中美交通标志养护技术对比分析研究

中美交通标志养护技术对比分析研究

申研琼1

（锡林浩特市公路养护中心，内蒙古自治区，026000）

摘要：当前我国交通事业飞速发展，标志的合理养护是实现道路的保值增值、提升路网的整体效能重要手段之一，也是保障公路通行可以顺畅、安全、便捷的基础。因此本文通过收集、整理、对比及分析等方法，研究美国与我国公路交通标志养护相关标准及技术的区别，为规范道路交通标志养护工作，提升国内养护管理水平提供思路及依据。

关键词：交通工程；交通标志；养护技术

当前我国公路交通事业飞速发展，各省级公路骨架网络也基本形成，但随着基础设施运营年限的不断增长，路段的安全性、耐久性问题日益突出，合理的交通标志养护是公路通行能够安全、快捷、顺畅的前提和保障，是落实“以人为本”理念的具体措施之一。目前国内关于交通标志的养护标准较为简单，对实际养护指导意义较少，而美国研究起步较早，并积累了丰富的研究成果，有较强的借鉴意义。但美国标准较为杂乱繁多，一方面收集翻译较为困难，另一反面缺少系统性的整理分析，因此本文就标志养护的相关规范标准、养护指标、检测方法、养护评定及决策等方面对美国与我国的交通标志养护技术进行横向对比分析。

1  相关规范标准

1.1 美国

目前，美国交通标志养护工作相关的手册和指南主要包括：

（1）《Manual on Uniform Traffic Control Devices》（交通工程设施手册，下文简称MUTCD），该指南由U.S.Department of Transportation Federal Highway Administration（美国交通部联邦公路局，简称FHWA）编写，最早发布于1935年，目前为2009版，并于2012年进行修订。该手册针对不同的标志颜色、版面内容以及反光膜等级对交通标志最低逆反射水平进行了详细的规定[1]。

（2）《Maintenance of Signs and Sign Supports - A Guide for Local Highway and Street Maintenance Personnel》（道路和街道标志及支撑的维修指南，FHWA-SA-09-02，下文简称Maintenance of Signs and Sign Supports）由美国交通部联邦公路局发布的一份指南。目前为2010版，该指南对地方公路及街道的小型标志的养护工作进行了详细的规定，主要包括标志养护检查清单、标志反光膜逆反射性能的产品标准，并对交通标志及支撑的预防性养护、修理和更换等养护方法作出了详细规定[2]。

（3）《Methods for Maintaining Traffic Sign Retroreflectivity》（交通标志逆反射养护方法, FHWA-HRT-08-026）是由美国交通部联邦公路局安全型研究与发展办公室发布的一份报告。目前为2007版，该报告在MUTCD交通标志最低逆反射水平的基础上，进一步详细提供可行的评定及养护管理方法，并对各种方法的优缺点及实用性进行了详细分析[3]。

（4）《Standard Specification for Retroreflective Sheeting for Traffic Control》（反光膜标准，ASTM D4956 − 17）是由American Society for Testing and Materials (美国材料和试验协会，简称ASTM)发布的一本反光膜的国际产品规范。目前为2017版，文中对不同等级反光膜的适用情况、产品最小逆反射系数、测试方法等内容作出了详细的规定[4]。

1.2 国内

目前，国内还没有专门针对交通标志养护技术的国家标准或行业标准，内容相关的规范主要包括《公路养护技术规范》（JTG H10-2009）、《公路技术状况评定标准》（JTG 5210-2018）、《公路养护安全作业规程》（JTG H30-2015）、《公路养护工程质量检验评定标准 第一册 土建工程》（JTG 5220—2020），但这些规范的养护指标、评定标准及检测方法较为简单笼统[5-8]，一方面规范中养护指标多是标志的物理性缺损指标，没有包含标志反光膜的逆反射性能、色度等这类重要的功能性指标；另一方面评定方法较为粗简，仅通过计算TCI（Traffic Facility Condition Index，沿线设施技术状况指数）来评定安全设施总体的技术状况，无标志的专项评定，因此无法科学、准确地反映标志的技术状况。

2  养护指标

2.1 逆反射性能

2.1.1 美国

逆反射性能是保持标志夜间可视性的重要因素之一，但标志的逆反射性能会受时间以及环境的影响而衰减，可以用逆反射系数进行定量评估。在美国规范及指南中对标志最小逆反射系数有两个要求，其一是在《Standard Specification for Retroreflective Sheeting for Traffic Control》中对反光膜产品的最小逆反射系数要求。另一种是MUTCD中规定的在一定距离满足大多数驾驶员视认需求的最低逆反射系数，也是标志养护中应保持的最低逆反射系数，该系数的确定综合考虑了标志颜色、形状、板面内容复杂程度、周围环境光线、实验的车型、前照灯类型以及驾驶员的年龄等情况，如图1所示。

图1 美国最低逆反射系数的要求

但在MUTCD中只研究了平直道路的逆反射系数，未考虑弯道情况，周围环境光线考虑的较为单一，并未加入其他车辆和环境的影响，实验的车型只采用了运动型多功能车，未涉及大货车的情况。

2.1.2 我国

目前，我国只有在《道路交通反光膜》（GB/T 18833-2012）规范中对产品出厂最小逆反射系数进行了要求，如下图所示（以Ⅴ类反光膜为例）。

图2 我国产品最小逆反射系数的要求

该标准中的最小逆反系数仅是考虑产品寿命后需满足的要求，但寿命仅为制造商承诺的期限，实际适用寿命与材质和用途有关。规范中虽然对老化后的最小逆反射系数进行了规定，但各等级反光膜试验时间较短，远小于反光膜制造商的承诺寿命，该标准只能作为使用一定期限的最小逆反射系数标准，不能反映出实际满足驾驶员安全视认需求的最低逆反射系数要求，无法作为永久性标志全寿命周期最低逆反射系数的标准，因此无法作为标志养护的更换标准。

2.2 色度性能

2.2.1 美国

标志的颜色会受到使用时间及环境的影响出现褪色的问题，反光膜的色度性能可通过色品坐标及亮度因数来表示，在美国《Standard Specification for Retroreflective Sheeting for Traffic Control》中对不同颜色的色品坐标及亮度因数作出了相关的规定，其中色品坐标分为白天（昼间色）以及黑夜（夜间色），使用老化后也应在此规定范围内，具体标准如下图所示（以昼间色为例）。

图3 美国色品坐标要求（昼间色）

2.2.2 我国

在我国《道路交通反光膜》（GB/T 18833-2012）规范中同样对不同颜色的色度性能作出了相关的规定[9]，白天（昼间色）以及黑夜（夜间色），以色品坐标及亮度因数来表示，如下图所示（以昼间色为例）。

图4 我国色品坐标要求（昼间色）

通过色品坐标的对比分析可得知，美国反光膜昼间色的色品坐标及亮度因数与我国的反光膜产品标准的要求相近但略有不同，夜间色的色品坐标与我国《道路交通反光膜》标准中的要求一致。

2.3 其他指标

2.3.1 美国

其他指标包括支撑件稳定性、板面清洁情况、可视性等，在《Standard Specification for Retroreflective Sheeting for Traffic Control》给出定性的检测清单及相关图片。

2.3.2 我国

在2021年，北京国道通的李飞等人，对标志养护技术进行研究总结[10]，其中其他指标主要包括以下几点：

表1 其他指标及检查内容

3  检测方法

3.1 美国

美国各规范中并未对标志的基本情况、位置尺寸、支撑件等指标的检测方法进行明确的详细规定，主要通过目测及尺测进行检测。

对于最低逆反射系数，在MUTCD及《Maintenance of Signs and Sign Supports》中提供了三种较为详细的检测方法：经验方法（夜间视觉检查）、仪器方法测定以及对比法，三种方法的描述及优缺点如下表所示。

表2 最低逆反射系数检测方法

3.2 我国

目前，我国规范中规定标志反光膜逆反射系数及色度性能可采用仪器测量测定，或按《逆反射体光度性能测试方法标准》（JT/T 690-2007）及《荧光反光膜和荧光反光标记材料昼间色度性能测试方法》（JT/T 693-2007）规定的方法进行测试[11-12]。但规范中的方法适用于在实验室中进行，通常是对试样进行测量，在养护实际工作中较为繁琐不便，且成本较高，受实际环境的影响较大，并不适用于养护工作的实际需求。

4  养护评定及决策

4.1 美国

目前美国的标准中并无专门的养护评定，在决策和方法方面，《Maintenance of Signs and Sign Supports》中养护方法包括预防性养护以及修理更换两类。

其中关于逆反射性能水平在《Methods for Maintaining Traffic Sign Retroreflectivity》中提供了以下四种养护管理办法：

表3 逆反射性能水平的养护管理办法

4.2 我国

目前，我国规范中没有针对交通标志的养护评定及决策，在《公路技术状况评定标准》（JTG 5210-2018）中通过计算TCI（沿线设施技术状况指数）来评定安全设施总体的技术状况，其中包括标志的缺损，通过指数分为有优、良、中、次、差五个等级。但不够全面和完善，缺少最低逆反射系数、色度性能等重要指标，且无对应的养护决策。

2021年，李元在《道路交通标志、标线养护技术研究》中对标志养护的评定内容进行了总结，对定量及定性指标根据严重程度进行分类，评定为优、良、中、次、差五个等级，并根据评定结果采取正常清洁、小修保养、局部维修以及组织抢修等养护对策。

5  结 语

本文通过收集、整理、对比及总结分析等方法，研究美国与我国公路交通标志养护相关的标准及技术。经过横向对比发现两国的标志养护技术上各存在优缺点，美国虽然在反光膜的逆反射系数上研究的更为深入，但缺少其他结构指标的评定标准；我国学者虽然在结构功能指标方面进行了更为全面的评定研究，但还缺少功能性指标及全面的相关规范标准，无法指导实际养护工作，亟待进一步解决。因此在之后的标志养护研究方向中可结合现有情况制定出更为科学、全面的养护规程。

参考文献：

[1]U.S.Department of Transportation Federal Highway Administration. Manual on Uniform Traffic Control Devices (2009 Edition)[M]. 2012.

[2]FHWA-SA-09-02. Standard Specification for Retroreflective Sheeting for Traffic Control[S].

[3]FHWA-HRT-08-026. Methods for Maintaining Traffic Sign Retroreflectivity[S].

[4]ASTM D4956 − 17.Standard Specification for Retroreflective Sheeting for Traffic Control[S].

[5]JTG H10-2009. 公路养护技术规范[S].

[6]JTG 5210-2018. 公路技术状况评定标准[S].

[7]JTG H30-2015. 公路养护安全作业规程[S].

[8]JTG 5220—2020. 公路养护工程质量检验评定标准 第一册 土建工程[S].

[9]GB/T 18833-2012. 道路交通反光膜[S].

[10]李元,陶盼盼,刘保卫,刘纯. 道路交通标志、标线养护技术研究[C]//.中国公路学会养护与管理分会第十一届学术年会论文集.,2021:342-348.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.002636.

[11]JT/T 690-2007. 逆反射体光度性能测试方法标准[S].

[12]JT/T 693-2007. 荧光反光膜和荧光反光标记材料昼间色度性能测试方法[S].