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基于光的反射及各因素对交通标线光度性能检测的影响分析

2023-11-06温卓瑜

交通科技与管理 2023年20期
关键词:玻璃珠热熔标线

温卓瑜

(广州广检建设工程检测中心有限公司,广东 广州 510000)

0 引言

随着国内经济的发展和人们生活质量的提高,高速公路的车流量随之越来越大。为了规范驾驶秩序,提高夜间驾驶安全性,国内严格控制标线施画要求。在检测验收方面严格把控施工质量。而作为道路上的生命线“标线”,标线的光度性能(逆反射亮度系数)对夜间行驶的车辆起到一个重要的安全意义。在标线的检测中,标线光度性能(逆反射亮度系数)的检测真实性和准确性是控制标线质量的重要依据。该文结合相关的国家标线现场检验标准和现场检验过程分析中遇到的问题,探讨交通标线光度性能(逆反射亮度系数)的影响分析。

1 光的反射方式及标线光度性能检测技术参数

1.1 光的反射方式

1.1.1 镜面反射

光线入射到平滑的物体表面,在入射点处发生反射现象,入射角和反射角度相等,如图1 所示。

图1 镜面反射

1.1.2 漫反射

光线入射到粗糙的物体表面,反射光线会向各个方向反射的现象,导致入射角与反射角不相等,如图2 所示。

1.1.3 回归反射

当光线入射到玻璃球体时,在球体介质中发生反射与折射后,回归到入射光线方向的反射现象。其回归反射不是前文介绍的单纯反射现象,现实生活中要形成回归反射必须通过反射中的漫反射或镜面反射中的一种或两种与折射相结合而成[1],如图3 所示。

图3 回归反射

1.2 标线光度性能检测技术参数

交通标线的技术参数很多,道路交通标线质量要求和检测方法(GB/T 16311—2009)规范中都对其外观质量、外形尺寸、标线厚度、色度性能以及光度性能(逆反射亮度系数)等有明确的技术要求。笔者主要介绍该文提及的光度性能(逆反射亮度系数)的检测方法。

1.2.1 光度性能质量要求

反光标线的逆反射亮度系数在正常使用期间应满足夜间视人要求。一般情况下,白色反光标线的逆反射亮度≥80 mcd·m-2·1x-1,黄色反光标线的逆反射亮度系数≥50 mcd·m-2·1x-1[2]。

施划完14 日内的新标线初始逆反射亮度系数应符合标准规定,白色反光标线的逆反射亮度≥150 mcd·m-2·1x-1,黄色反光标线的逆反射亮度系数≥100 mcd·m-2·1x-1[2]。

1.2.2 交通标线逆反射亮度系数检测方法

(1)测试条件和要求:

①正常使用期间的标线:应在干燥的状态下检测光度性能(逆反射亮度系数)。

②新划路面标线的初始逆反射亮度系数应在路面标线施划14 d 之内完成检测,检测前清扫干净未附着标线的多余玻璃珠。所检测的标线表面应干燥、洁净。检测的环境温度应在10~40 ℃之间,湿度应≤85%。

(2)测试步骤 :

①打开反光标线逆反射测定仪的开关电源,先等待仪器预热1 min。如果显示屏显示数字为“000”,证明仪器内部电源已经接通。显示不是“000”时,应旋转调零旋钮调整至“000”(通常把000,-001,-002,001,002统称为000)。

②向上旋钮拉出仪器光门开关并同时校准。将仪器底部测量口放在计量单位已经校准过的标准板上,标准板上有方向性,箭头指向行车方向,按下测量旋钮,这时仪器将有数据显示。如果显示不是给定的校准值,调整校准旋钮,直到表头数据显示为标定值。

③调零校准步骤操作完成后方可测量。测量时,将仪器按行车方向放置在所要测试的标线上。

2 从人为、材料、机具、环境各方面分析对光度性能的影响

2.1 人为的因素

选择在同一试验路段(100 m)正常试用期间的标线,采用同一反光标线逆反射测定仪。不同组的试验人员对标线的逆反射亮度系数进行检测。检测结果见表1。

表1 不同组试验员对逆反射亮度系数的检测结果

由表1 中看到,5 组的试验结果均值都合格,满足了设计要求,但从数理化统计分析再看结果,各组的平均值(见图4)、标准差、变异系数(见图5)均出现较大差异。由此判断,试验员在对测试点的选择所测结果就会有所偏差,比如3 组和5 组,这两组试验数据组相对偏大,而2 组和4 组数据相对均匀一些,得出的数据和试验员的检测经验有着很大的关系。

图4 平均值

图5 变异系数

2.2 仪器的因素

反光标线的光度性能(逆反射亮度系数)普遍采用反光标线逆反射测定仪来检测。该文针对性地讨论行业中普遍使用的国产FB-94 型反光标线测定仪。国产FB-94型反光标线测定仪在现场测试的过程中偶尔会出现不稳定、数据漂移性大的特点[3],目前对于光度性能(逆反射亮度系数)这项指标还没有比较先进的测定仪器能测定,所以只能在使用过程中不断地试验和摸索,使仪器的系统误差达到最小。

2.3 材料的因素

2.3.1 玻璃珠的成圆率

笔者发现交通标线玻璃珠的成圆率是直接影响标线逆反射亮度系数的因素,在相同光照射下,成圆率越高的玻璃珠,其测出逆反射亮度系数的值越高,反之则越低。接近理想球体的玻璃珠在光照射下有较好的回归反射,笔者在光照方向上看到的反光亮度越大,而在光照射下不规则球体的玻璃珠会在多方向折射情况后,逆反射到观察方向的光线较少,从而反光亮度较小[4]。从图6 可以看出接近理想球体的玻璃珠的回归反射良好,图7 不规则的玻璃珠造成光线各方向折射后不反射到光照方向,形成不了良好的回归反射。

图6 理想球体的玻璃珠

图7 具有锐角的玻璃珠

2.3.2 热熔涂料质量

该文针对交通标线的热熔涂料质量,热熔涂料的色度性能检测同样重要。热熔型标线涂料的色度性能越高,其逆反射值随着入射光损失的越少而越高。使用相同的玻璃珠时,色度性能越高的热熔涂料可以获得越高的逆反射亮度系数值。在热熔型标线涂料施工中,严控施工质量,如果标线内部存在较多气泡或较大颗粒的填料,就会使入射光线在多重施工质量影响下反复折射和漫反射,光线会造成部分损失,使标线逆反射亮度系数值越低。

2.4 环境的因素

(1)在现场施工前期,施工机具应满足施工要求,且应对技术人员进行施工技术交底。做好施工计划,在施画前应关注当地气候条件,在适合标线施画过程中应该保证路面清洁再施画,机具移动速度控制均匀,否则施画的标线会出现厚度不一,玻璃珠的分布不均匀,造成施工质量差,并且影响之后检测采集数据结果的评定。所以在施工过程中,反光标线玻璃珠应撒布均匀,附着牢固,反光均匀,标线表面不应出现网状裂缝、起泡等现象。在实际检测中,经常发现检测结果数据偏差过大,原因是玻璃珠的含量和分布问题影响检测结果的准确性。

(2)在现场检测中,标线表面附着比较厚的浮尘、标线有积水或者湿度过大、标线表面的玻璃珠被水膜包裹等情况,会对反光性效果也会造成一定影响。由于现场检测环境的离散造成检测结果存在偏差,从而导致检测数据失真。在检测前应将标线表面有浮尘的地方用酒精浸泡的软毛巾轻轻擦拭,待标线表面干燥后再进行测试。检测人员现场检测的过程中,要仔细观察,有积水的地方用抹布轻轻擦拭干净,待风干后检测。避免现场的检测条件影响造成检测数据的失真性。

(3)路面平整度影响标线光度性能(逆反射亮度系数),对检测数据造成数值偏差。逆反射测量标准装置在观测角为1.05°、入射角为88.76°的条件下观测,路面不平整导致入射角的变化,逆反射亮度系数随着入射角的变化而造成数据失真。因此,在检测前对路面进行平整度检测是很有必要性的。

3 结语

综上所述,标线光度性能(逆放射亮度系数)参数的测定,受标线材料、环境和人为等多方面因素的影响。因此,应把控好标线的原材料和现场的管控施工,现场尽量保证在标线施划完14 d 内进行检测,避免标线在检测前受污染的情况发生[5]。在标线逆放射亮度系数检测时,采集数据的数量要高于规范要求的最低值,从而会降低人为因素的影响。

公路交通标线的反光性能(逆反射亮度系数)质量直接关系到行车安全,在实际检测中,应该严格把好质量关。提高检测人员的业务水平,避免检测过程中出现不必要的误差,对数据和仪器多研究分析,注意细节,做到检测结果真实、准确,为工程项目提供验收依据。

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