王永霞 杜丽丽 闫换英
(内蒙古交通职业技术学院,内蒙古 赤峰 024005)
谈赤峰市公路积雪成因及防治措施
王永霞 杜丽丽 闫换英
(内蒙古交通职业技术学院,内蒙古 赤峰 024005)
通过赤峰市2008年~2012年自然环境条件的统计数据及公路积雪含义的理解,从自然环境与道路勘测设计两方面分析了公路积雪成因,并提出有效的防治养护措施,促使道路满足安全运行的要求。
积雪,成因,坡度,措施
赤峰市位于我国东北部地区,冬季气候较寒冷,有漫长的冬季,且下雪量较大,因此造成公路路面积雪较多,引起公路上的积雪现象发生。由于赤峰市冬季风较大、昼夜温差大,从而形成风吹雪造成公路上的能见度比较低,抗滑性能较差,会使整个交通的条件比较差,容易造成交通事故,车辆行驶的安全性大大降低,因此,研究公路积雪的成因及其防治养护措施是有必要的[1,2]。
赤峰市位于内蒙古自治区东部,北纬41°17′~45°20′;东经116°22′~120°59′,属于中纬度、中温带半干旱区。年平均气温分布由西北向东南递增,北部为1 ℃~4 ℃,中部为4 ℃~6 ℃,南部为6 ℃~7 ℃。由图1知,2008年~2012年,赤峰地区冬季随着温度下降年降水量有增长趋势,天气越冷,越有可能下雪。赤峰市总人口431.3万人,平均人口密度51人/km2,2012 年全市地区生产总值已达1 569.35亿元,赤峰公路发展速度较快,赤峰市境内列入国省干线路网规划的有国家高速公路5条1 131 km,地方高速1条130 km,国道6条1 735 km,省道10条2 278 km,现已建成高速公路460 km、一级公路741 km,基本形成了六横七纵整体成网、区域成环的公路主骨架,覆盖乡镇达到90%以上[3-5]。
公路积雪包括自然降雪和风吹雪,自然降雪是指风力较小时降落在公路上的均匀雪层,如果雪层厚度超过一定范围或者出现结冰的时候对公路交通安全有影响。风吹雪是指降雪时或降雪后,由随风携带起分散的雪粒在近地面形成风雪流,被风雪流搬运的雪在风速减弱的地方堆积起来形成风吹雪。风雪流通过公路时由于局部地形变化,导致部分雪粒沉积下来,形成公路积雪。由于风吹雪的影响,会使公路上的能见度比较低,加上积雪厚度较大,给交通安全行驶带来严重的影响[6]。
3.1 自然环境的原因
自然降雪所引起的积雪。在冰冻地区的冬季,会出现频繁降雪,如降雪时没有刮风或者是风力较弱,则在公路上就会出现均匀雪层,当雪层厚度大于 30 cm时形成积雪。风吹雪形成主要与风向、风速、积雪量与气温等有关。
3.2 道路勘测设计的原因
3.2.1 路线走向与风的方向的影响
设计路堤和路堑时,如果路线的走向和风的方向呈正交或斜交的时候,容易出现积雪现象,而这种积雪现象发生主要与公路设计时的路堤、路堑的高度和边坡坡度相关。当路堤的高度小于1 m的时候,由于路堤对风雪流的增速作用比较小,易形成路面积雪。当路堤的边坡沿着主导风向坡度大于1∶4的时候,这时风雪流不能直接通过路堤,易形成积雪;对路堑,在浅路堑中易产生积雪,如果是深路堑,则容易形成旋转风,将减少公路积雪,一般风雪流经过公路路堑时,如果路堑边坡坡度不合理,风道断面的急剧扩大,风雪流速度会明显下降,大量积雪堆积到路面[6-9]。
3.2.2 公路平曲线半径和超高值的影响
公路平曲线半径偏小或曲线超高值太大易出现积雪。设置公路弯道时,如果平曲线半径太小,风雪流容易在此降低速度,形成路面积雪;同样公路平曲线超高值过大不利于风雪流通过公路,易造成路面积雪。
3.3 防治养护的影响因素
3.3.1 公路两侧杂物障碍物影响
公路两侧有杂物障碍物如:有孤树或乱石等堆积太多,严重阻碍风速,致使风雪流通过公路时速度减缓,雪粒就被滞留在障碍物后面。
3.3.2 养护资金投入及先进技术设备影响
公路养护积雪防护过程中存在着养护资金短缺、部分旗县公路缺少公路应急物资储备和保障能力,安全防护设施单一,不够完善、尚未建立有效的公路网管理与应急处理信息系统[6]。
1)认真做好气象资料调查和地形勘测设计工作。公路路线设计过程中,要结合当地近几年的冬季气象观测资料,路线尽量选择在比较开阔的地方而且选择在沿着山脊线的阳坡上,这样可以加大风力,易于融化,避免积雪的形成[6-8]。
2)路线走向与风的方向符合要求。路线走向与风雪流的主导方向尽量一致或使其交角小于30°,可以提高路堤和路堑对风雪流速度的影响,减少路面积雪。
3)平曲线半径和超高值满足要求。路线在弯道处,平曲线半径应大于400 m,公路平曲线超高横坡值应小于4%,避免积雪形成。当增大半径有困难时,可以挖去弯道山坡内侧,加宽路基,并设置储雪场地。在风力较大的地方,可以设置比较低的平曲线超高值,使风雪流顺利穿过路表面减少公路积雪[6,7]。
4)路线的纵坡和横坡满足要求。设计路线纵坡时,最小纵坡尽量要小于7%。设计路线横坡时,路拱横坡度小于2%,从而减少公路积雪[6]。
5)设计时提高路堤高度并合理调整边坡坡度。设计路堤高度时不宜小于1 m,放缓路基边坡坡度,并应大于最大积雪深度,当风雪流通过高路堤时,会阻碍风雪流的速度,使雪散落在边坡上,而不会影响到公路表面,从而减少公路积雪。在平坦开阔地区或山岭和丘陵地区,只要条件许可,当路堤高度小于1 m时,要调整路基边坡,迎风面的设计坡度应缓于1∶4,背风面的设计坡度应缓于1∶2,有利于风雪流顺利通过路面[6,7]。
6)设计时少设路堑多设填方。应在设计中采取相应措施,最好是少设路堑。设置浅路堑最好在缓边坡,而且结合地形采取防雪措施,如:设置储雪场、整修内侧山坡等;设置深路堑时,在迎风面设置储雪场或在路堑坡顶以外一定距离内设置防雪墙。对于无法避开的路堑地段,最好不设深路堑,可以考虑设计明涵或隧道,从而减少公路积雪的影响,提高行车安全性;在填挖交界处,可以设置导风板或防雪墙,使风雪流加速通过路表面或使雪堆积在路基边坡以外,减少公路表面积雪形成[6-8]。
7)设置防护林带。为了降低公路中的积雪问题,应设置防雪林带有效防治积雪发生,以使风携带的雪粒堆积在防雪林附近。防护林带设置时,冬季主导风的上行风向为栽植的最佳位置,林带与道路的距离取为林高的10倍~15倍时,为最佳,而且防雪林距公路边沟的距离最好取为30 m[6-8]。
8)公路养护部门应采取措施。公路养护部门应采取措施,实现预防性养护的重要手段是养护智能化、数字化,通过对养护原始数据记录、分析、归纳,对道路健康状况进行预评估,建立公路网管理与应急处置平台体系,并评价公路的使用质量,达到道路预防性养护效果减少公路积雪[9,10]。
赤峰公路冬季的主要病害是积雪,成因主要有公路勘测设计及后期的防治养护工作,冬季养护工作的重点也就是治理积雪和积雪融化引起的病害。防治积雪要采取的措施主要是对公路勘测设计进行细心研究,结合赤峰市的历年气象记录资料、气象预测资料、路面结构、沿线条件等,建立并完善公路网管理与应急处置平台体系,事先制订切合实际情况的适用于各种不同气温、降雪量和积雪深度条件下的积雪防治养护工作计划。保证赤峰市在冰雪等恶劣气候条件下,达到道路安全通行条件,从而提高公路的社会效益和经济效益。
[1] 褚建峰.北方寒冷多风地区公路冬季防雪养护措施[J].内蒙古科技与经济,2010,13(215):78- 80.
[2] 游金梅.高等级公路养护与管理[M].北京:机械工业出版社,2004:48-50.
[3] 王永霞.浅谈赤峰市市政道路路面的预防性养护对策[J].北方经济,2012(4):68.
[4] 惠 英.中国主要不稳定积雪区积雪变化规律及成因研究[D].兰州:兰州大学硕士论文,2009:20-27.
[5] 内蒙古统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2009~2013:100~260.
[6] 姜晓丹.冬季道路施工措施及雪害问题的防治[J].交通世界,2013(1):137-138.
[7] 季连春,朱宝林,陈 景,等.赤峰市公路管理处成立养护公司发展思路探讨[J].交通标准化,2013(1):129-131.
[8] 谢守鹏.寒冷地区公路积雪防治措施浅见[J].黑龙江科技信息,2009(8):210.
[9] 尹广金.高速公路雪阻的防治[J].黑龙江交通科技,2013,1(227):38- 40.
[10] 李丹青.论高速公路养护管理现状及发展方向[J].工程建设与设计,2014(6):126-130.
Discussion on highway snow cover causes and prevention measures in Chifeng
WANG Yong-xia DU Li-li YAN Huan-ying
(InnerMongoliaTrafficCareerTechnicalCollege,Chifeng024005,China)
Through the understanding of statistical data and highway snow cover meaning under the 2008~2012 natural environment conditions in Chifeng, analyzed the highway snow cover causes from the natural environment and highway survey and design two aspects, and put forward effective maintenance and prevention measures, promoted the highway meet the requirement of safety operation.
snow cover, cause, grade, measure
1009-6825(2014)34-0151-02
2014-09-22
王永霞(1982- ),女,讲师; 杜丽丽(1982- ),女,讲师; 闫换英(1984- ),女,讲师
U415.12
A