凸起路標的科學用法與作用原理

官陽

近年來，我國對標線的安全作用越來越重視，但是因為標線質量不好控制或沒有水下反光標線，很多地方開始借助在路面安裝反光凸起路標來輔助標線的引導功能。特別是廣大農村地區，照明條件有限，道路標線施工養護不便，可以快速簡便粘貼于路面的凸起路標和平面路標，有更加廣闊的應用需求。

關于凸起路標如何安裝、控制間距以及對車速的影響等，目前國內的具體技術研究做指導和說明都很有限。事實上，凸起路標是國際上的一個常見做法，也有很多相關的技術研究報告和使用指南。本文就從技術角度，介紹凸起路標的正確用法。

凸起路標（Raised Pavement Marker），業內習慣稱為道釘，有反光、內部照明和不反光三種形式，最流行的是反光凸起路標，它是一種重要的安全設施，用來輔助增強標線的視認性甚至替代標線完成交通控制。其最大的優點是在路平面之上有個很小的垂直高度，在路面有水膜時，不易被水阻擋，可以為駕駛人提供更好的視覺引導。特別是反光凸起路標，因為迎向交通流方向的小立面上裝有反光片或本身就是玻璃球制作的，可以反射汽車燈光，給駕駛人提供更加準確的視距和方向性，其中反光片型凸起路標還有向駕駛人提供行駛方向正確信息的作用（其他方向會無法獲得反光）。在美國的國家標準和技術研究報告里，有一系列對凸起路標詳細的技術要求，本文提取其中的重點，逐一介紹。

凸起路標的基本要求

凸起路標，作為輔助和替代標線完成行車軌跡定位的參照物，其顏色必須與所要輔助或替代的標線顏色一致，無論白天還是黑夜。這是最基本的要求。

反光凸起路標面向反方向交通流的一側，可以是紅色的。如果駕駛人看到路面上有凸起路標的紅色光，要意識到自己已經錯誤駛入了逆行。

所以紅色凸起路標雖然有紅色反光片，但是不應該被正確行駛的駕駛人看到。

反光凸起路標或內部照明型凸起路標，可以用在隆起的緣石型中央隔離帶、分離島頭的前端路面上，也可以用在緣石平面之上。

反光凸起路標或內部照明型凸起路標有單向形式和雙向形式兩種。雙向的可以配合面向的車流方向展示不同的顏色。

藍色凸起路標有時在路面上用來幫助應急人員快速找到消防栓。

重要的一點是，內部照明型凸起路標，應該是亮度穩定持續的而不得閃爍。閃爍型凸起路標是被用作道內路面警示燈使用的，而不是標線，標線的作用是提供定位和軌跡參照，所以必須恒定。不能閃爍，其原因在本文后面提到閃爍率對速度的影響時會提及。

無補充照明時，無反光功能的凸起路標不能獨立用來替代道路標線。凸起路標的方向配置應該是把正確的方向信息最大化地提供給用路者，并且設法使用路者對行車方向的困惑最小化。凸起路標的方向配置，還要考慮因為路標的可視角度錯置導致的用路者方向困惑問題。

凸起路標的間距與位置

凸起路標的一個重要作用是補充甚至替代標線，為車輛提供定位和運動軌跡的參照，所以保持線性的視覺感受非常重要。這就涉及到了路標的間距。

凸起路標的間距，受到三種不同使用目的影響：（1）輔助強化標線的定位信息，提升標線的視認性；（2）約束換道行為和強化謹慎駕駛的提示作用；（3）替代標線完成交通控制。

從凸起路標相對于標線的安裝位置說，主要有兩種，一種是在所輔助標線的車道的內側，緊挨著標線（距離約5～7厘米），一種是在標線的縱斷面前緣或后緣，或者是虛線長度的中間。

為輔助雙線的定位視覺，而不需要約束跨線行為時，則只安裝在雙線之間安裝。在需要強化傳遞有變線約束的時候，會加大密度，并在雙黃線的雙外側對稱安裝。在輔助寬標線時，要在標線的兩側對稱安裝，以勾勒標線的寬度，強化視覺效果。

下面介紹輔助和強化標線視認性、約束跨線行為的安裝方式。

行車道標線是斷續的虛線，提供的是一種閃爍率，以便駕駛人可以通過視覺獲得進程感，感受速度，預判軌跡，確認車距。凸起路標的設置間距，要充分考慮這種閃爍率（也就是單位時間里看到凸起路標的頻率）對駕駛行為的影響。有研究顯示，其稀疏程度，會對車速有影響，特別是如果當凸起路標對車道輪廓的描述不充分時（布設間距過大），可能會誘使駕駛人加速。

按照美國的聯邦標準，典型的行車道標線（斷續標線）一組長度是12.2米，其中空檔是9.1米，白色實線是3.1米，虛實比是3：1。在設定凸起路標的間距時，這個基礎長度很重要，被稱作N值，也就是虛實線一組的長度距離，它是凸起路標的間距計算基礎。（數據來源：道路邊界輪廓實務手冊，The Roadway Delineation Practices Handbook）。

我國最常見的標線組合是六九線，也就是6米實線9米空檔，虛線是15米。N值就是15米。最簡單的N值間距，即每段實線標線的端頭安裝一個凸起路標，兩個之間的間距就是15米（相比美國，我國的標線更耗涂料）。

中心線

在雙向雙車道的路上，輔助中心雙黃線：按照虛實線組合的N值，以2N，也就是24.4米為間距，在雙線的中間安裝。

輔助有一側可以借道超車的中心黃線，或者是雙車道中心線，以2N為間距，在虛線的中間空檔安裝。

在雙向雙車道的路上輔助允許雙向借道超車的中心黃虛線，以2N （24.4米）為間距，在虛線的中間空檔安裝。

在雙向雙車道上，輔助從允許雙向借道超車到禁止超車路段的中心線時，以2N（24.4米）為間距，在虛線的中間空檔安裝，同時，在出現雙實線的地方在雙實線雙向外側以N（12.2米）為間距安裝。

在多車道的雙向道路上輔助雙實黃線，以N（12.2米）為間距，在雙線的外側安裝，一般與實線保持50.8～76.2毫米（2～3英尺）的距離 （如圖3）。

行車道分道模式

輔助行車道分道線的凸起路標，通常以2N（24.4米）為間距，在兩根實線間的空檔安裝。除非另有規定的除外。

邊緣線模式

輔助道路左路側邊緣實線的安裝方式是按照以N（12.2米）為間距，在實線的內側安裝，距離白色實線50.8～76.2 毫米（2～3 英尺）。

通常情況下，不用凸起路標補充道路右側的邊緣線，除非右側有特殊的風險元素，那么就需要安裝凸起路標輔助標線，這時的間距宜為6.1米（N/2），而且標線也應該在合理的距離內有所加強。這些風險元素主要是路側有護欄、樹木、設施立柱、橋梁欄桿、排水溝等，或者是車道外側緊鄰路邊緣障礙，車道有消失或者車道要變窄等。

在平面彎道上，如果彎道的曲線弧度小于3度，一般以2N（24.4米）為間距，如果弧度大于或等于3度，以N（12.2米）為間距，當弧度大于或等于15時，以N/2（6.1米）為間距，當弧度大于20度時，使用雙側凸起路標的形式。

在直線段，使用凸起路標做中心線或者車道邊界時，最大的間距是24.4米。用在半徑為200米的彎道（8～9度的弧度）上做中心線時，最大的間距是12.2米。

美國的“窄橋標準”（數據來源：道路邊界輪廓實務手冊，The Roadway Delineation Practices Handbook）規定，在雙車道農村公路上，凸起路標在中心線和邊緣線上間隔為每24.4 米 （80 英尺），在接近一座狹窄的橋梁時，間距降低到12.2 米 （40 英尺），以顯示路面寬度在下降。

在左轉車道上的用法（數據來源：道路邊界輪廓實務手冊，The Roadway Delineation Practices Handbook），對于三車道道路的連續中心左轉車道，在左轉車道外側用N值做凸起路標的間距，在車道內側用2N 值做間距；對于5車道中央的連續左轉彎車道，在左轉車道外側用N值做凸起路標的間距，在車道內側用2N 值做間距，同時在直行車道上也用2N 值做間距設置凸起路標。

同時，在左轉車道兩側使用凸起路標時，還要考慮在左轉車道與直行道分離段的最初30.5米（100英尺）不設置凸起路標，以便讓直行車無需跨越凸起路標就駛入左轉車道。

在交叉口路段，美國的標準是這樣規定的（數據來源：道路邊界輪廓實務手冊，The Roadway Delineation Practices Handbook）：

在單向雙車道道路的交叉口上游的4N的距離開始，把路中線的凸起路標的間距從N值降低一半到N/2；

在雙向雙車道道路的交叉口上游的4N的距離開始，把路中線的凸起路標的間距從N值降低一半到N/2；

在雙向四車道道路的交叉口上游的4N的距離開始，把行車道線的凸起路標的間距從N值降低一半到N/2；并將它們與路中線的凸起路標位置對齊。

如果使用凸起路標替代標線，也就是不再畫標線而只使用凸起路標來完成控制呢？凸起路標的間距要從視覺上模仿標線的效果。

通常情況下，如果是替代斷續的虛線，要用凸起路標做實線的部分，一般是采用3到5個凸起路標均勻布設在實線長度內，間距不大于N/8。如果N不是24.4米，那么就按虛實長度比布設。虛實比是2：1的，使用3個；虛實比是3：1的，使用4個；虛實比是4：1，使用5個。

如果使用凸起路標替代實線，路標的間距應該小于N/4。一般右側車道邊緣線不使用凸起路標，主要考慮到自行車的騎行安全和避免在雨夜時被駕駛人誤認為外側還有機動車道。所以在路側邊緣線也需要安裝凸起路標，而且需要有工程評估，認為路側邊緣線的定位對安全更重要，并且要加大密度，避免駕駛人誤判。

如果用凸起路標替代點狀線，間距不應該大約N/4，并且確保每段點狀線位置都有一個凸起路標。

如果用凸起路標替代寬標線，用并排平行安裝兩個，顯示出寬度示意。

凸起路標間距與車速的關系研究

凸起路標的間距事關安全，應該引起足夠的重視。上世紀七十年代，國際上陸續出現了一批研究，上段介紹的數據都是這類研究結果的綜合結論。這些研究，揭示了視覺感受與車速的關系。研究發現（美國的艾倫報告Allen， R. W. et al. （1977）. Drivers Visibility Requirements for Roadway Delineation， Vol. 1： Effects of Contrast and Configuration on Driver Performance and Behavior. Technical Report No. FHWA–RD–77–165. Washington， D.C.： Federal Highway Administration.），在動態條件下，車道輪廓的對比度閾值（黑白交錯）感受會降低，這種視覺斷續感（比如白色虛線形成的交錯感）的時間長度就是對比度閾值，也被翻譯為“閃爍率”，會隨著車速的提高而短，速度快到一定程度時，斷續感會消失，也就是專業上稱的“對比度閾值降低”到了極限，這時點連成了線，我們平常所說的車速飛快，路側的樹木連成了一排就是這個感受的一種描述方式。研究發現，人會根據視覺的閃爍率感受自己的運動速度，而人能感受到的閃爍率最高是2.5 Hz，也就是每秒鐘感受到2.5個變化周期，如果達不到這個值時，人會覺得自己的運動速度還不夠快。當凸起路標的間距是12.2米（40英尺）時，為了能每秒鐘接收到2.5個閃爍周期，就需要駕駛人以109.5 公里/小時的速度行進，這樣才能在每秒前進30米的速度中感受到2.5個周期。如果凸起路標的間距（頻閃的循環周期）減到7.3 米（24 英尺），這時速度為43.5公里/時就可以獲得同樣的閃爍率感受。所以，當駕駛人視覺感受到的閃爍率低時，會覺得自己的車速慢了而想要加速。因此當凸起路標的間隔加大后，駕駛人會因為看到遠點參照坐標的延遲性而主動增加速度，以便能達到最高速的閃爍率感受。這是一種視覺傳遞的運動速度感。

這里有個題外話，按照2.5Hz的閃爍率思考我國的“六九線”，就會發現，“六九線”的閃爍率如果是2.5Hz，也就是每秒37.5米，就需要車速達到135公里時速，這也是為什么我國流量低的公路上自由流車速會很高的原因之一，因為我國的6米線太長，輪換周期更長，駕駛人的閃爍率不升高，就不能獲得滿意的視覺高速度感。同理，用調整閃爍率的方法，比如輪廓標、標線和反光道釘的密度，其實可以影響車速。

所以艾倫等人的研究建議，如果凸起路標的間距縮小，也許會避免在不利的能見度條件下（這時閃爍率會延遲，視覺上覺得自己車速低了）導致的不適當的高速。研究結論建議把12.2 米的虛實線周期組合（9.2米虛+3.05米實）的3：1的周期改小，比如改為5：3，把一個組合降低到7.3米（4.6米虛+2.7米實），這樣在視距不佳的條件下，可以降低提高車速的欲望。應對不良視認天氣條件的降速要求，其實就是降低了閃爍率。凸起路標的間距做標線的對應縮小。

為了在安全和節省成本之間平衡，各方面的研究一直與凸起路標的理想間距有關。如果凸起路標的間距太大，間隔則會太遠，導致無法向駕駛人傳遞足夠的信息。所以后來就得出指南性意見，凸起路標的最大間距不能超過24.4米，彎道上不能超過12.2米。在高速路的出口匝道附近的三角區，如果三角區長度超過80米，兩側的凸起路標間距可以是6.1米，如果不足80米，要使用3.05米的間距。

小結

凸起路標的間距與要替代或補充的標線形式保持對應關系。越需要謹慎駕駛和抑制車速的地方，凸起路標的間距應縮小。標準做法是，凸起路標組成的視覺連線N值應該可以展現出對應標線的視覺組合效果。凸起路標可以強化各種標線的影響力甚至替代標線完成交通控制。

上面介紹的凸起路標的安裝方式和安全原理，從工藝和材質角度，凸起路標在近二三十年，也有了長足的進步，不僅其安裝不再需要破壞路面，改為使用高強度工業粘膠就可以安裝，還出現了可以水下反光的平面路標，防鏟雪機的裝甲路標等，讓交通工程師有了更多的選擇，為道路輪廓描述提供了更多的技術手段。