突起路标-产品设计

1、突起路标（道钉）产品设计By Johnson Liu1，突起路标通常称为路钮或道钉, 用来警告、诱导或告知驾驶员道路轮廓或道路前进的方向。它们按颜色可以分为白、红、黄等几种, 按反光性能又可以分为反光和不反光突起路标。一般的道路漆线即使在加入了玻璃珠的情况下, 在夜间的可视性也并不好, 特别是在雨天。而反光路钮提供了很好的夜间诱导作用, 尤其是在恶劣的天气情况下。2，突起路标历史，来自于维基百科 HistoryCats eyeswere the earliest form of reflective pavement markers, and are in use in theUnited K

2、ingdomand other parts of the world. They were invented in theUnited Kingdomin 1933 byPercy Shawand patented in 1934 (UK patents436,290and457,536), and the United States in 1939 (U.S. patent2,146,359). On March 15, 1935, Shaw founded Reflecting Roadstuds Ltd, which became the first manufacturer of ra

3、ised pavement markers.The designs now used widely throughout the United States didnt appear until more than a decade later. They are based on the invention of engineerSidney A. Heenanin the course of his employment with theStimsonite CorporationinNiles, Illinois. Heenan filed an application for apat

4、enton October 23, 1964. Patent No. 3,332,327 was subsequently granted on July 25, 1967. Practical use of Heenans invention was not realized until an abrasion and impact resistant coating was invented by engineer Ramon J. Ascencio of the Stimsonite Corporation, working with the original team. Ascenci

5、o et.al., filed an application for patent April 20, 1977 which was subsequently granted under Patent No. 4,596,622 on June 24, 1986.Stimsonite went on to become the leading manufacturer of raised pavement markers in the United States and was acquired in the mid-1990s byAvery Dennison Corporation. Fo

6、r about a decade, Avery sold Stimsonites line under its Sun Country brand. In 2006, Avery sold its raised pavement marker division to Ennis Paint, one of the largest manufacturers worldwide of paint for pavement markings (particularly lane markings). The company (based inEnnis, Texas) changed its na

7、me toEnnis Traffic Safety Solutionsand now markets the Stimsonite product line (and descendants) under the Stimsonite brand. Other manufacturers of reflective raised pavement markers sold in the United States under various designs include 3M, Apex Universal, and Ray-O-Lite.相关网址：http:/www.reflective-

8、/wiki/Cats_eye_(road).au/http:/www.apex-.au/rayolite/index.phphttp:/www.rema.preview.co.uk/products/road-studs/3，GB/T 24725-2009对突起路标的结构尺寸的要求5.2 结构尺寸5.2.1 突起路标的材料应具有良好的耐化学腐蚀、耐水、耐UV紫外线和耐候性能, 金属材料还应具有良好的韧性,受过载破坏后不应有导致交通伤害的尖锐碎片。注意道钉没有要求耐燃油的要求。5,2.2 突起路标轮廓边缘应平滑,不应有导致交通伤害的尖锐边线;底部应作工

9、艺处理,以便与路面粘结。5.2.3 突起路标一般为梯形、圆形或椭圆形,底部边长或直径宜选用100mm、125mm和150mm三种, 边长或直径允差2mm。5.2.4 位于路面以上的高度:车道分界线型突起路标应不大于20mm, 边缘线型应不大于25mm。5,2.5 面向行车方向的坡度: A1类突起路标应不大于45, A2类突起路标应不大于65 。我们设计的道钉坡度为28度，角锥棱镜的主轴倾斜33度（考虑反光单元脱模），是可以满足回复反射的。理论分析如下：黄色线的张角20度范围内ABCDE入射角SIN(A/180*PI()折射率B/CASIN(D)/PI()*18062.00 0.88 1.49

10、（PMMA）0.5926 36.34 62.000.881.58（PC）0.558833.97光线水平射入斜度为28度的道钉后，根据折射定律，折射角为36.3度（材料为PMMA），因为角锥棱镜的主轴已倾斜33度，所以进入道钉的光线与主轴只有3.3度的夹角，夹角在13度范围内（US Patent No. 3,332,327建议），是可以满足回复反射的。折射率较大的PC就更加没有问题。4， 用0.2度，0.333度，1度，2度四种B角度的针左右相对排列，保证在大入射角（接近20度）左右都有较高的反光率。5，四种角度针分布如下电铸片适用于符合GB/T 24725-2009型号为A1WP20-100所

11、有的突起路标表示A1类塑料突起路标, 地面以上有效高度20mm、底边有效尺寸100mm。其中 W一白色;Y一黄色;R一红色;G一绿色;B一蓝色6，将道钉电铸片装在SL180（主要是够大）上，然后按道钉的尺寸做了一个蒙板，放在一个有28度斜度的楔块上模拟道钉进行光度性能测试。7，下表是测量读数，1度和2度因测试通道的原因没有检测，从0.2度和0.333度读数来看道钉反光片可以达到标准的220%以上。 道钉模拟试验测试读数 by Bruce on 2013-09-18序号入射角观察角测试1 测试2测试3平均值标准 与标准百分比备注1H 20 L0.200 Obs.578.10 497.00 732

12、.00 602.37 272221.00%模拟测试2HV1884.50 1689.30 2109.80 1894.53 580327.00%模拟测试3H 20 R1366.50 1223.10 1480.60 1356.73 272499.00%模拟测试4H 5 L0.333 Obs.2027.20 1771.90 1982.10 1927.07 472408.00%模拟测试5H 5 R2147.30 2139.80 2320.00 2202.37 472467.00%模拟测试6H 20 L1.5 Obs.39.80 30.80 34.50 35.03 我们没有专门设计1.5观察角的光学单元，

13、1.5度的读数是由1度和2度的光学单元散射过来了。7HV263.50 247.00 214.00 241.50 8H 20 R152.40 102.10 120.90 125.13 9H 5 L219.20 220.70 193.70 211.20 10H 5 R240.30 196.00 199.00 211.77 0.200观察角H20L和H20R的读数不对称而且相差比较远，可能是因为0.2的电铸片有一边有点蒙，线割的时候可以偏上一点，适当增大0.2度的面积。GB/T 24725-2009 中这样一句：“5.4.4 对于A1、A2类突起路标,当左右对称的两入射角的平均发光强度系数大于上述规

14、定值时,其对应的任一个入射角最小值允许不低于规定值的80%。”根据这一条，H 20L标准的最小值只要做到272*0.8=217.6就可以了8，不能直接分模，需要先将电铸向内抽芯再分模。料流向下9，中心进胶，料流向下有可能使反光单元的齿尖打不满，而影响光学性能，CATS EYE的浇口就是这样设置的，也可能是考虑得太多了。齿尖可能打不满料流向上料流向上然而两边进胶，料流向上在产品的中间会形成熔接痕和困气影响产品的强度, 道钉对抗冲抗压抗弯的要求很高，装在路上是要被汽车压的！熔接线建议模具设计成三板模，先设计成中心进胶，但留下可两边进胶的位置。在试模及测试后，根据实际情况作改动。10，焊接示意图11

15、，标准解读“5.5 整体抗冲击性能突起路标产品经6.6的抗冲击试验后,以冲击点为圆心,直径12mm的区域外不应有任何形式的破损。”这一条是不是说在直径12mm以内的区域可以有损坏？12，为使电铸片的寿命更长，做成单面和双面两种道钉。做单面时取掉一边10mm厚电铸片，换上9.1mm厚空白镶件。因为多数情况下用单面的道钉就够了。也可少一个内盖，少一次焊接，成本也可降低一些。13，填石英砂的粘结剂抗冲抗压抗弯，需要寻找合适石英砂的粘结剂，可能还需要一个振动的机械。14，突起路标胶粘剂产品主要包括环氧树脂、沥青胶和-聚烯烃共聚物等产品。后二者属于热熔胶,热熔胶类胶粘剂是通过热塑型高分子化合物的粘接性来

16、实现突起路标的安装；环氧树脂类胶粘剂一般为双组份冷涂型，通过环氧树脂与固化剂的化学反应交联来实现突起路标的安装。突起路标胶粘剂胶接性能技术指标 项目 技术指标 压缩剪切强度（混凝土混凝土胶接、标准状态），MPa 8.9 压缩剪切强度（混凝土混凝土胶接、浸水状态），MPa 6.2 拉伸强度（钢钢胶接、标准状态），MPa 7.0 抗压强度（胶粘剂浇铸试块、标准状态），MPa 16.0 15，突起路标合理设置的原理与方法基于曲线曲率最佳感知精度和路钮视像连续的两种设置原理, 并考虑驾驶员的视觉特点、车辆的灯光照射性能, 提出以视线诱导为目的, 在驾驶员视野范围内始终出现4块路钮的设置间距与曲线半径的

17、关系模型; 并以路钮视像在人眼中形成一条连续的诱导线为目的设置间距与道路设计车速之间的关系模型。16，突起路标施工检验标准项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1安装角度（）5角尺：抽检10%12纵向间距（mm）50尺量：抽检10%13损坏及脱落个数0.5%检查损坏及脱落个数，抽检30%24横向偏位（mm）50尺量：抽检10%25承受压力（KN）160检查测试记录16光度性能在规定范围内检查测试报告217，常见问题反光片抗冲击性能差目前市场上突起路标的首要问题是反射器不耐冲击，80%以上的产品均有此问题，由于工艺上的问题，大多数反射器是用超声波焊接上壳体的，反光片受冲击就脱落和裂缝，下雨时雨水浸入，失去反光亮度。检验方法：对道钉反射器进行冲击试验，白板抽出后，1KG钢球自由落体，垂直冲击道钉反射器表面，再放入水中浸泡，然