高速公路路面温度变化特征分析

张应超郑颖慧

摘要：利用2013年7月至2015年6月重万高速垫江收费站的气象资料，分析研究不同季节和不同天气状况路面温度的日变化特征，并对一次高温过程下的路面温度变化特征进行了讨论。结果表明，路面温度的日变化与天气状况、季节变化密切相关。路面温度与气温、温度的差异在晴天的午后最为明显。晴天条件下，路面温度、空气温度以及路基温度的温差的升温速率也要明显大于阴雨天。

关键词高速公路；路面温度；气温

随着我国高速公路里程的快速增加，恶劣的气象条件引发的高速公路交通事故频发且有上升的趋势，对人民生命和国家经济造成的损失不容忽视。尤其是夏季，汽车在高温条件下行驶时，由于热胀冷缩的作用，使得轮胎容易发生变形，抗压力也会下降，很容易发生爆胎。据不完全统计，高速公路交通事故的46%是由于轮胎发生故障引起的，而其中爆胎一项就占事故总量的70%。重庆四川盆地东南部，夏季炎热多伏旱，为了保障高速公路安全畅通，2013年交通气象观测站布设原则，选取重庆高温暴雨等灾害易发区沪渝高速G50长寿-垫江以及沪蓉高速G42垫江-万州路段，建设8要素交通气象示范观测站8个。

本文利用沪渝高速垫江收费站和小时数据资料，研究重庆高速公路路面温度变化特征。

1资料来源与选取

重万高速途径长寿、垫江、梁平、万州等县市，包括沪渝高速G50长寿-垫江段51km以及沪蓉高速G42垫江-万州路段129Km总计180km的里程。重万高速沿线共有8个自动气象要素自动站，可以实时监测温度、湿度、风速风向、气压、雨量、路面温度、路基温度以及能见度等气象要素。

垫江收费站处于沪渝高速和沪蓉高速的结合处，地势开阔，资料有一定的代表性。本文选取垫江服务区自动站逐小时资料，研究重万高速路面温度的变化特征。

2路面温度变化特征

2.1路面温度的月变化特征

选取2013年7月1日至2015年6月30日共计24个月的逐小时数据，按照月份进行平均后得到如下的数据。以1、4、7、10作为冬春夏秋代表月份的数据进行绘图如下。由图上数据可见，春夏秋冬四季，路面温度和路基温度都高于空气温度。春冬两季，路面温度与空气温度的温差要小于夏秋两季。由于路面直接受到太阳短波辐射的照射，日出后，路面温度的升温幅度明显高于空气温度和路基温度。日出后，路面温度首先升温，空气温度滞后于路面温度开始升温。由于路基传感器在路面一下，热传导比较慢，路基温度的升温还要滞后于

空气温度的升温。

图1不同季节温度变化特征曲线

2.2不同天气状况下路面温度变化特征

路面温度的变化会随着天气状况的不同而变化。为了比较不同的天气状态，对小时资料进行分析，分为晴天和阴雨两种类型进行分析。路面温度、空气温度以及路基温度的温差要大于阴雨天的温差。

以7月份为例，晴天状况下，路面温度与空气温度的差可以达到20.4°，而路面和路基的最高温度差为8.2°。7月份阴天条件下，路面温度与空气温度的最大温差为9.8°，而路面和路基的最高温度差为3.6°。晴天条件下，路面温度、空气温度以及路基温度的温差的升温速率也要明显大于阴雨天。因为阴雨天没有了太阳的直接辐射，路面温度变化明显下降，而空气温度和路基温度的变化也比晴天要缓慢很多。

2.3高温天气过程的路面温度变化特征

高温过程下，路面温度达到了66.1℃，空气温度为38.4℃。路面温度比空气温度高出27.7摄氏度。而路基温度为58.3摄氏度。温度差为8.2。由此可见，在极高温天气状况下，空气温度和路面温度的差值比较大，而路基温度和路面温度保持了相对稳定的差值，有较高的贴合性。

4小结

高速公路路面温度、路基温度变化与季节及天气状态密切相关。从季节变化特征看，路面温度和路基温度四级都高于空气温度，春冬两季，路面温度与空气温度的温差要小于夏秋两季。从天气变化特征看，晴天条件下，路面温度、空气温度以及路基温度的温差的升温速率也要明显大于阴雨天。

参考文献

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