一種道路交叉口三維立體標線設計方案

鄒梓棋,聶憶華,唐盛輝,龔晶漢,彭英潔,李智民

(湖南科技大學土木工程學院，湖南 湘潭 411201)

0 引 言

道路交通標線是由施劃于路面上的各種線條、箭頭、文字、立面標記、突起路標和輪廓標等所構成的交通安全設施。它的作用是向道路使用者傳遞有關道路交通的規則、警告、指引等信息。目前國內大多數公路上隨處可見的限速標志以及各種強制性減速設施，雖然能起到比較可觀減速作用，但對司機駕駛過程中的舒適性影響較強，甚至還影響車輛行駛穩定性。在不斷的探索下，近期城市街頭出現“3D斑馬線”，讓人眼前一亮，倍感新奇。三維立體標線因其醒目性與景觀效果開始不斷出現，利用色差將平面圖形視錯覺成三維立體圖形。在國外，這類標線主要施劃于高速公路高危路段、互通式立交橋路口交匯處、隧道入口等地段；在國內，一些高等級公路的特殊路段、學校、醫院、住宅小區出入口等也部分設有此減速標線，有效地起到了預防交通事故的作用。但同時國內外的三維彩色立體道路標線的布置方式、尺寸、形狀、顏色等都大不相同，在設計上并沒有統一的規范，所以出現很多創新設計方案和使用效果。本文設計出一種采用國家規范指定的標線顏色，綜合考慮規范要求、道路安全、色彩搭配、司機駕駛心理等因素的道路交叉口用彩色三維立體標線方案。

1 道路交叉口交通特點

根據國內道路交通標志和標線設置規范、手冊及檢測方法，道路交叉口標線設計原則主要有。

(1)功能多樣性。道路交叉口即城市中兩條及兩條以上的道路相交處，具有分時、分路、分流、分車種等作用，同時有平面和立面之分。平面交叉口因車道、機動車和行人流量，分別有紅綠交通燈控制、中心環島控制、或不作安排的簡易道路交叉口三種形式。本文主要開展一個四路平面交叉口設計。

(2)交通復雜性。各式各樣機動車、非機動車、行人均會在交叉口直行或轉向。以紅綠燈控制的平面交叉口為例，交通信號燈控制著行人、車輛的通行時間，為了確保安全，各種交通標線、交通信號燈要能有效提供行駛指示及安全保障。

(3)安全隱患大。道路交叉口是交通安全事故高發地，事故起因千奇百怪，大多數為駕駛員疲勞駕駛、酒駕、行人闖紅燈、路面標線不醒目、紅綠燈時間設置不恰當等有關。本文主要從改進路面標線角度，提高安全性和美觀性。

2 道路交叉口標線設計原則

國內道路交通標志和標線設置規范、手冊及檢測方法，道路交叉口標線設計原則主要有。

(1)協調性。道路交叉口的標線設計應與周邊設施和景觀條件相協調。標線的設置應立足道路交通有序、安全、暢通的原則，符合國家現行有關標準的規定，并保持清晰、醒目、準確，不被其他設施遮擋，也不遮擋其他設施。在道路標線施工階段，若與已有的交通標志和標線發生信息沖突時，應在臨時設置的交通標志上說明原因和有效期等內容，并及時進行養護。

(2)功能性。道路交叉口的標線設計應符合每種道路標線的功能，不違其背原有的意義，在標志圖形、尺寸、顏色等和標線的材料選擇上都應符合國家現行相關標準，維護交通的規范性。

(3)完整性。道路交叉口的標線設計需保持交通信息傳遞的完整性，保持交通的有序、通暢，同時在進行道路交叉口三維立體道路標線的設計上應創新適當，設計繁雜容易造成駕駛員理解失誤，從而操作失誤，影響交通安全。

3 三維立體道路標線設計要求

根據國內外道路交通標志和標線設置研究成果，歸納出三維立體道路標線設計要求有。

(1)設置位置要求

公路線路類型一般包括基本路段、出入口匝道等。在高速公路車輛高速行駛路段，一般無需設置三維立體道路標線；隧道、立交、長大下坡等路段需要車輛降速行駛，但仍屬于高速公路主線路段，車輛行駛速度較高，車輛多，突然設置可能導致前面車速驟降，會對后續車輛造成嚴重影響，故也不建議設置三維立體道路標線；但十字路口或出入口匝道是道路連接路段，車速應逐漸減低，故可以考慮設置三維立體道路標線。同時，機動車通過交叉路口應低速行駛，保持能隨時停車的狀態，故可設置三維立體道路標線。

(2)顏色選擇要求

三維立體道路標線的顏色使用應符合道路交通標線的顏色規定，具體的規范規定如下：在道路交通標線設計中，顏色可使用白色、黃色、藍色或橙色，而路面圖形標記中可出現紅色或黑色的圖案或文字。標線的顏色包括白色、黃色、橙色、紅色和藍色。在規定的使用期限內，標線不應出現明顯的變色。所以綜上所述，設計可使用的顏色有白色、黃色、藍色、橙色和紅色。

(3)尺寸要求

標線的尺寸設計應滿足相關設計法規。人行橫道線的設計一般與道路中心線垂直，最小寬度為300 cm，并可根據行人交通量以1 m為一級加寬。線寬一般設計為45 cm或60 cm，可根據車行道寬度進行調整，最大不應超過80 cm。標線間距根據實際需要確定，在路段上設置的人行橫道線之間的距離一般應大于150 m。指示標志寬10～20 cm。

由于道路交叉口道路視距干擾較大，駕駛員行駛有一定的視距和車速，所以標線的設計應設置較大尺寸。同時可以通過控制標線的厚度(標線涂料涂刷的層數)來提高標線的耐久性。

(4)形狀要求

三維立體道路標線主要利用人類視覺整體性使其自身具有立體的視覺效果，引起駕駛人集中注意力，從而達到引導駕駛人及時減速的目的。在我們生活中，比較常見的立體圖形如：圓柱形、圓臺形、梯臺形、立柱形、三角體形、正方體形?？梢詫⑦@類圖形使用平面三維繪畫的方法，預期產生的效果為相對道路水平面具有一定垂直高度的阻擋式障礙物，使駕駛人誤認為有物體放置于前方道路，若不降低車速，車輛將與其發生正面碰撞導致底盤損壞，或被扎破車輪胎而被迫減速。因此在形狀上盡量選擇比較常見的立體圖形，從而達到減速效果。

(5)心理學要求

心理學上的要求主要是針對駕駛人，為了提高道路的行車安全性，以交通工程心理學、色彩學等心理學為基礎。首先分析人行橫道色彩與安全的關系，得到了三維立體道路標線的最佳配色；然后以透視原理為基礎，利用三維標線的不同高度對人的生理心理反應分析，可見隨著三維立體道路標線“高度”的增加，引起人緊張的程度也逐漸增加，從心理上警示駕駛員路段會比較危險，達到提醒駕駛員減速的效果；最后整個三維立體道路標線的視覺效果不能太過于刺眼，否則會引起駕駛人慌張，反而導致發生事故。

4 道路交叉口三維立體標線設計方案

本文設計提出了一種四路交叉口的三維立體標線效果圖(見圖1)。設計時首先選擇出合理、安全、美觀、經濟的圖形，然后從心理學角度對圖形進行顏色搭配，再次根據國家標線設計標準和尺寸計算公式設計標線尺寸，最后對整體效果圖采用動畫效果軟件，進行行駛安全性、立體化、耐久性、美觀性、經濟性分析，并通過實踐不斷完善。

圖1 四路交叉口三維立體標線分布效果圖

圖1將道路交叉口原單一白色標線通過顏色的搭配與尺寸設計，形成具有三維立體效果的彩色標線，提升了標線醒目性及美觀性，營造了美好安全的交通指引環境；駕駛人視覺下的三維標線形成一定的阻礙感，讓駕駛人下意識減速，大大提高了道路交叉口安全性；紅、黃、藍等顏色相較于白色更耐磨損，可選用耐久性好的熱熔性涂料，提高標線的使用壽命，并降低成本。

4.1 人行橫道(斑馬線)

圖2給出了交叉口人行橫道斑馬線的三維立體設計圖。設計中用紅、黃、白三色將長方形的斑馬線立體化為半圓柱，讓駕駛者從較遠地方就能發現遠處的“障礙物”，使駕駛員下意識減速，提高了道路交叉口的安全性。紅色在道路交通中代表“禁止”，黃色代表“警告”，斑馬線正前方的半圓形的紅色面，給駕駛員強烈的視覺沖擊和“紅燈?！钡男睦戆凳?，減少闖紅燈現象。由平面繪制成的具有三維效果的斑馬線與減速壟與橡膠緩沖帶相比，震動輕、噪聲小、視覺沖擊效果更好，同時對道路周邊環境及附近居民影響較小，提高人們生活的幸福感。

圖2 交叉口斑馬線設計效果及尺寸圖

4.2 指示標志

圖3給出了交叉口指示標線的三維立體設計圖。設計中將指示標線采用藍、黃、白三色立體化，可以增加駕駛人的視距，增加看到標志做出反應的時間，減小違反交通規則的概率，同時增加道路交叉口的安全性；標線正前方的黃色具有警告之意，黃、白、藍的搭配感偏溫和，不會產生緊張感，讓人心情愉悅；同時該標志也具有耐久、美觀的長處等。

圖3 交叉口指示標線設計效果及尺寸圖

4.3 減速標志

圖4給出了交叉口減速標線的三維立體設計圖。設計中將減速標志采用白、藍兩色進行立體化，設置在立體斑馬線前，能讓駕駛者在靠近斑馬線之前就減速，增加反應時間，保證了行人以及駕駛者的安全，同時更加遵守了交通行駛規則，與立體斑馬線一起構成了道路的“兩道防線”，且白、藍的搭配感偏溫和，不會產生緊張感，讓人心情愉悅；同時該標志也具有耐久、美觀的長處等。

圖4 交叉口減速標線設計效果及尺寸圖

5 設計方案的特色

本文提出的道路交叉口三維立體標線設計方案，可大大提高道路交叉口的安全性，且在立體圖形類型上創新采用半圓柱類型，顏色選擇即搭配上整體醒目、簡潔及溫和，讓人樂于接受、不易產生過激反應，結合優質涂料選用，可實現安全、美觀、耐久、經濟等綜合效果。

6 結 論

道路交通標線設計目的在于盡可能提高道路的安全性和美觀性，有效讓各類交通車輛與人安全、高效通行，營造一個舒適與安全的城市交通環境。本文對交叉口人行橫道斑馬線、指示標志、減速標志等進行了彩色三維立體設計，希望有助于提升城市道路交叉口的安全性、人性化和美觀性。