關于三種下墊面道路條件與氣象影響的探析

劉新瑩 王赟 王潤澤

摘 要 氣象、溫度條件等一定程度上影響著道路的使用。尤其在冬季存在季節性的道路結冰現象，對交通運輸的安全性起到一定的影響，為保障能夠在結冰惡劣氣象條件下，交通運輸穩定、安全、有序的進行，對冬季不同下墊面條件下的道路結冰現象進行研究，及時的預報天氣氣象和道路路況對交通運輸行業的發展具有重要輔助性作用。本文就冬季土壤、瀝青、水泥三種不同下墊面的地溫特征進行研究，分析道路結冰的形成條件，對交通運輸給予一定的氣象和路況預測和信息預報支持。

關鍵詞 下墊面；地溫特點；道路結冰；條件分析

我們知道，交通運輸道路是經濟發展的運輸大動脈，經濟發展對交通運輸的依附性越來越高。氣象和路況監測和預報作為交通運輸網絡的重要構成，其發達程度愈來愈成為一個國家發展水平的重要體現。交通運輸受惡劣天氣氣象條件的影響比較大，遇到冰雪雨霧惡劣天氣時，道路的能見度低、道路結冰打滑嚴重影響交通運輸的安全，為交通運輸的安全穩定埋下危險隱患。為此，對交通氣象和道路路況的監測和預報就成為學界比較關注的問題，也需要引起相關部門的高度重視。

1 三種下墊面的地溫特征及對比

土壤、水泥、瀝青三種不同下墊面的地溫主要受氣溫的影響，與氣溫的高低變化整體上呈線性相關關系，氣溫越高，下墊面的溫度越高，氣溫越低，下墊面的溫度越低。又由于下墊面與氣溫的相互作用，兩者呈現為強迫與被強迫的關系。白天受到下墊面對氣溫的吸附和保溫作用，下墊面溫度高于氣溫；夜晚則相反，下墊面的溫度地域氣溫溫度。

經相關對土壤、水泥、瀝青三種不同下墊面溫度與氣溫日變化的相關性進行分析的數據顯示：白天，土壤、水泥下墊面的溫度變化幅度小于瀝青下墊面的溫度變化幅度，且兩者的溫度變化幅度基本上趨于一致；夜晚，水泥、土壤、瀝青三種不同下墊面的溫度變化幅度大致相同，瀝青下墊面溫度略低于水泥、土壤的下墊面溫度。經數據分析其主要根源在于物質三者的比熱容不同，瀝青的比熱容大，其色屬黑，在相同溫度條件下升溫較快，對太陽輻射的吸附性較強，促使溫度的變化幅度較前兩者較大。土壤、水泥的比熱容大致相似，且水泥路面對光照有一定的反射作用，對氣溫的吸附性較低，促使兩者的溫度變化幅度較瀝青稍低。

2 三種下墊面道路結冰條件分析

道路路面結冰是指冬季在冰、雪、雨、霧惡劣氣象條件下，路面溫度低至0攝氏度或0攝氏度以下時出現雨雪滴落路面因溫度過低無法氣化而形成的道路積冰、積雪現象。路面結冰是一種嚴重制約交通運輸安全的氣象災害，主要通過降低交通工具對地面的附著力影響行使車輛的制動性、驅動性，致使車輛行使不穩定發生溜滑、翻車、撞車等交通安全事故。

路面結冰的產生和維持受到多重因素的共同制約，造成三種不同下墊面道路結冰的現象主要受制于當地的氣溫、風力、相對濕度和降水量這幾種氣象因素。據相關調查數據顯示，冬季的白天溫度基本上保持在0攝氏度以上，這種溫度條件下對路面的積水和積冰產生一定的消融作用，減少了地面的相對濕度。冬季的晚上，由于晝夜溫差大溫度下降，溫度基本維持在0攝氏度或0攝氏度以下，為路面結冰的產生提供了適宜的溫度條件。由此可知，冬季路面結冰的主要發生的溫度較低的夜間。路面結冰的另一重要原因就是因降雨、降雪后地面有積水、積雪因白天溫度、太陽輻射、風力作用不足地面仍然留有積水、積冰，為路面積冰的產生提供了發生因子。同樣，在沒有明顯降水、降雪條件下，氣溫及地面溫度處于0攝氏度或0攝氏度以下時，地面相對潮濕、積水、積雪未及時消融，為路面積冰提供了維持條件。

溫度低至0攝氏度或0攝氏度以下是地面結冰的必要條件和首要因素，與地面結冰的相關性最高，關系最為密切。對于降水、降雪來說，沒有達到結冰的溫度條件，即使地面存有積水、積雪仍然無法產生地面積冰現象，積冰、積雪仍會以原有的物態保持，降水、降雪是路面積冰的一個重要因素，并不是必要先決條件。同樣，若前幾日無明顯的降水、降雪發生，因空氣相對濕度較高，風力不大，地面的積水因蒸發效力不足，地面仍然存有積水，也可能在低溫條件下為路面結冰提供可能性。

土壤、水泥、瀝青三種不同下墊面，在基本結冰溫度達到時，路面存在結冰的基本條件因素，地面存有積水、積冰就會發生路面結冰，因三者對降水、降雪的相容性不同，在加之受到風力、太陽輻射的外力作用，地面水分的蒸發程度存在差異性，從而形成的結冰形態存在不同。

整體而言，氣溫是路面結冰產生的關鍵基礎，降水、降雪、風力、相對濕度、路面積水、積雪、太陽輻射強度是路面結冰的一般性制約條件。未達到路面結冰的基本溫度條件時，這些因素的制約性作用不大，當達到路面結冰的基本溫度條件時，這些因素對結冰的厚度、維持都一定程度的影響。

3 小結

綜上所述，冬季不同下墊面地溫雖存在一定程度的差異，但氣溫是影響路面結冰的最主要、最基礎條件。由于受冬季氣溫自然升降規律的制約，做好日常氣溫和冰、雪、雨、霧等自然氣象條件的監測和路況預報是減少因路面結冰所引發的交通運輸安全事故的關鍵所在。

參考文獻

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