陸嘉成 ，唐 鋒

（江蘇省科佳工程設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 無(wú)錫 214000）

0 引言

改革開放以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了快速發(fā)展階段，隨著城市化和機(jī)動(dòng)化水平的不斷提高，我國(guó)交通事業(yè)也進(jìn)入了飛速發(fā)展階段。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)調(diào)查顯示，從2002年到2014年底，全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量從8 000萬(wàn)輛增長(zhǎng)到2.71億輛，其中汽車1.63億輛，保有量?jī)H次于美國(guó)，已經(jīng)成為全球第二。預(yù)計(jì)到2020年，僅私家車數(shù)量就將達(dá)到1.76億輛。

然而長(zhǎng)期以來(lái)“重建設(shè)，輕管理；重路面，輕設(shè)施”的建設(shè)思路，又使得道路交通安全設(shè)施處于數(shù)量缺失，級(jí)別及性能低下的局面[1]。道路交通反光膜作為一種重要的道路交通安全設(shè)施，在實(shí)際工程建設(shè)和交通管理中對(duì)于反光膜的選用缺乏統(tǒng)一的選用標(biāo)準(zhǔn)，使得工程設(shè)計(jì)和管理人員對(duì)于反光膜的選用存在了一些認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。因此，對(duì)于現(xiàn)有城市道路中反光膜的選用標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)置要求如何明確，成為亟需解決的問(wèn)題。本文通過(guò)分析運(yùn)行車速、觀測(cè)角度、字膜與底膜的對(duì)比度、耐候性、經(jīng)濟(jì)性和設(shè)施類型等因素對(duì)反光膜等級(jí)選用產(chǎn)生的影響，重點(diǎn)解決城市道路道路交通標(biāo)志反光膜選用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。

1 相關(guān)規(guī)范的發(fā)展歷程

我國(guó)第一部關(guān)于反光膜的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)誕生于1996年。1996年1月，交通部發(fā)布了《公路交通標(biāo)志板技術(shù)條件》（JT/T 279-1995）。該規(guī)范在澳大利亞和新西蘭國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)AS 1906-1993的基礎(chǔ)之上，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，將反光膜分為兩大類和五個(gè)等級(jí)[2]。這也是反光膜第一次有了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的分級(jí)依據(jù)，對(duì)于規(guī)范反光膜的科研、生產(chǎn)和使用有著重要意義。但是該規(guī)范屬于產(chǎn)品規(guī)范，對(duì)于反光膜的設(shè)置并沒(méi)有做出詳細(xì)規(guī)定。到了1999年，交通部和公安部共同提出了《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》（GB 5768-1999）。這也是我國(guó)對(duì)于反光膜設(shè)置的第一部規(guī)范。

直到2002年，反光膜才有了一部真正屬于自己的規(guī)范——《公路交通標(biāo)志反光膜》（GB/T 18833-2002）。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)反光膜的定義、分類、技術(shù)要求、測(cè)試方法、檢驗(yàn)等進(jìn)行了明確規(guī)定，是反光交通設(shè)施應(yīng)用的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，其對(duì)中國(guó)反光膜的應(yīng)用技術(shù)和理念具有風(fēng)向標(biāo)的作用。在此之后發(fā)布的《公路交通標(biāo)志板》（JT/T 279-2004）、《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D81-2006）、《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》（GB 5768-2009）、《道路交通標(biāo)志板及支撐件》（GB/T 23827-2009）、《交通錐》（GB/T 24720-2009）和《城市道路交通設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50688-2011）等規(guī)范對(duì)于反光膜的分類均參照《公路交通標(biāo)志反光膜》（GB/T 18833-2002）執(zhí)行，見圖1。

圖1 反光膜相關(guān)規(guī)范的相互關(guān)系圖

在《公路交通標(biāo)志反光膜》（GB/T 18833—2002）發(fā)布10 a之后，隨著道路寬度的不斷加大，再加上各種環(huán)境下（多雨、霧、霾、霓虹燈等）的光線干擾，反光膜也面臨著更高的挑戰(zhàn)[3]。到了2012年新修訂的《道路交通反光膜》（GB/T 18833—2012），在參照美國(guó) ASTM 標(biāo)準(zhǔn)[4]、英國(guó) BS 標(biāo)準(zhǔn)[5]、德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)和歐盟反光膜的標(biāo)準(zhǔn)EN12899[6]等國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，反光膜的等級(jí)由按級(jí)別分類調(diào)整為按類型分類，具體變化詳見表1。此外，從規(guī)范名稱的變化也可以看出，規(guī)范的適用范圍也從公路擴(kuò)大了到更大的范圍。

2 現(xiàn)狀問(wèn)題和誤區(qū)

通過(guò)綜合分析，可將現(xiàn)狀存在的問(wèn)題主要分為3個(gè)方面。

2.1 各類規(guī)范要求不統(tǒng)一

本文比較了各類規(guī)范對(duì)于反光膜的選用條款，并作摘要對(duì)比如下。《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》（GB 5768—1999）第15.1條b）款規(guī)定“高速公路、一級(jí)公路及城市主干路的交通標(biāo)志宜采用一～三級(jí)反光膜；二、三級(jí)公路及一般城市道路的交通標(biāo)志宜采用四級(jí)以上的反光膜。四、五級(jí)反光膜可用于四級(jí)公路和交通量很小的其他道路”[7]?！豆方煌ò踩O(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D81—2006）第6.5.1條（2）款規(guī)定“交通標(biāo)志板采用反光膜材料時(shí)，高速公路、一級(jí)公路上宜采用一、二級(jí)反光膜，二、三級(jí)公路的交通標(biāo)志宜采用三、四級(jí)反光膜，四級(jí)公路宜采用四、五級(jí)反光膜”[8]?！兜缆方煌?biāo)志和標(biāo)線》（GB5768—2009）第 3.11.2.2 條 a)款和 c)規(guī)定“標(biāo)志背景環(huán)境影響大、行駛速度快、交通量大的道路宜選用逆反射性能好的材料；四級(jí)及以下公路、交通量很小的道路，根據(jù)實(shí)際情況可選用較其他道路逆反射性能低的材料”[9]?！冻鞘械缆方煌ㄔO(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50688—2011）第5.4.2條規(guī)定“城市快速路、城市主干路的標(biāo)志應(yīng)采用一級(jí)～三級(jí)反光膜，在曲線段或其他危險(xiǎn)路段應(yīng)采用二級(jí)以上反光膜。城市次干路及以下等級(jí)道路的標(biāo)志應(yīng)采用四級(jí)以上的反光膜”[10]?！冻鞘械缆方煌?biāo)志和標(biāo)線設(shè)置規(guī)范》（GB 51038—2015）第4.6.1條（3）款規(guī)定“快速路、主干路的標(biāo)志應(yīng)采用Ⅲ類～Ⅴ類反光膜，次干路及以下等級(jí)道路的標(biāo)志可在Ⅰ類～Ⅳ類的反光膜中選擇”[11]。

通過(guò)比較上述規(guī)范不難發(fā)現(xiàn)，在規(guī)范的適用標(biāo)準(zhǔn)上，有些規(guī)范僅適用于公路，有些規(guī)范僅適用于城市道路，還有一些適用于各類道路；在反光膜的分類和設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)上，不同規(guī)范參照的分類標(biāo)準(zhǔn)不同且設(shè)置要求過(guò)于寬泛，無(wú)法細(xì)化和落實(shí)。

表1 反光膜分類對(duì)照表

2.2 反光膜級(jí)別和公路級(jí)別的對(duì)應(yīng)誤區(qū)限定了設(shè)計(jì)者的思路

由于《公路交通標(biāo)志反光膜》（GB/T 18833—2002）將反光膜等級(jí)按照逆反射系數(shù)分成五個(gè)等級(jí)，性能從一級(jí)到五級(jí)呈逐漸下降趨勢(shì)。這種分類方法與《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2003）中將公路按照功能和交通量分為高速公路和一二三四級(jí)公路十分相似。而且《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D81—2006）第 6.5.1條（2）款規(guī)定“交通標(biāo)志板采用反光膜材料時(shí)，高速公路、一級(jí)公路上宜采用一、二級(jí)反光膜，二、三級(jí)公路的交通標(biāo)志宜采用三、四級(jí)反光膜，四級(jí)公路宜采用四、五級(jí)反光膜”。

因此不少交通工程師經(jīng)常簡(jiǎn)單地將反光膜等級(jí)和公路等級(jí)相對(duì)應(yīng)，誤認(rèn)為高等級(jí)的道路必須使用高等級(jí)的反光膜，而低等級(jí)的道路則可以使用等級(jí)較低的反光膜。對(duì)此，《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》（GB5768—2009）第 3.11.2.2 條 a）款和 c）規(guī)定“標(biāo)志背景環(huán)境影響大、行駛速度快、交通量大的道路宜選用逆反射性能好的材料；四級(jí)及以下公路、交通量很小的道路，根據(jù)實(shí)際情況可選用較其他道路逆反射性能低的材料”。

2.3 反光膜越亮越好

既然目前尚未形成統(tǒng)一的反光膜選用標(biāo)準(zhǔn)，很多工程技術(shù)人員就認(rèn)為，在實(shí)際工程中只要盡量選擇較高等級(jí)的反光膜，對(duì)于交通安全就一定會(huì)起到正面作用。然而事實(shí)恰恰相反，盲目選擇過(guò)高等級(jí)的反光膜，反而會(huì)過(guò)猶不及，造成不必要的交通隱患。

通常人們認(rèn)為，逆反射系數(shù)越大，反射距離越遠(yuǎn)，視認(rèn)性就越好，對(duì)于駕駛員和行人就越安全。但對(duì)于交通標(biāo)志來(lái)說(shuō)，尤其是板面文字較多或信息復(fù)雜的指路標(biāo)志時(shí)，并非逆反射系數(shù)越大，視認(rèn)性就越好。相反，如果逆反射系數(shù)太大，即標(biāo)志太亮，反而容易產(chǎn)生眩光，影響對(duì)標(biāo)志信息的視認(rèn)[12]。另外由于我國(guó)漢字的特殊性，筆畫與拉丁文字符是完全不同的。如果使用逆反射系數(shù)較高的反光膜制作高等級(jí)道路上的指路標(biāo)志的話，雖然駕駛員能夠在較遠(yuǎn)的位置發(fā)現(xiàn)標(biāo)志，但由于文字筆畫間會(huì)產(chǎn)生“光滲”現(xiàn)象，導(dǎo)致駕駛員無(wú)法完整清晰地辨認(rèn)出文字整體結(jié)構(gòu)和筆畫，反而造成視認(rèn)效果比較差。近年來(lái)，由于此類原因已出現(xiàn)過(guò)多起交通事故。日本的文字與我們有些相似，在日本的高速公路上，就很少見到用微棱鏡反光膜制作的指路標(biāo)志[2]。

因此逆反射系數(shù)較大的反光膜，用于制作警告標(biāo)志、禁令標(biāo)志、視線誘導(dǎo)標(biāo)以及輪廓標(biāo)等較為適宜，屬于遠(yuǎn)距離提醒司機(jī)注意標(biāo)志，而不適合做近距離閱讀的文字標(biāo)志[13]。未來(lái)在反光膜規(guī)范修編的過(guò)程中，除了規(guī)定逆反射系數(shù)的最低限度，對(duì)于不同交通標(biāo)志的逆反射系數(shù)的上限也不能不有所考慮。

3 影響反光膜選擇的主要因素

綜上所述，反光膜的選擇首先應(yīng)該建立統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)和體系，然后分析不同影響因素與反光膜選擇的關(guān)系。按照《道路交通反光膜》（GB/T 18833—2012），反光膜分為Ⅰ類～Ⅶ類七個(gè)類別。本文試圖研究運(yùn)行車速、觀測(cè)角度、字膜與底膜的對(duì)比度、耐候性、經(jīng)濟(jì)性和設(shè)施類型等因素對(duì)反光膜類別的影響。

3.1 運(yùn)行車速

交通標(biāo)志的視認(rèn)過(guò)程是駕駛員對(duì)交通標(biāo)志的認(rèn)知和對(duì)車輛進(jìn)行操作的過(guò)程，這一過(guò)程主要依靠駕駛員的視覺(jué)和運(yùn)動(dòng)輸出來(lái)完成。其中信息處理的過(guò)程見圖2，從A點(diǎn)到S點(diǎn)，駕駛員大致經(jīng)歷了刺激、認(rèn)讀、決策和行為4個(gè)過(guò)程，與之對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)有視認(rèn)點(diǎn)、給讀點(diǎn)、決策點(diǎn)、行動(dòng)點(diǎn)[14]。

圖2 交通標(biāo)志視認(rèn)原理關(guān)系圖

從上述分析過(guò)程不難看出，運(yùn)行車速越快，駕駛員所需的視認(rèn)距離就越長(zhǎng)。根據(jù)相關(guān)研究，當(dāng)逆反射系數(shù)為20～50時(shí)，其視認(rèn)距離（BS）在113～155 m左右，適用于70～85 km/h的行車速度；當(dāng)逆反射系數(shù)為100～170時(shí)，其視認(rèn)距離（BS）在185.93～214.88 m左右，適用于100～111 km/h的行車速度；當(dāng)逆反射系數(shù)為340～660時(shí)，其視認(rèn)距離（BS）在 243～282 m左右，適用于117～128 km/h的行車速度[15]。

若某種反光膜制作的標(biāo)志提供的可讀距離小于安全行車距離，則駕駛員沒(méi)有足夠的時(shí)間對(duì)標(biāo)志進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)；只有在可讀距離大于安全行車距離的情況下，駕駛者才能有足夠的時(shí)間對(duì)標(biāo)志作出正確的反應(yīng)。因此，運(yùn)行車速是反光膜選擇的重要因素。

3.2 觀測(cè)角度

除了運(yùn)行車速以外，觀測(cè)角度也是影響反光膜逆反射系數(shù)的重要因素。在交通標(biāo)志的逆反射體系中，觀測(cè)角度是用來(lái)描述交通標(biāo)志反光膜反光亮度的特有參數(shù)[16]。

由于交通標(biāo)志設(shè)置位置的不同，觀測(cè)角度也會(huì)不同。在同一條道路上，四塊標(biāo)志分別設(shè)置于路兩側(cè)及門架上，一輛汽車在150 m處用車燈探射（見圖3）。由圖中數(shù)據(jù)可知，道路右側(cè)的標(biāo)志反射效果最佳；道路左側(cè)的標(biāo)志反射效果其次，但已經(jīng)降至右側(cè)標(biāo)志的22%；道路上方門架式的標(biāo)志反光效果最差，僅為右側(cè)標(biāo)志的14%和17%。

圖3 不同位置交通標(biāo)志所產(chǎn)生的反光效果圖

因此，我們?cè)谠O(shè)置交通標(biāo)志時(shí)應(yīng)該優(yōu)先選擇靠右設(shè)置，如果需要靠道路左側(cè)或采用門架式時(shí)，應(yīng)該選用比路右側(cè)標(biāo)志更高等級(jí)的反光膜材料。

3.3 字膜與底膜的對(duì)比度

從理論角度來(lái)說(shuō)，反光膜等級(jí)越高，其逆反射系數(shù)越大，駕駛員的視認(rèn)距離應(yīng)該越遠(yuǎn)。但是由于漢字結(jié)構(gòu)的特殊性，當(dāng)逆反射系數(shù)過(guò)大時(shí)，反光膜所產(chǎn)生的逆反射光線會(huì)形成炫光效應(yīng)。這種炫光會(huì)和漢字筆畫熔融，反而會(huì)導(dǎo)致駕駛員視認(rèn)距離的下降。

根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最高等級(jí)的鉆石級(jí)反光膜的平均視認(rèn)距離明顯小于有1層、2層和3層衰減膜覆蓋下的視認(rèn)距離。實(shí)測(cè)字膜與底膜的逆反射系數(shù)對(duì)比度在7.59～8.18之間時(shí)，駕駛員的平均視認(rèn)距離最大，為140.8～143.5 m。

因此，在兼顧安全和經(jīng)濟(jì)的原則下，指路標(biāo)志文字反光膜的等級(jí)可略高于背景色反光膜的等級(jí)，以達(dá)到降低字膜與底膜對(duì)比度的效果。

3.4 耐候性能

在選擇反光材料，初始亮度雖然很重要，但同樣重要的是，標(biāo)志材料的亮度必須具有持久性，也就是說(shuō)，不僅在剛使用時(shí)，而且要在使用壽命內(nèi)能保持良好的反光性能。使標(biāo)志在整個(gè)使用期內(nèi)保持足夠的視認(rèn)性。做到看得清，看得遠(yuǎn)。

由于不同地區(qū)氣候條件的差異，交通標(biāo)志所經(jīng)受的環(huán)境影響也不一樣。作為一種長(zhǎng)期暴露在戶外的交通安全設(shè)施，必須能夠經(jīng)受不同環(huán)境的考驗(yàn)，如溫度變化、紫外線輻射、雨水和鹽霧的侵蝕以及風(fēng)沙吹打等?，F(xiàn)實(shí)中一旦交通標(biāo)志的穩(wěn)定性無(wú)法滿足環(huán)境的要求，往往會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)脫落、褪色和逆反射系數(shù)下降等現(xiàn)象，造成交通安全的隱患。

根據(jù)表2的數(shù)據(jù)，Ⅱ～Ⅴ類反光膜的使用壽命為10 a，其中Ⅲ～Ⅴ類反光膜在使用壽命末期最小逆反射系數(shù)均為出廠亮度的80%，Ⅱ類反光膜在使用壽命末期最小逆反射系數(shù)為出廠亮度的65%；Ⅰ類、Ⅵ類和Ⅶ類反光膜的使用壽命為7 a，在使用壽命末期最小逆反射系數(shù)均為出廠亮度的50%。由此可見，Ⅲ～Ⅴ類反光膜的耐候性能最好，Ⅱ類反光膜耐候性能次之，Ⅰ類、Ⅵ類和Ⅶ類反光膜的耐候性能一般。

表2 不同類別反光膜耐候性能比較

3.5 設(shè)施類型

除逆反射系數(shù)以外，不同類型的反光膜還具有各自獨(dú)特的性能。因此，根據(jù)交通設(shè)施的類型，可采用不同類別的反光膜。

Ⅰ類反光膜耐候性一般，適用于臨時(shí)標(biāo)志；Ⅱ～Ⅴ類反光膜耐候性能較好，適用于耐久性的交通標(biāo)志，可同時(shí)滿足遠(yuǎn)距離的顯著性和近距離的識(shí)讀性；Ⅴ類具備大觀測(cè)角性能，最適合用于指路標(biāo)志；Ⅵ類反光膜正面亮度最好，以輪廓標(biāo)的應(yīng)用為主，只需提供遠(yuǎn)距離的輪廓線形，不需近距離識(shí)讀；Ⅶ類反光膜柔韌性最好，適合交通錐、交通柱等曲面的應(yīng)用，主要應(yīng)用在施工區(qū)域。

3.6 經(jīng)濟(jì)性

在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析時(shí)，應(yīng)當(dāng)計(jì)算反光膜設(shè)計(jì)壽命內(nèi)的平均使用成本，其公式如下：

式中：A為標(biāo)志年平均費(fèi)用（元/a）；T1為底膜使用壽命內(nèi)的總費(fèi)用（包括更新反光膜的費(fèi)用、底板和支柱的人工安裝費(fèi)用等）；T2為字膜使用壽命內(nèi)的總費(fèi)用（包括更新反光膜的費(fèi)用、底板和支柱的人工安裝費(fèi)用等）；P為反光膜的使用壽命。

根據(jù)目前市場(chǎng)行情，Ⅴ類反光膜和Ⅵ類反光膜的價(jià)格比約為1.8∶1，而兩者的使用壽命和耐候性能相同。因此，在滿足逆反射系數(shù)的前提下，采用Ⅴ類字膜、Ⅵ類底膜的標(biāo)志要比字膜和底膜均采用Ⅴ類反光膜的標(biāo)志年平均使用成本要低。

另外，由于Ⅱ類膜的耐候性能不如Ⅲ類膜，根據(jù)標(biāo)志的造價(jià)與使用年限比較，底膜和字膜全部采用Ⅲ類膜的標(biāo)志反而要比采用Ⅲ類字膜、Ⅱ類底膜的標(biāo)志年平均使用成本要低。

4 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

在城市道路條件下，同一地區(qū)的交通狀況和氣候條件等比較接近，對(duì)于反光膜選擇較大的因素主要是設(shè)施類型、道路等級(jí)、設(shè)計(jì)車速和設(shè)置位置。因此，為便于廣大交通工程建設(shè)、設(shè)計(jì)和施工人員選擇，本文總結(jié)出一種面向城市道路的交通反光膜選用標(biāo)準(zhǔn)（見表3）。

表3 道路交通反光膜選用標(biāo)準(zhǔn)表

該標(biāo)準(zhǔn)首先按照設(shè)施類型，明確了交通標(biāo)志采用Ⅱ～Ⅴ類反光膜，其他設(shè)施采用Ⅵ類和Ⅶ類反光膜。然后再按照道路等級(jí)、設(shè)計(jì)車速、標(biāo)志類型和設(shè)置位置等因素，詳細(xì)區(qū)分了不同標(biāo)志所應(yīng)該采用的反光膜類型。其中，按照快速路、主干路、次干路和支路的道路等級(jí)，所采用的反光膜類型依次降低；對(duì)于同一路段的標(biāo)志，設(shè)置于道路左側(cè)和上方的交通標(biāo)志所采用的反光膜類型要高于設(shè)置于道路右側(cè)的交通標(biāo)志；對(duì)于同一塊標(biāo)志，字膜所采用的反光膜類型要高于底膜所采用的反光膜類型。

5 結(jié) 語(yǔ)

《道路交通反光膜》（GB/T 18833—2012）相對(duì)于舊國(guó)標(biāo)，其對(duì)反光膜性能和道路安全性能的要求大幅度提高。但是目前對(duì)于不同類別的反光膜如何選用，在國(guó)標(biāo)層面仍然沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

影響道路交通反光膜選擇的因素有很多，道路等級(jí)、運(yùn)行車速是選擇標(biāo)志反光材料的一個(gè)基礎(chǔ)因素，但不是唯一因素。為提高視認(rèn)效果，確保行車安全，在設(shè)計(jì)使用標(biāo)志反光膜時(shí)要結(jié)合當(dāng)前反光膜的市場(chǎng)狀況，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性，按實(shí)際情況對(duì)使用類別予以區(qū)別，使得交通標(biāo)志真正成為道路交通安全的保障。