2.1. 照明标准
机动车交通道路照明以路面平均亮度(或路面平均照度)、路面亮度总均匀度和纵向均匀度(或
路面照度均匀度)、眩光限制、环境比和诱导性为评价指标。合理的照明系统设计,能提高交通诱导性,具有美化环境和改善道路景观的作用,按照规范选取照明标准值,配置照明设施。设置高速公路照明的机动车交通设施的照明标准值应符合表7的规定。
表 7 我国公路照明标准推荐值 亮度 照明区域 平均路面亮度 1.5~2 2~5 0.5~2 0.5~1.5 0.5~1.5 1~2 纵向均与总均匀度 度 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5 0.5 照度 眩光限制 平均照度 20~30 20~50 10~30 10~20 10~20 15~30 6 5 5 5 5 5 很好 好 好 好 好 一般 诱导性 高速公路 收费站广特殊部位 场 进出口 服务区 相关场所 养护区 停车场 注:表中各项数据只适用于干燥路面。交通控制系统和道路分割设施完善时,宜选择低档纸,反之宜选择高档值。
2.2. 照明系统设计
2.2.1
光源与灯具选择
选择灯具配光性能,限制眩光,诱导性良好;形状和尺寸是否方便安装维护;材料的耐腐蚀性能。路段灯具的类型:截光型、半截光型和非截光型。路段常用的光源种类:低压钠灯、高压钠灯、高压汞灯、金属卤化物灯和荧光灯。
表 8 道路照明常用光源
道路照明常用 光源 低压钠灯 高压钠灯 特点 光效很高,光色柔和、眩光小、透雾能力强 光效高、寿命长、透雾性能好,是一种理想的节能光源 适用场所 公路、隧道、港口、货场、矿区 道路、机场、码头、车站、广场 高速路应采用高压钠灯,必须采用截光型或半截光型灯具。
收费广场照明设计照度等要求高于高速公路。低杆照明用于小型收费广场,中高杆照明用于大中型收费广场。设计标准道路照明亮度要求:1.5-2.0 cd/cm2。收费天棚照明具有比收费广场更高的照明标准,帮助收费员看清车型,一般采用嵌入式窄射光类照明器。广场灯具安装的高度 h>0.5R(m)=0.5倍的被照射范围半径。匝道立交区选用泛光灯。 2.2.2
道路照明设计
常规照明布置方式有单侧布置、双侧交错布置、双侧对称、中心对称布置、横向悬索布置5种(图2.1)。选用不同的照明方式,道路的照明亮度、诱导性不同。
图 2.1 常规照明灯具布置的五种基本方式:(a)单侧布置;(b)双侧交错布置;
(c)双侧对称布置;(d)中心对称布置;(e)横向悬索布置
由于此高速公路存在中央分隔带,故路段照明采用中心对称布置。 曲线路段的照明应符合下列要求:
半径在1000m及以上的曲线路段,其照明可按照直线路段处理;半径在1000m以下的曲线路段,灯具应沿曲线外侧布置,并应减小灯具的间距,间距宜为直线路段灯具间距的50%~70%(图2.2),半径越小间距也应越小。悬挑的长度也应相应缩短。在反向曲线路段上,宜固定在一侧设置灯具,产生视线障碍时可在曲线外侧增设附加灯具(图2.3);
图 2.2 曲线路段上的灯具设置 图 2.3 反向曲线路段上的灯具设置 当曲线路段的路面较宽需采取双侧布置灯具时,宜采用对称布置;转弯处的灯具不得安装在直线路段灯具的延长线上(图2.4);急转弯处安装的灯具应为车辆、路缘石、护栏以及邻近区域提供充足的照明。在坡道上设置照明时,应使灯具在平行于路轴方向上的配光对称面垂直于路面。在凸形竖曲线坡道范围内,应缩小灯具的安装间距,并应采用截光型灯具。
图 2.4 转弯处的灯具设置 (a)不正确;(b)正确
灯具安装高度H一般取10—15米时比较经济;悬挑长度oh一般不超过杆高度的1/4,悬挑长度加大,可增加路面亮度,一般 oh取H/4;安装角度θ一般在5°~15°左右,安装角度取10°。
道路有效宽度Weff是与道路实际宽度、灯具的悬挑长度和灯具的布置方式等有关。当灯具在两块板道路的中央分隔带上采用中心对称布置时,道路有效宽度就是道路的实际宽度。
表 9 灯具的配光类型、布置方式与灯具的安装高度、间距的关系
配光类型 布置方式 单侧布置 交错布置 对称布置 截 光 型 安装高度 H(m) H≥Weff H≥0.7Weff H≥0.5Weff 间距 S(m) S≤3H S≤3H S≤3H 半截光型 安装高度H(m) H≥1.2Weff H≥0.8Weg H≥0.6Weff —— 间距 S(m) S≤3.5H S≤3.5H S≤3.5H —— 非截光型 安装高度H(m) H≥1.4Weff H≥0.9Weff H≥0.7Weff —— 间距 S(m) S≤4H S≤4H S≤4H —— 中心对称布置 H≥0.5Weff-oh S≤3H 灯具的布置方式、安装高度和间距按表9计算后确定。
道路有效宽度32.5米,中央分隔带2.5米,采用高压钠灯、截光型中心对称布置。
灯具安装高度 H≥0.5Weff-oh
H≥13米
灯具悬挑长度 oh=H/4
oh=3.25米
安装间距 S≤3H
S≤39米
取S=30m 根据公式:
Eav=FμKN/SW
其中: F——光源的光通量,lm;
μ——利用系数,高压钠灯利用系数0.5; K——维护系数;
N——与灯具排列有关的数值,相对并列排列时N=2; S——路灯的安装距离,m; W——道路宽度,m。
按照以上系数计算得道路平均照度为19.38,不满足标准20~30的要求。调整安装间距为25m,平均照度为23.26,满足标准要求。
灯具的高度,悬臂长度设置等详细设计如图2.5所示:
图 2.5 高速路横断面图示
2.2.3
收费广场照明设计
3.25m 13m
32.5m
主线收费广场为大中型收费广场,需采用高杆照明。高杆照明是指在15-40m 高杆上安装由大功率的光源组成的多个照明器,进行广阔范围内的大面积照明。
图 2.6 高杆灯灯具配置方式 (a)平面对称;(b)径向对称;(c)非对称
布置在宽阔道路及大面积场地周边的高杆灯宜采用平面对称配置方式;布置在场地内部或车道布局紧凑的立体交叉的高杆灯宜采用径向对称配置方式;布置在多层大型立体交叉或车道布局分散的立体交叉的高杆灯宜采用非对称配置方式。
灯杆间距与灯杆高度之比应根据灯具的光度参数通过计算确定; 广场灯具安装的高度要求H>0.5R(m)(R 为被照射范围半径), 即 H>0.5×过渡段宽度
H=
灯具间距 S<(3~4)H
S=30m
灯具的最大光强投射方向和垂线夹角不宜超过65° 2.2.4
投光灯照明布设方式
1) 一般广场:同一侧布置
2) 收费广场:两侧排列:H1 、H2;一侧排列:H1;中间设置:H1 、H2 、H3
2.2.5 照明供电
广场照明应采用双电源供电。每个电源均应能承受100%的负荷。正常运行情况下,照明灯具端电压应维持在额定电压的90%~105%。配电变压器的负荷率不宜大于70%。宜采用地下电缆线路供电,当采用架空线路时,宜采用架空绝缘配电线路;变压器应选用结线组别为D,yn11的三相配电变压器,并应正确选择变压比和电压分接头;应采取补偿无功功率措施;宜使三相负荷平衡。配电系统中性线的截面不应小于相线的导线截面,且应满足不平衡电流及谐波电流的要求。
道路照明配电回路应设保护装置,每个灯具应设有单独保护装置。道路照明供电线路的人孔井盖及手孔井盖、照明灯杆的检修门及路灯户外配电箱,均应设置需使用专用工具开启的闭锁防盗装置。道路照明配电系统的接地形式宜采用TN-S系统或TT系统,金属灯杆及构件、灯具外壳、配电及控制箱屏等的外露可导电部分,应进行保护接地,并应符合国家现行相关标准的要求。 高杆灯或其他安装在高耸构筑物上的照明装置应配置避雷装置,并应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057的规定。 2.2.6
照明控制
道路照明应根据所在地区的地理位置和季节变化合理确定开关灯时间,并应根据天空亮度变化进行必要修正。宜采用光控和时控相结合的控制方式。
道路照明采用集中遥控系统时,远动终端宜具有在通信中断的情况下自动开关路灯的控制功能和手动控制功能;
道路照明开灯时的天然光照度水平宜为15lx;关灯时的天然光照度水平,快速路和主干路宜为30lx,次干路和支路宜为20lx。