特长高速公路隧道照明关键技术研究

徐毅

摘 要： 高速公路建设是我国交通事业发展过程中的重要内容，由于特长高速公路的长度较长，内部的照明对于车辆的安全行驶有十分重要的作用。本文对特长高速公路隧道照明技术进行分析，主要阐述了高压钠灯和LED灯组合的照明设计方案，旨在为特长高速公路的隧道照明设计提供理论支持。

关键词： 特长高速公路；隧道施工；照明技术

引言

随着国家经济水平不断提升，我国高速公路规模越来越大，高速公路开始向更多山区延伸，而且出现了越来越多特长高速公路隧道。照明路灯工程是隧道建设的重要内容，隧道照明主要是为隧道内行车提供良好的视觉条件的基础，当车辆在进入、穿越以及驶出隧道的过程中能够有一个比较安全、舒适的行车环境。但由于超长隧道的特殊性，所以对照明的要求也比较高。传统的隧道照明技术已经无法满足特长高速公路隧道的安全要求，现阶段有很多专家学者都开始针对高速公路隧道照明技术进行研究，取得了相应的成绩，针对特长高速公路隧道的实际情况，在进行照明设计的时候应该要结合传统的钠灯与新兴LED灯，将两种灯混合使用，确保整个隧道的亮度能够满足行车要求，同时也能节约能源。本文以某高速公路为例进行具体分析。

一、隧道照明的重要性

隧道是高速公路施工过程中的重要环节，针对特长高速公路隧道而言，隧道对照明技术的要求很高，尤其是在入口和出口处的过渡段，最为重要，在白天当司机进入到隧道的时候会突然感觉到比较黑暗，如果此时隧道内的照明亮度不够，则很有可能导致司机出现安全事故。在夜晚从隧道驶出隧道的时候，由于隧道内部有照明，外部处于黑暗环境，突然转变到一个应激的环境中，也很容易导致司机出现事故。所以在高速公路隧道的照明设计过程中尤其要做到入口以及出口处的过渡设计，确保整个隧道中的照明保持均衡。另外，由于特长隧道具有一定的特殊性，特长隧道的长度很长，隧道中需要充足的照明，则会导致能耗较高，如果按照传统的隧道照明设计方案进行设计，则会导致隧道的电能消耗过大。

二、特长隧道照明设计

本文以某高速公路隧道为例，该高速公路隧道的全场为10230m，右洞全长为10120m，隧道内部的净空高度为5m，行车道的净宽大约为8.75m。隧道的路面为水泥混凝土路面，隧道内部限速每小时80km，隧道内部的照明平均照度和平均亮度的换算系数大约为9.5 lx（/ cd·m2）。根据历年来隧道的通车情况得出，以设计速度穿越整个隧道大约需要八分钟，由于隧道内部没有自然光，传统的单一照明方式比较单调，很容易让驾驶人员在驾驶车辆的过程中产生不良的情绪状态，疲乏厌倦等情绪，尤其是在隧道的入口和过渡段，驾驶员从一个相对明亮的环境突然进入到黑暗的环境中，需要较长的适应时间，所以在隧道的设计过程中必须要做好照明设计，确保驾驶人员能够看清前方道路以及是否有障碍物，确保行车安全。以本隧道为例对隧道的照明技术进行分析：

（一）隧道照明的灯具组合

灯具在隧道照明系统中具有十分重要的作用，针对特长高速公路隧道而言，在选择照明灯具的时候必须要进行综合考虑，包括自然环境下的光效、光成色、灯具的寿命等参数，同时还应该要考虑到行车过程中产生的烟雾对照明灯具产生的影响，烟雾可能会影响隧道内部的照明能见度。传统的照明灯具一般都为钠灯，其功率低，使用寿命较短，照明的范围比较狭窄，因此需要较多的灯具。新型的LED灯可以很好地弥补传统钠灯的不足，满足特长高速公路隧道内部照明的要求，而且能够最大限度地提高照明效率。在隧道的照明系统设计过程中可以加强对多种灯具的综合利用，调整不同类型的灯具之间的距离，使得光源配置更合理。

为了更好地了解不同的灯具组合产生的照明效果，在投入使用之前还专门建立了隧道照明监测实验室，在隧道内壁两侧的墙面上布设了两条滑轨，其中滑轨的长度大约为25米。为了充分掌握不同的光源之间的相互影响，本设计中采用了传统的钠灯和LED灯组合的形式，适当调节了鈉灯与LED灯之间的间距，在隧道横向上设置了五个不同的监测断面，每一个断面都沿着横向布设监测点，每个监测点上都安置了照度监测仪器，对灯具的照度进行监测，最终取平均值得出隧道内所有灯具的平均照度。

经过测试发现，单开钠灯的平均照度比单开LED灯的平均照度增加了很多，大约增加89%～220%之间，由此可见，钠灯比LED灯的照度高，在同等条件下其发光的效率也更高，适合特长高速公路隧道。当钠灯和LED灯同时打开的时候，其平均照度要远大于单开钠灯或者单开LED灯时产生的照度之和。由此可见，通过钠灯与LED灯的相互组合，可以提高隧道内部的照度，提高光源的发光效率。

（二）入口段和过渡段照明控制

在隧道的入口处以及过渡段，照明效果对司机的影响最大，因为司机从外部进入隧道的时候从一个比较明亮的环境进入到比较黑暗的环境，所以在入口处要设置一个过渡段，让司机可以更好地适应外部环境亮度的变化。对于特长公路隧道而言，其入口段和过渡段的照明十分重要，灯具的布设高度是一个最重要的参数，布设的高度会直接影响整个隧道的照明效率以及平均照度。为了选择最适合的灯具布设高度，设计方选择了两种不同的高度进行对比实验，其中一个高度为3米，一个高度为5.3米，经过对比分析监测到不同的灯具高度下隧道的横断面照度的分布情况是不相同的。当灯具的高度为5.3米的时候，其照度的最大值为630 lx，当灯具的布设高度为3米的时候，其最大的照度为790 lx。而且布设高度为3米时产生的照度普遍要高于高度为5.3米时产生的照度。由此可见，当光源相同的时候，光源的布设高度越低，其照度越大，照明效果也更好。

在入口处和过渡段，灯具的选择也十分关键，通过隧道内部的灯具选择方案可知，钠灯与LED灯组合效果最好，在入口和过渡段也可以采用钠灯与LED灯组合的方式，使得照明效率大幅度提升。

结语

综上所述，特长高速公路是我国高速公路建设中的重要部分，尤其是在一些山区，高速公路中的隧道占比较高。隧道照明是隧道施工中的关键，为了提高隧道内部的照明水平，可以将传统的钠灯与LED灯组合起来，形成高效的照明系统，提高特长高速公路隧道照度水平。■

参考文献

[1]陈黎阳.特长高速公路隧道照明关键技术研究[J].山西交通科技，2017（03）.

[2]常国伟.高速公路隧道照明设计研究[J].山西交通科技，2016（02）.

[3]甄煜.高速公路隧道供电照明节能改造措施分析[J].工程技术：引文版，2016（06）.