吴佳婕

摘 要 城市高架道路建设发展迅速，对城市交通运行起着重要的作用。在我国地区，冬季的降雪、积雪、结冰对道路交通系统的正常运行影响很大。本文对雨雪天气下城市高架道路结冰的影响为切入点，由点到线到面的建立模型，研究主要影响因子。参考国内外学者的理论与实际情况相结合，达到防灾减灾的目的。

关键词 道路结冰;影响因子;雨雪

1研究的目的及意义

1.1 研究目的

根据经济发展加快，人们出行方式越来越多样化丰富化，交通关系城市发展命脉，道路安全是基础;但是气象灾害的种类繁多，在雨雪天气下道路结冰灾害事件发生频率也高，给交通运输、人民生活和经济发展造成一定的影响。如2008年春节前夕，我国南方遭遇了50年不遇的冰冻灾害，此灾害持续时间长，影响范围广，造成多条高架道路、机场等道路结冰先后封闭，交通事故大量增加;2014年2月宁波城区和山区出现了不同程度的积雪，多出高架积冰严重。因此，对道路结冰灾害原因以及预测预报措施的研究是十分必要的。因此调查与研究雨雪天气造成的道路结冰对城市高架路面的影响，深入发展提高交通气象服务不仅是满足人民群众日常生活的需要，而且对于确保交通安全与道路顺畅，以及保障城市快速发展等都具有重要的意义。

1.2 研究意义

分析雨雪天气对交通运行的影响，可为高架道路的运行提供理论基础，将雨雪天气给道路结冰的影响因素进行分析和理论研究，从而为道路交通应急系统、突发事件又到方案提供依据和指导。交通运行频繁，不良天气严重阻碍了车辆通行，为城市道路运行管理带来了严重后果，雨雪等不利天气对交通运行影响的相关研究显得尤为重要，深入研究雨雪天气对高架路面结冰影响因素，提出改善相应管理措施和保障城市道路交通高效有序运行，具有重要的现实意义和工程应用价值。

针对不同城市不同类型的雨雪天气的影响程度有利于完善城市道路运行监测预测功能，更加保障雨雪天气下良好的交通安全和服务水平。雨雪天气下预测、应急措施和管理措施等一系列问题都有待深入和研究[1]。掌握雨雪天气下高架道路运行的特性有助于决策者做出更符合实际情况的专业判断和管理对策，提高交通系统的运行效率，争取最大程度的降低雨雪天气带来的不良影响。

2国内外研究现状

高架道路路面积雪结冰的处理问题，各国道路交通部门一直非常重视，而且做了大量的研究工作，但对于道路结冰影响因子处理的研究和探究道路结冰的预报规律还不多见，主要是因为各地的气候不同，结冰程度也不同。国内外学者针对雨雪天气对交通的影响以及预防處理措施的一些方法被广泛应用，其中还有不足的地方还在不断地研究和试验中。

Kristopher J Sanders，Brian L Barjenbruch在《冻雨期间冰液比的分析和冰累积模型的建立》中充分利用了利用MICAPS实时探空资料，实现了大气逆温水平分布的自动诊断分析，通过对大气逆温水平分布与冻雨落区关系的研究，根据基本概念模型研制出了冻雨落区的自动诊断分析方法。在对2018年初我国南方冰冻天气的检验中表现出较强的诊断分析能力，有较好的业务应用前景。

3主要研究内容和研究方法

3.1 研究内容

公路交通气象要素监测与预报研究低能见度以及道路结冰是影响我国交通运输安全的主要气象灾害，针对公路的能见度、路面温度等的监测与预报研究是目前我国公路交通气象研究领域的一个重要方向[2]。利用统计分析模型根据实测资料以及气温、相对湿度等气象因子与路面温度的关系，建立了多元回归统计模型来预报路面温度，并在其他地区相应的取得了较好的预报效果。这样才能更好地开展公路交通气象的监测预报预警和服务工作，提升公路交通气象的实时监测、专业模式、预报预警业务支撑水平是实现公路交通运输安全、畅通和高效的重要保障。

通过此次研究，希望可以更好地了解雨雪天气对道路路面的影响。准确的低温雨雪冰冻天气预报能采取有效的防御措施，及时做好暴风雪、强降温天气过程的监测、预报、预警工作;对冷空气活动规律有深刻的认识，对可能发生的灾害性天气过程，政府部门能够及时向各级人民政府、有关部门通报预测预警信息，并充分利用各种新闻媒体，充分发挥公众广播、手机短信等作用，及时向社会广泛公布灾害预警信息。

3.2 研究方法

以最低气温、地面最低温度、平均相对湿度、平均风速等4个影响因子作为输入变量，并得到了相应的回归方程，结冰预测结果良好，但模型中没有考虑日常能量辐射收支条件对结冰发生的影响[2]。所以本文在以上4个影响因子的基础上，加入考虑了地面温度与气温的差值这项因子来代表当日的能量收支情况（利用二者的日平均值进行计算），并以当日结冰现象的有无（不发生为0、发生为1），考虑到自由度数目df5，结合卡方检验临界值表查出对应的卡方临界值为11.070。结果显示，模型计算的步骤、模块、模型的检验的卡方值都为1956.912，远大于卡方临界值;说明此模型的构建过程是科学的，具有显著统计学意义的。

注：B为预测模型的回归系数;S.E为标准差;df为自由度;wals作为一个统计量，用于检验自变量对因变量是否有影响，该值越大，对应的显著性概率Sig越小，表示影响越显著;Exp（B）为优势比。

根据引起道路结冰的气象因子进行分析，利用统计学中常用的相关性分析等方法，分析降水、气温、地温等气象要素与道路结冰之间的关系，探究道路结冰的预报规律，提出适用于本地的定量化的道路结冰指数分级预报方法，为提高冬季灾害性天气的其他各个地区的预报水平提供参考[3]。除此之外，也可利用GIS技术与CALMET模式对道路结冰评估研究，提高道路结冰灾害风险评估准确度，划分风险等级并对道路结冰灾害风险区进行可视化分析，以理论基础与预报系统相结合充分减轻了灾害带来的损失。

4道路结冰的防治措施

4.1 及时清除积雪防止高架道路路面结冰

路面积雪如不及时清除会随气温的变化形成结冰，最直接、最简单也是最有效防止结冰的方法就是及时清除积雪[4]。采用化学方法、人工清除法、机械清除法来清除冰雪仍然是目前推荐使用的方法，虽然存在许多缺点，但操作简便效 果最好。

4.2 做好桥面防水涂层

无论桥面板顶混凝土整浇层施工质量如何好，在汽车动荷载作用下，均不能完全保证不开裂，所以桥面板顶混凝土整浇层上面必须设置防水层。防水层不但自身要起到防水作用，而且要求其与水泥混凝土和沥青混凝土都有很好的亲和性，附着力强，保证水泥混凝土整浇层和沥青混凝土面层牢固结合。根据当地气候条件，应选择适合的桥面防水涂层材料，保证桥面雨雪水不会渗漏，避免进入桥梁缝隙间结冰。

4.3 提高泄水孔与桥梁结构的结合度

桥面泄水孔与落水管设置常见的问题主要表现在下面几方面：泄水孔小，不能及时将水泄走;泄水孔标高高于周围标高，造成桥面积水;安装泄水管时，泄水孔周边混凝土振捣不密实，雪水沿着泄水孔周边不密实部位渗漏。高架道路泄水孔与立管以及桥梁结构连接处结合不紧密会漏水，冬季结冰后会形成冰柱，对桥下交通影响很大[5]。提高泄水孔与桥梁结构的密封效果，使融雪水不会渗出是较好地防止泄水孔结冰的方法。

5结束语

我国大部分地区属于冰雪地区，经常有因道路、桥梁积雪冰冻、冰块坠落而引发交通事故和安全事故。保证冰雪季节桥面及路面的安全，应成为广大道路工作者需要研究和解决的重要问题，寻求科学的除冰雪方法对道路交通的发展也具有现实和社会意义。每个城市应依据不同的气候特征不断开发研究，力求研究出更好的预防和解决高架道路结冰的办法。学习先进的技术和好的管理经验，根据实际情况将其应用于实践当中也是解决高架道路结冰问题的有益途径。

参考文献

[1] 徐雨晴，何吉成.气候变化对公路交通的影響研究进展[J].气象与减灾研究，2016，39（1）：1-8.

[2] 李兰，陈正洪，刘敏，等.2008年低温雨雪冰冻对武汉城市公共交通的影响评估[J].长江流域资源与环境，2011，20（11）：1400-1404.

[3] 董维杨，王建军. 国外道桥路面冬季防结冰铺筑材料浅析[C].江苏省公路学会优秀论文集（2006-2008）.南京：江苏省科学技术协会学会学术部，2009：721-728.

[4] 陈正洪.社会对极端冰雪灾害响应程度的定量评估研究[J].华中农业大学学报（社会科学版），2010（3）：119-122.

[5] Sanders K J，Barjenbruch B L. Analysis of Ice-to-Liquid Ratios during Freezing Rain and the Development of an Ice Accumulation Model[J]. Weather and Forecasting，2016，31（4）：1041-1060.