岭1号隧道为实例，在左洞涂装了多功能储能式发光材料，右洞未涂，表4、表5就是在高速公路入口段上实测的均匀度数据

从表4和表5中可以看出未涂装多功能储能式发光材料的隧道入口段在横向亮度方面变化得非常剧烈，最大亮度可达69.3，而最小亮度为33.6，横向最大亮度是最小亮度的2.06倍，总均匀度为0.740，而涂装多功能储能式发光材料的隧道入口段横向亮度就变化得不是剧烈了，最大亮度为43.4，最小亮度31.8，横向最大亮度是最小亮度的1.36倍，平均亮度为37.8，总均匀度为0.841，纵向均匀度为0.853相关指标优于普通涂料。

3 结论

通过多功能储能式发光涂料在山西阳蟒高速公路云岭1号隧道实际应用测试结果显示：

（1）多功能储能式发光涂料可以明显改善隧道进出口的光环境条件，总均匀度增加至0.841，增光率明显增大。

（2）隧道在改造后不论是灯具全开还是基本照明条件下，对小物体的可视距离都有所提高，提高范围为30～48m，在紧急情况下可增加驾驶员1.4～2.2s的反应时间，而驾驶员在发生安全事故时做出反应的时间要≥0.35s，这对保证隧道行车安全具有非常重要的意义。

参考文献：

[1]冯守中，宋乐山，胡可，等.多功能涂料及其制备方法：中国，200810146949.7[P].2008-08-28.

[2]张乃斌，赵卫斌，马非.公路隧道照明节能改造技术应用研究[J].公路交通技术，2016，32（2）：138-142.

[3]王少飞，涂耘.我国公路隧道照明技术的发展与创新[A].中国土木工程学会隧道及地下工程分会地下空间运营安全与节能环保专业委员会.面向低碳经济的隧道及地下工程技术——中国土木

工程学会隧道及地下工程分会隧道及地下空间运营安全与节能环保专业委员会第一届学术研讨会论文集[C].中国土木工程学会隧道及地下工程分会地下空间运营安全与节能环保专业委员会：中国土木工程学会，2010：7.

[4]馮守中.发光涂料在公路隧道节能照明中的应用技术研究[A].面向低碳经济的隧道及地下工程技术——中国土木工程学会隧道及地下工程分会隧道及地下空间运营安全与节能环保专业委员会第一届学术研讨会论文集[C].2010.

[5]冯守中，高巍，王军.蓄能发光多功能涂料辅助隧道照明试验研究[J].现代隧道技术，2016，55（4）：189-194.

[6]涂耘，王少飞，邓欣.具于低碳理念的公路隧道绿色照明技术研究[J].公路隧道，2013，3：10-15.