公路隧道是公路結(jié)構(gòu)中的地下構(gòu)造物，與洞外明亮的道路不同。白天車輛駛?cè)攵磧?nèi)，由于亮度驟降，人的視覺反映滯后形成“黑洞效應(yīng)”，很難辨別洞內(nèi)情況；而車輛駛出隧道時(shí)，形成了“白洞效應(yīng)”，造成強(qiáng)烈眩光。
　　
　　夜間的情況和白天正好相反。這種由于洞內(nèi)外亮度差異大，進(jìn)入或駛出隧道時(shí)，人眼需要適應(yīng)時(shí)間，即產(chǎn)生“適應(yīng)的滯后現(xiàn)象”。為了解決隧道洞口亮度由亮到暗或由暗到明的視覺適應(yīng)過程，讓司機(jī)能清楚地辨認(rèn)洞內(nèi)路面上的目標(biāo)或物體，消除視覺和心理障礙，不影響行車安全?！豆匪淼涝O(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD70—2004）規(guī)定：長度＞100m的隧道應(yīng)設(shè)置照明。公路隧道照明就是為了創(chuàng)造洞內(nèi)良好的工作視覺環(huán)境質(zhì)量，確保在白天和夜間行駛的車輛以設(shè)計(jì)速度安全地接近和穿越隧道。
　　
　　白光LED（LightEmittingDiode，簡稱LED）燈具是21世紀(jì)引人矚目的綠色光源，是一種功耗低、壽命長、抗振動(dòng)、無輻射的節(jié)能環(huán)保型光源。自1998年以來，在短短的幾年中全球半導(dǎo)體與照明領(lǐng)域掀起一股白光LED“熱潮”，使白光LED技術(shù)不斷創(chuàng)新和飛速發(fā)展，LED的發(fā)光強(qiáng)度和穩(wěn)定性得以大幅度提高。
　　
　　1LED的工作原理及優(yōu)點(diǎn)
　　
　　1.1LED燈的工作原理
　　
　　LED中文譯為“發(fā)光二極管”，是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的電子器件，具有二極管的特性?；窘Y(jié)構(gòu)為一塊電發(fā)光的半導(dǎo)體模塊，封裝在環(huán)氧樹脂中，通過針腳作為正負(fù)電極并起到支撐作用。發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為PN節(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電子開始移動(dòng)和空穴（帶正電的離子）結(jié)合產(chǎn)生輻射光。其光源在靠近PN節(jié)接口毫米以內(nèi)產(chǎn)生，發(fā)光的波長取決于材料之特性而有不同發(fā)光顏色，常見有紅、黃、綠、藍(lán)發(fā)光二極管。發(fā)光二極管發(fā)光亮度可以通過工作電壓（電流）的大小來調(diào)節(jié)。在很大的工作電流范圍內(nèi)，發(fā)光二極管的亮度隨電流的增大而提高。目前不同的發(fā)光二極管可以發(fā)出從紅外到藍(lán)間不同波長的光線，還有在藍(lán)光LED上涂上熒光粉，將藍(lán)光轉(zhuǎn)化為白光的LED。
　　
　　1.2LED燈具的優(yōu)點(diǎn)
　　
　　LED燈具無頻閃、無輻射，是典型的綠色照明，更是護(hù)眼新光源。LED不靠鎢絲發(fā)光，而是以特殊半導(dǎo)體P-N材質(zhì)制成。通過電子運(yùn)動(dòng)而發(fā)光。其光譜中沒有紫外線和紅外線，因而不會(huì)有閃頻和輻射，對(duì)眼睛起到保護(hù)作用。其主要優(yōu)點(diǎn)集中在以下幾點(diǎn)：
　　
　　1）發(fā)光效率高。LED燈具有電壓低、電流小、亮度高的特性。一個(gè)10～12W的LED光源發(fā)出的光能與一個(gè)35～150W的白熾燈發(fā)出的光能相當(dāng)。同樣照明效果LED比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%～90%，是白熾燈的4到8倍。

    2）耗電量極小。在同樣亮度下，耗電量僅為普通白熾燈的1/8到1/10。
　　
　　3）壽命長。LED利用固態(tài)半導(dǎo)體芯片將電能轉(zhuǎn)化為光能，外加環(huán)氧樹脂封裝，可承受高強(qiáng)度機(jī)械沖擊，LED單管壽命10萬h，光源壽命在2萬h以上，按每天工作12h壽命也在5年以上。
　　
　　4）可靠耐用，便于長途運(yùn)輸。由于體內(nèi)無鎢絲以及玻璃殼等易損部件，基本不受運(yùn)輸影響，正常報(bào)廢率很小，維護(hù)費(fèi)用極低。
　　
　　5）起動(dòng)響應(yīng)快、無黑頭、免除頻換燈管之煩。LED起動(dòng)響應(yīng)極快，因而電流對(duì)其沖擊甚微。而普通白熾燈或節(jié)能管受起動(dòng)電流的作用，燈頭很易發(fā)黑而需更換。
　　
　　6）由于LED管是由十多只或幾十只組成，即使個(gè)別損壞了也不會(huì)對(duì)正常照明產(chǎn)生太大影響，不像高壓鈉燈損壞時(shí)全燈熄滅，因此LED燈的可靠性比高壓鈉燈的可靠性提高了許多倍。
　　
　　7）光源中不添加汞，有利于環(huán)境保護(hù)。
　　
　　傳統(tǒng)隧道照明采用的光源類型主要有：金屬鹵化物燈、高壓鈉燈、白熾燈以及節(jié)能燈（緊湊性熒光燈）等。其中高壓鈉燈具有發(fā)光效率高、節(jié)能、色溫適中等優(yōu)點(diǎn)，在隧道燈中使用最為廣泛。但是，LED隧道燈與高壓鈉燈相比的優(yōu)勢有：
　　
　　1）LED作為點(diǎn)光源，很大程度上可以直接解決傳統(tǒng)球狀光源必須靠光發(fā)射來解決的二次取光及光損耗問題。
　　
　　2）對(duì)光照射面的均勻度可控，理論上可以做到在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)完全均勻，這也能避免傳統(tǒng)光源“燈下亮”現(xiàn)象中的光浪費(fèi)。
　　
　　3）色溫可選，這樣在不同場合應(yīng)用中，也是提高效率、降低成本的一個(gè)重要途徑。LED作為一種發(fā)光器件，既可以通過流過電流的變化控制亮度，也可通過不同波長LED的配置實(shí)現(xiàn)色彩的變化與調(diào)節(jié)。這使得隧道在不同的環(huán)境下進(jìn)行照明模式的轉(zhuǎn)化變得非常容易。
　　
　　4）更節(jié)能。目前白光LED的發(fā)光效率約為80Lm/W，較傳統(tǒng)高壓鈉燈可以節(jié)電50%～60%，隨著LED效率的快速提升，LED隧道燈在節(jié)能方面顯示出了巨大的潛力。
　　
　　5）低維護(hù)成本。以目前的技術(shù)水平和測試結(jié)果推算，大功率LED光源可以正常使用5年—10年不用更換，而傳統(tǒng)高壓鈉燈平均2年左右就要更換一次，使用LED光源可以大大降低維護(hù)成本。
　　
　　6）顯色性更佳。LED的顯色指數(shù)高（顯色指數(shù)一般為75～80），路面看起來更明亮，感覺更舒適，駕駛?cè)藛T也感覺更安全。而高壓鈉燈光譜窄，顯色性差（顯色指數(shù)一般為20～40），感覺昏暗。
　　
　　100W的LED燈輸出光通量大約只有6250Lm，到達(dá)路面時(shí)仍為6000Lm左右，而路面的平均照度可以達(dá)到16Lx（12m高桿）。200W高壓鈉燈的輸出光通量為16000Lm，但到達(dá)路面的就只有6000Lm，路面的照度大約為30～40Lx，由于顯色系數(shù)的差別，LED的照度修正系數(shù)為2.35倍，高壓鈉燈的修正系數(shù)為0.94倍。所以100W的LED經(jīng)過修正以后，地面的照度為37.6Lx，而高壓鈉燈的修正后照度為28.2～37.6Lx，二者相當(dāng)。所以100W的LED可以取代約200W的高壓鈉燈，從實(shí)際的發(fā)光效果來看，LED燈比高壓鈉燈好得多。
　　
　　3燈具布置實(shí)例
　　
　　寧強(qiáng)至棋盤關(guān)高速公路隧道照明設(shè)計(jì)采用新型LED隧道專用照明燈具替代原設(shè)計(jì)高壓鈉燈后，照明總功率為原設(shè)計(jì)的0.6倍，節(jié)電40%。照明布置為：
　　
　　基本段燈具布置：采用60WLED隧道專用燈，間距12.0m（水泥路面），110W的LED隧道專用燈，間距12.0m（瀝青路面）。
　　
　　引入段燈具布置：采用140W的LED隧道專用燈加強(qiáng)照明，間距0.6m。
　　
　　過渡段Ⅰ燈具布置：采用140WLED隧道專用燈加強(qiáng)照明，間距2.0m。
　　
　　過渡段Ⅱ燈具布置：采用140WLED隧道專用燈加強(qiáng)照明，間距8.0m。
　　
　　出口段：每個(gè)基本照明段