路灯的照明机理

路灯光除了照射路面和人行道之外，其余均为无用光并对环境造成污染，因此灯具的设计应力求将灯光投射到路面和人行道上。

　　一　路灯的光分布

　　从下图可见，路灯光除了照射路面和人行道之外，其余均为无用光并对环境造成污染，因此灯具的设计应力求将灯光投射到路面和人行道上。

　　图1 路灯光分布

　　二　路面分析

　　宏观地看路面是一个平面，但是微观的看路面有许许多多‘小洼兜’。没有这些‘小洼兜’，汽车行驶在路面上摩擦力变小，会打滑;有了这些‘小洼兜’，便形成了路面照明的许多特点。

　　图2 路面照明光反射图

　　(1)光线射到路面后，部分被吸收，部分被反射，反射的状况与路面的形状有关;由于路面宏观地看基本上是个平面，因此，相当一部分光线大致遵从反射定律。其反射角大致与入射角相近;

　　(2)由于地面的微观形状是不规则的、凹凸不平的，因此光线射到此处后形成漫反射;

　　(3)随着光线入射角度的增大，洼兜处被遮挡的部分越来越多，微观形状的影响越来越小，即漫反射的成分变小，而规则反射所占比重越来越大;形成了以反射光居多的部分漫反射光。也就是说：在大角度入射光照射下，当路面得到相同的照度时，它具有更大的亮度值。

　　图3 照明光大角度入射

　　(4)路面的新旧和干净与否对路面的漫反射状况也有影响;因为旧路面的颜色变浅，减少路面的吸收，增大反射比重;同时

　　旧路面洼兜部分变小，积尘的路面使洼兜变浅，两者都会增大规则反射的比重。

　　(5)有雨水的路面洼兜被水面填平，镜面反射的比重大大增多，形成了刺眼的路面反射光。

　　三　驾驶员的观察场景

　　这是我们最关心的，因为它关系到行车安全和速度。

　　(1)驾驶员观察视线的确定：

　　根据安全刹车距离和驾驶员观察舒适性的综合考虑，我国和国际上将观察视线定为水平向下1°; 根据大小车司机的座位高度的综合考虑，司机眼睛的高度定为1.5米(美国为1.45米)。 在此规定下，驾驶员视点位于前方86米处;

　　(2)驾驶员看到的是路面上各路灯照射到路面后的综合效果，而不是单一路灯的贡献;

　　图4 多灯照明的综合效果