Занятие № 3.

Тема № 2. « Дорожные знаки».

Занятие № 3.

Вопросы: 1.Знаки с внешним освещением.

2. Знаки с внутренним освещением.

3. Знаки со светоотвращением.

4. Управляемые знаки.

5. Опоры дорожных знаков.

Литература: с 188-199 (1).

1. В знаках с внешним освещением в качестве конструкционно­го материала применяют, как правило, листовую сталь толщиной 0,8—1,5 мм. Имеется опыт изготовления таких знаков из алюмини­евых и других сплавов, пластмасс, стеклопластика. Во всех случаях должны быть обеспечены атмосфероустойчивость и необходимая прочность.

Жесткость щитка знака обеспечивается ребрами жесткости по периметру или загибанием кромок щитка. Для знаков с большой площадью поверхности (более 1 м²) применяют специальные рамы и каркасы. Оборотная сторона знака, а также элементы его крепле­ния окрашивают эмалью серого цвета.

Знак освещают специальным фонарем или несколькими фона­рями, расположенными над знаком (рис. 8.7). Источник света с отражателем размещают перед знаком на расстоянии от освещаемой поверхности, которое обеспечивает необходимую яркость и равно­мерность ее освещения. Для соединения фонаря со знаком обычно используют пустотелые кронштейны, через которые к источнику света подводится питание от осветительной сети.

2. Корпус знаков с внутренним освещением изготав­ливают из полимерных материалов, окрашивают внутри белой краской для улучшения рассеивания света. К корпусу крепят осве­тительную арматуру. На выполненную из органического стекла переднюю панель с тыльной стороны наносят символ знака, а ос­тавшуюся площадь закрашивают краской, соответствующей цвету фона, предусмотренного ГОСТ Р 52290—2004 «Технические средства организации дорожного движения. Знаки дорожные. Общие технические требования». С оборотной стороны корпус должен быть серого цвета.

Для уменьшения проникновения пыли и влаги все отверстия и соединения корпуса герметизируют резиновыми прокладками и уплотнителем. Для простоты монтажа и демонтажа при ремонте или смене источников света переднюю панель, как правило, дела­ют съемной.

Для присоединения знака к питающей электросети внутри его корпуса предусматривается клеммная колодка. Внутренняя про­водка выполняется из медного провода с минимальным сечением 1 мм² и изоляцией, рассчитанной на напряжение более 660 В. Для заземления нетоковедущих частей на корпусе устанавливается контактный зажим.

3. Лицевая сторона знаков со световозвращением имеет световозвращающую поверхность для обеспечения необходимой видимости знака в темное время суток. При этом черные и серые элементы изображения не должны обладать световозврашающим эффектом.

Световозвращающие элементы, освещаемые светом фар, отра­жают пучок света обратно в пределах узкого конуса. Угол, образо­ванный линиями, которые соединяют знак с фарой автомобиля и глазом водителя, в большинстве случаев не превышает 2°.

Известно несколько типов световозвращающих систем.

Куби­ческие световозвращатели (катафоты) имеют три взаимно перпен­дикулярных плоскости. Световой поток последовательно отража­ется от этих плоскостей и возвращается обратно к источнику света (рис. 8.9, а).

Для упрощения конструкции форму лицевой поверхности све­товозвращателя делают сферической. При этом конструкция мо­жет быть монолитной или пленочной.

Монолитные световозвра­щатели изготавливают методом прессования, формуя преломляю­щие выпуклые и отражающие вогнутые сферические поверхности различной кривизны (рис. 8.9, б, в).

Пленочные линзовые свето­возвращатели изготавливают в виде многослойной конструкции, содержащей стеклосферы из высокооптического стекла, отражаю­щий слой, слой лака для закрепления стеклосфер, прозрачный цветной слой и промежуточный слой, располагаемый между отра­жающим слоем и стеклосферами (рис. 8.9. г—е).

Наиболее широкое применение получили световозвращающие пленки. По сравнению с другими материалами они обладают таки­ми преимуществами, как долговечность, простота закрепления нащитке знака, удобство ремонта и содержания. В качестве отража­ющего слоя может служить алюминиевая фольга или слой, образо­ванный методом вакуумной металлизации.

Главным элементом световозвращаюшей пленки являются ми­крошарики. Параллельные лучи света, попадая на прозрачный ми­крошарик, проникают в него и, собираясь в фокусе, располагают­ся на оси светового потока (рис. 8.10, а). Оптические свойства про­зрачных материалов характеризуются показателем преломления п. Он определяется отношением синуса угла падения луча а к синусу угла преломления р¹ (рис. 8.10, б). При высоком показателе прелом­ления п > 2 точка фокуса находится внутри шарика. При п < 2 эта точка находится за пределами микрошарика (см. рис. 8.10, а) и световозвращение ухудшается, если между шариком и отражающим слоем не наносят промежуточный слой. Толщина промежуточно­го слоя зависит от показателя преломления. При п > 2 она близка к нулю, т.е. светоотражающий слой создают непосредственно на по­верхности микрошарика (рис. 8.10, б).

В настоящее время пленка на основе алюминиевой фольги практически не применяется. Она обладает сравнительно низким коэффициентом световозвращения и шероховатой поверхностью (см. рис. 8.9, г). Вследствие этого затруднена ее очистка от пыли, грязи и снега.

При металлизированном отражающем слое вначале создают ос­новной слой с пигментами, который впоследствии будет служить светофильтром, а затем наносят на него последовательно фикси­рующий слой, микрошарики, отражающий слой, клеевой слой с подложкой (см. рис. 8.9, д, е).

Фиксирующие, промежуточные и замыкающие слои изготав­ливают из прозрачных атмосфероустойчивых полимеров с показа­телем преломления 1.4— 1,5 (не ниже). Для верхнего слоя использу­ют пигменты, не вступающие в реакцию с полимерами и обладаю­щие достаточной яркостью, цветопрочностью, термо- и атмосфероустойчивостыо.

Микрошарики изготавливают из высокооптического стекла или сополимера обычно с коэффициентами преломления соот­ветственно около 2,2 и 1,5. Диаметр шариков чаще всего находит­ся в пределах 40—80 мкм. Расход шариков 30—40 тыс. на 1 см² пленки.

Недостатками любой пленки являются частичное рассеивание света ее верхним слоем, а также поглощение света как верхним, так и промежуточным слоями. Поэтому в выпускаемых в настоящее время пленках верхний цветной полимерный слой делается тон-ким, промежуточный слой отсутствует (применяются шарики с коэффициентом преломления п 2).

Американская фирма ЗМ — ведущий производитель световозврашающих пленок в мире освоила в конце 80-х годов прошлого столетия производство нового вида пленок, где вместо микроша­риков применены микрокатафоты, которые методом прессования наносятся на внутреннюю сторону верхнего цветного полимерно­го слоя. Это позволило резко увеличить коэффициент световозвращения даже при малых углах между световым лучом и пленкой. Это улучшает восприятие в темное время суток знаков, установ­ленных справа или над дорогой.

4. Большинство знаков информируют водите­ля о дорожных условиях или порядке движения, не меняющихся длительное время. Если установленный порядок движения вво­дится лишь в определенные дни или часы суток, это может уточ­няться применением соответствующих дополнительных табличек 8.5.1—8.5.7. В случае существенных изменений условий движения возникает необходимость в смене символа, т.е. применении мно­гопозиционных знаков.

Такими случаями могут быть:

- временное изменение скорости или порядка движения в зави­симости от степени загрузки дороги;

- временное ограничение скорости из-за неблагоприятных до­рожных условий (снег, гололедица, туман, сильный боковой ве­тер и т.д.);

- отвод транспортного потока или его части с отдельных участков автомагистрали на дублирующие дороги;

- реверсивное движение;

- информация водителей об условиях движения на маршруте;

- оперативное изменение организации движения на перекрестках.

Менять символ управляемых знаков можно вручную или авто­матически при наличии датчика, установленного на данном участке дороги. В контролируемой АСУД зоне смена символа обеспечи­вается по команде ЭВМ в соответствии с принятым алгоритмом управления.

На управляемых знаках обычно воспроизводят поочередно 2-10 символов. Применяют два основных способа их применения: механический и светотехнический. В первом случае меняют изоб­ражение знака вручную или с использованием электромеханичес­ких устройств, во втором применяют специальные источники све­та и оптические устройства.

К знакам с механическим способом смены символа относятся щитковые, призменные, кассетные, дисковые, ленточные; со све­тотехническим - световые и матричные табло, знаки с использо­ванием световодов.

Используя механический способ, можно менять, изображение знака

- путем вращения одного или нескольких щитков, пластин, призм вокруг вертикальных (рис. 8.11, о; 8.12, а) или горизонталь­ных (рис. 8.11, б— ж: 8.12, б) осей,

- перемещения пластин из кассет в рабочее положение (рис. 8.11, з, и),

- выдвижения диска с симво­лом или защитного экрана через прорезь лицевого щитка знака (рис. 8.11, к),

- перематывания ленты с нанесенными на нее симво­лами.

Лента может быть свернута в несколько рулонов (рис. 8.11, л), в один общий рулон (рис. 8.11, м) или быть непрерывной (рис. 8.11, н).

При светотехническом способе включают отдельные группы ламп светового табло,

- подсвечивающих изнутри одну или несколь­ко надписей (рис. 8.11, о),

- используют табло с матрицей из ламп накаливания или светодиодов (рис. 8.11, п),

- применяют световоды (гибкие оптически активные волокна, по которым передают изоб­ражение).

Щитковые, призменные и дисковые знаки получили широкое распространение благодаря простоте их конструкции и надежнос­ти в работе.

У простых трех- и четырехпозиционных знаков время смены изображения 3—5 с.

Преимуществами дисковых выдвиж­ных знаков являются быстрая смена изображения и небольшая толщина корпуса.

Кассетные знаки в силу особенностей своей конструкции имеют большие корпуса и поэтому используются ре­же. Знаки, у которых символ меняют при перемотке непрерывной ленты, выгодно применять при наличии 2—3 позиций. При боль­шем числе позиций увеличивается время перемотки ленты и время смены символа. В таких случаях целесообразно применять знаки, у которых ленты свернуты в несколько рулонов. Каждая лента с электроприводом образует самостоятельный блок, соответствую­щий одному значению знака.

Световое табло представляет собой объемный шит, содержа­щий несколько световых блоков. Каждый блок состоит из перед­ней панели с изображением знака и расположенным за панелью источником света. Блоки встраивают в корпус, у которого лицевая сторона закрыта матовым стеклом, исключающим блики от пря­мого попадания солнечных лучей. Достоинства световых табло: хорошая видимость днем и ночью, простота конструкции, малая продолжительность смены изображения. Знаки, выполненные в виде табло с матрицей, используют для воспроизведения простых фигур, в основном цифр и стрел. Как правило, их применяют для информации рекомендательного ха­рактера.

Знаки с использованием световодов по внешнему виду напоми­нают матричные знаки, однако существенно отличаются от них по исполнению. Принцип действия такого знака основан на том, что луч света, попадающий в один торец световода , почти без потерь передается к другому его торцу. Это позволяет резко сократить число источников света (до одного) и таким образом достигнуть экономии электроэнергии, а также упростить систему управления знаком, его ремонт и обслуживание. Установка цветных свето­фильтров между источником света и соответствующим вводом позволяет воспроизводить знаки в любом цвете. Смена знака обес­печивается перекрытием части световодов с тем, чтобы оставшие­ся, связанные с источником света, формировали необходимый символ. Это достигается применением простых механических уст­ройств, например полого цилиндра с расположенным внутри ис­точником света. При вращении цилиндра часть отверстий на его наружной поверхности совпадает с соответствующими входами световодов.

Управляемые знаки устанавливают на дорогах в герметически закрытых корпусах, выполненных чаше всего из пластмасс или стали. Лицевая часть корпуса имеет смотровое окно для демонст­рации знака с обогреваемым защитным стеклом. Обогрев необхо­дим для удаления с поверхности стекла инея и влаги.

5. Для установки знаков в качестве несу­щих элементов используют специальные стойки, выполненные из стали, железобетона или дерева. Деревянные стойки применяют на автомобильных дорогах низших категорий. При размещении знаков над проезжей частью их монтируют на рамных (арочных) опорах или консолях. В городах широко применяют подвеску зна­ков на тросовых растяжках или их крепление на кронштейнах к стенам зданий и мачтам освещения.

Параметры деревянных и железобетонных опор (высота опоры, ее заглубление в грунт, диаметр или размеры поперечного сече­ния) подбирают по ГОСТ 25458-82 и ГОСТ 25459-82. В качестве руководящих материалов могут быть использованы также типовые проекты.

Безопасные конструкции опор выполняют с ослабленным попе­речным сечением. Для этого в деревянной опоре у ее основания просверливают два сквозных отверстия, удаленные друг от друга по высоте на 300 мм. Диаметр отверстий также, как и остальные пара­метры опоры, зависит от показателей 1иМ. Безопасные бетонные опоры выполняют из двух частей, удаленных друг от друга по высо­те на 500 мм и соединенных у основания асбестоцементной трубой.

Деревянные опоры изготавливают из лесоматериалов хвойных пород. Нижнюю часть опоры, расположенную в фундаменте, по­крывают горячим битумом, верхнюю (надземную) — стойкими к воздействию климатических факторов лакокрасочными материа­лами белого цвета. Железобетонные опоры выполняют, как прави­ло, из бетона М-200 с использованием напрягаемой металличес­кой арматуры. Опоры можно изготавливать из металлических или асбестоцементных труб, в верхней части которых предусмотрена установка стальных заглушек для предупреждения попадания внутрь труб атмосферных осадков.

Опоры (кроме деревянных) устанавливают в выполненные из бетона фундаментные блоки. В блоке предусматривают гнездо для установки в нем и укрепления цементным раствором опор. Шири­на фундамента 0,8 м, глубина заложения 1.0—1,3 м.

Знаки крепят к стойкам опор с помощью хомутов из листовой стали с приваренными к ним уголками. Хомуты с уголками надева­ют на стойку и стягивают болтами. К уголкам крепят дорожный знак.

Рамные конструкции, применяемые для установки над проез­жей частью указателей направления, выполняют составными из сварных элементов. Стойки могут быть железобетонные прямо­угольного сечения, из металлических труб или швеллеров. Ригель, соединяющий боковые стойки, изготавливают либо из одной тру­бы, либо в виде пространственной фермы. К нему крепят щиты указателей.