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降雨对公路交通的影响

发布时间:2014-09-23

1、降水使路面湿滑,导致车辆易侧滑和控制失灵。

  安德烈、和亚根尔、 1993年的研究指出,降雨和潮湿路面引起道路偶发事故增加,其比率髙达70%,若遇上冻雨〔贵州省冬季较多、交通事故的发生更是令人触目惊心。值得指出的是微量降雨对交通安全的影响并不比雨量明显的降雨低,在路面有浮土的情况下,微量降雨与路面浮尘混合,使路面盖上一层湿土,此时路面摩擦系数很小,是降水初期交通事故偏多的主要原因。丹尼尔调查研究了1975—2000年发生在美国的交通事故与降水之间的关系,结果表明:毎月降水量和每月重大交通事故之间显示出显著的负相关关系。

  降水(降雨和降雪)是使路面状况及摩擦性能发生明显变化的最主要的自然因素,受雨雪等天气影响,路面覆水、雪、冰使摩擦系数减少。谢静芳等采用国际上通用的方法,使用英国80B190摆式抗滑性能仪,对不同天气条件和路面状况下的路面摩擦系数分别进行实验宰测试和路面实测, 得到了干燥、潮湿、积水和结冰等4种路面摩擦系数的统计结果。

  不同4种路面的实际摩擦系数存在很大的差别:干燥路面在0℃以上时,摩擦系数最大,其平均值为0.91;其次为潮湿和积水路面,平均摩擦系数为0.67;干燥路面在0℃以下时摩擦系数平均值略小于潮湿路面, 结冰路面的摩擦系数最小,平均值仅为0.32,已经低于车辆安全行驶临界值。 路面结冰的成因有以下几种:雨后降温结冰、降雪经碾压成冰、积雪融化后结冰(日化夜冻)、冻雨等。此外,冰雹和冰粒在路面上形成冰水混合物,也会使路面摩擦系数接近下冰面;雨夹雪天气路面较普通雨雪天气更滑,需要特别重视。

  2、强降水使能见度下降,增加交通事故

  强度大的降雨可导致能见度陡降,是影响和危害行车、航运安全的重要因索。降雨强度在时间和空间上的分布是不均匀的。降雨雨强在时空上骤变的同时能见度也随之发生骤变,前方能见度的骤变影响了驾乘人员的距离判断,车辆间明显的车速差异增加了事故发生的几率。强降雨出现时还因为以下一些因素影响能见距离:强降雨天气刮雨器常常不能及时刮尽挡风玻璃上的雨水;强降雨发生时往往伴随气温骤降,内外温差大,挡风玻璃内侧会有水汽凝结;邻车道上溅起的水幕等。这些因素及其综合作用,使司机对能见距离的实际感受吏低、视线更加模糊。此外,在雨、雾并存的天气条件下, 虽然雨强不大,但能见度常在500m以下,小于200m的低能见度也常常会出现,只是在雨、雾并存时天气比较稳定,能见度较少出现突发性波动,对行车存在的影响相对而言危害较小。

  为标定强降雨与能见度的关系,南京交通气象研究所依据沪宁髙速公路沿线自动监测站提供的每分钟一次的监测信息,得到雨强与能见度的对应关系。

  降雨强度与能见度的下降密切关联。我国暴雨(日雨量 ≥50 mm)的分布,地域上自东南向西北递减,季节上集中在夏半年。100°E以东,哈尔滨--银川一线以南的地区都有可能出现日雨量≥100 mm的强降 雨,两广沿海和台湾省是我国暴雨最多的地区,每年在8〜10天以上,如中越边境的广西东兴平均有14.8天之多。

  值得指出的是,即使总雨量(24小时累计量)是暴雨,但如果1小时或1分钟的雨强达不到一定的量级,不一定会造成能见度的徒降;而有时总降水量只是大雨或中雨的等级,但它如集中下在1小时或几分钟内(出现强降水时段)则完全可能造成短时段的低能见度,这是需引起警惕的。

3、降水损坏基础设施,影响交通通畅 

暴雨形成的洪水能冲毁、淹没路基、路面、桥梁、涵洞,形成泥石流、 山体滑坡等使交通中断。此外降水可浸透公路的路肩和边坡,并通过毛细润湿作用向路基部分扩张。降水还通过路面结构的间隙渗人并润湿路面结构和土基上部,或沿着不透水路面边缘、接缝或裂缝进人路基。与此同时,路基内的水分通过蒸发从路基内逸出进入大气,由于路基内各个部位之间存在温度差异,水分以液态或气态的形式移动,引起路基湿度的变化,影响路基、 路面结构的强度、刚度及稳定性。1994年陕西关中西部大暴雨,西宝高速公路西兴段路面有汇流水形成水带,雨水不能及时排出,部分水渗到路基引起 一些边坡滑塌。又如2001年8月1 ——2日烟台市普降大到暴雨,莱州境内出现洪水,引发3起车毁人亡的重大交通事故。

  除了强降水直接造成交通设施损坏外,一般降水与风共同作用可使斜拉桥的拉索发生强烈的振动,致使桥梁结构损坏。近10多年来,对此现象已有很多的报道,斜拉桥拉索的风雨激振也成为大跨度斜拉桥设计中最为关注的问题之一。1979年文尼池等在法国布若敦尼桥上首次观察到了明显的拉索振荡。1995年,在荷兰伊拉斯莫斯桥上观测到拉索在风雨天气下发生最大振幅达70cm 的振动,同时桥面也发生振幅为2.5cm 的振动.在国内,1997年上海杨浦大桥发生拉索大幅风雨激振,并在2000年再次发生,造成部分拉索锚具的破坏。2001年,南京长江第二大桥通车前,斜拉索发生大幅风雨激振,造成部分安装在梁端的油阻尼器 损坏。同年,在8级大风和中等降雨条件下,湖南洞庭湖大桥拉索发生了严重的风雨激振,拉索的最大振幅超过40cm,拉索振动激起了桥面振动,拉索还不断撞击桥面上的钢护筒。类似的报道在国内还有许多。斜拉桥拉索的风雨激振严重影响到桥梁的安全运营,引起拉索端接头部分出现疲劳现象,在索锚结合处产生裂纹,破坏拉索的防腐系统,严重的还会引起拉索的失效。因此拉索风雨激振对结构的破坏作用,近些年来成为研究的热点问题之一,但其机理尚未完全清楚。

  4、降雨对公路交通的其他影响

  降水使部分路面有积水或干湿不一,路面摩擦系数不均,车辆制动性能变化较大。路面积水在灯光的照射下产生炫目的反光,夜间行车易引起司机视觉疲劳、注意力不集中而产生危险。降雨达中等以上量级路面容易出现积水,交通事故明显上升。路面排水不畅或地势低洼,相关路段容易出现较深积水,造成车辆进水、发动机熄火,严重影响车辆行驶,甚至使局部交通陷于瘫疾。如沪宁高速公路马群段的弯道和坡度较大的地段,多次因路面积水导致车辆方向失控、制动不灵引发事故,甚至同一路段一日数次。统计2000 年烟台一级公路烟台段,每次中雨以上的夭气后,平均有超过3起的严重交 通事故发生。另外,连续降水易使驾乘人员情绪波动、烦躁,应变能力下降,诱发交通事故发生。连阴雨及大降水会延误交通基础设施的建设进度, 影响工程质量。此外,酸雨对交通设施(特别是金属构件)的腐蚀破坏作用,降低了其使用安全和正常使用周期,其影响可由累积性引起,也可以由短期酸性髙峰引起。在酸雨严重的地区和酸雨频发的季节应该注意检査和维护。