復雜立交照明設計的探討

楊 威

(深圳市市政設計研究院有限公司，深圳518029)

0 引言

立交橋作為一種緩解交通壓力和增加通行能力的交通形式，越來越廣泛地應用于城市交通系統，與此同時，立交照明作為城市照明的一部分，與常規照明存在差異，怎樣運用合適的照明方案使復雜立交照明工程作為城市風景線的同時，在照度、均勻度等方面更加科學合理、節能環保，成為亟待解決的新問題。

本文將結合CJJ45-2015 《城市道路照明設計標準》及鄭州某快速路立交的實例，就復雜立交照明設計進行探討。

1 立交照明概況

目前，立交照明主要的形式為常規照明和高桿照明，隨著照明技術的進步及行業的發展，針對立交的照明方式也衍生出如護欄照明等新形式，下文將對常規照明、高桿照明和護欄照明方式，就各自的優缺點進行探討。

1.1 常規照明

常規照明是指燈具安裝在通常高度為15m 以下的燈桿上，按一定間距有規律地連續設置在道路的一側、兩側或中間分隔帶上進行照明的一種方式，是道路照明中最主要的形式，也是技術成熟穩定和實施最廣的一種照明形式。 其優點體現在平均照度和均勻度等方面，雖然行車誘導性良好，但在復雜立交環境下，匝道眾多且層疊交錯，過多的采用桿燈會使得立交區域燈桿林立，上下匝道、跨梁之間的燈光相互交錯干擾產生眩光，降低駕駛員視野視線舒適性，并影響行車誘導性，景觀效果不佳，同時后期維護需要專用工程車占道維修，維護成本高，影響通行能力。

1.2 高桿照明

高桿照明通常是指一組燈具安裝在高度≥20m的燈桿上進行大面積照明的一種照明方式，可布設在較為空曠的綠地或廣場，其優點是布設位置相對靈活，燈桿數量較少且光源集中，照射范圍廣、均勻度好、運行維護對交通影響較小，常用于兩層及以下的立交照明。 但是，高桿在進行立交照明的同時，其配光曲線無法最大限度地照射在道路路面，外溢光線會對周邊環境造成一定的光污染，造成能源浪費，同時，對于復雜立交，匝道層疊交錯，高桿照明無論處于何種位置，均無法避免地在立交下層路面形成陰影，會使上層橋面出現眩光，干擾駕駛員視線，對行車視角來說缺少道路誘導性。

1.3 護欄照明

護欄照明是指燈具安裝在比較低矮(高度一般為1m 左右)的欄桿或防撞墻總，用于照明路面或起導向作用的照明方式。 護欄照明作為一種新型的照明形式，正逐漸運用在立交照明中。

對于不存在人車并行的立交匝道，照明僅考慮車輛行駛功能，護欄照明光源利用率高、道路誘導性能好，并且無需類似桿燈的較大體量路燈基礎。但是，安裝位置及角度不當時容易產生眩光，在多車道上使用護欄照明，同向并排行駛車輛易造成中間車輛光線被遮擋問題，運行維護時需要占用部分車道。

2 案例分析

結合鄭州某快速路立交設計對照明形式進行設計探討，本項目主道上下分三層，匝道層疊復雜，共8 個匝道，占地面積約7.9 萬m2，立交方案如圖1所示，其標準橫斷面如圖2～3 所示。

圖1 鄭州某立交方案圖

本項目根據道路交通專業界定為城市快速路，主線設計時速80km/h，匝道設計時速40km/h，根據CJJ45-2015 《城市道路照明設計標準》中第3.3.1中標準值設計照明。 對三種照明方式通過DIAlux軟件進行仿真對比分析，選出最佳照明布置方式。

圖2 立交橫斷面一

圖3 立交橫斷面二

常規照明和護欄照明選取典型的雙車道立交匝道和雙向八車道立交主道進行仿真模擬及高桿照明采用全區域立交進行仿真模擬及數據對比分析。

2.1 主道照明分析

兩條主道單向車道寬度介于10.5 ～15.5m，本文按照標準段單向15.5m 寬車道主道進行模擬。

在滿足規范平均照度時，護欄照明和常規照明取如下布置情況，主干道照明的模擬數據如表1 所示，仿真偽色表現圖如圖4 所示。

主干道照明的模擬數據 表1

圖4 主干道仿真偽色表現圖

主道照明中，采用護欄照明和常規照明方式，在平均照度分別為26lx 和35lx 左右時，護欄照明在靠近道路兩側的行車道光線較強，中間車道光線衰減較大，且如車輛并行時，外車道會遮擋中間車道光線，同樣平均照度下，采用常規照明雙側對稱布置，從均勻度及眩光值上均能滿足設計需求，照明效果常規照明較為優異。

2.2 匝道照明分析

對于8m 寬匝道，在滿足規范平均照度時，護欄照明和常規照明取如下布置情況，模擬數據如表2所示，仿真偽色表現圖如圖5 所示。

匝干道照明的模擬數據 表2

圖5 匝干道仿真偽色表現圖

從仿真模擬數據中分析，對匝干道照明進行護欄照明和常規照明方式對比，在滿足設計規范的前提下，護欄照明均勻度較好，誘導性相對桿燈來說更好，由于護欄燈燈具設置位置較低，運用在上下層疊的立交匝道，有效避免了上下層匝干道采用桿燈造成相互匝道之間照明混淆的現象，避免產生不必要的眩光，影響駕駛視線，照明效果護欄照明更好。

2.3 高桿照明分析

采用高桿照明仿真主干道常規照明偽色表現如圖6 所示。

圖6 主干道常規照明偽色表現圖

根據立交的具體布置形式及周邊用地設計布置高桿照明，在通過調整高桿燈的位置和加密高桿布置后，陰影位置有一定程度上的減少但無法做到徹底消除對下層路面的陰影遮擋，需結合常規照明或護欄照明進行補強，圖6 為其中一種設計方案(5盞高桿燈，每盞24 燈，400W)，由高桿照明偽色表現圖可以看出，在立交區域主線和各匝道由于道路縱坡引起路面高程變化，其中變化最大匝道100m 長度高差不超過4m，高桿燈對路面照度影響較小，但是立交上下層之間由于陰影遮擋問題，下層路面照度及均勻度較差，甚至產生大面積陰影，無法完全滿足規范平均照度要求。 另由于項目周邊為城市居民用地，高桿燈的外溢光線對環境的干擾，本次設計不考慮高桿照明方式。

綜上分析，考慮到常規照明對路幅寬度大的照明性能優勢與護欄照明在較窄道路上的定向照明、誘導性優勢，該項目組合了兩種照明形式的優點，除主道上采用常規照明，還在連接主道之間的匝道上采用護欄照明方式，整體方案科學合理，同時各項照明規范指標良好。

3 結束語

三種照明方式針對復雜立交，根據立交的特點和照明方式的各自優缺點，在單一照明形式難以滿足照明設計標準時，可采取兩至三種組合方式，綜合運用，科學混用，達到最佳的照明效果。