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道路凝冰预警及主动融冰雪技术研究与应用

作者:Admin 日期:2024-12-25 点击:285
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随着现代公路运输体系所追求的快速、高效和安全理念的提出,在极端气候条件下道路行车安全越来越受到交通管理者的关注。冬季沥青路面除冰雪成为了道路工作者首要关心的问题之一,冬季冰雪不仅导致沥青路面病害高发,同时也为行车安全带来了隐患。路面冰雪会导致路面抗滑能力大幅度降低,削弱了道路的通行能力,容易产生恶性交通事故,使人们的生活和生产无法正常进行。特别是一些恶劣的地理条件下,如高桥、长下坡、陡急坡、涵洞及隧道等,这些道路线形一旦与路面冰雪结合,就会对行车安全产生极大危害。

冰雪天气一般出现在有利于降水的大气环流背景下,北方冷空气在南下过程中与南方强暖湿气流相遇在大气近地面层,形成0℃以下的冷空气楔(冷垫),而在大气低层则出现较强逆温,当冷空气楔上的逆温层也处在0℃以下时,降落到地面的降水形式为雪;而当逆温层处在0℃以上(空气中存在液态水或过冷水滴)时,则降水形式为雨,但到达冷垫层内后迅速凝结为雨凇,凝聚在地面上形成冰层即为路面凝冰。另外,有些地区积雪区在白天气温有所升高,地面降雪融化,在夜间气温又降至0℃以下,融化的雪立即凝结成冰,出现冰层覆盖地表,也应为路面凝冰。

路面凝冰厚度一般可达1020毫米,最厚的可达200毫米以上。凝冰上的水膜使得路面表面完全丧失摩擦力,显著降低机动车辆的可操控性与行驶安全性。调查表明,路面凝冰会导致路面抗滑能力大幅度降低,既削弱了道路的通行能力,容易产生恶性交通事故,又会对道路及其附属构造物产生破坏,严重时还会造成交通中断、人们的生活和生产无法正常进行,甚至危害人民生命和财产的安全。

技术开发

2.1道路凝冰预警及自动化处置系统介绍

2.1.1系统简介

该系统将高速公路的早期凝冰的监测同物联网技术相结合,利用云平台的大数据分析处理,将凝冰预警同自动化融冰处理融合在一起。

该系统可应用于各种国省干道,高速公路、城市立交桥、路桥道路、长大纵坡、机场出行闸道、隧道进出口、山区公路等路段;尤其在上坡与下坡重点路段等易出现凝冰的路段,确保冬季的道路出行安全。

本系统主要由预警系统、控制系统和喷洒系统三部分组成。工作原理主要是通过埋置于路面内的智能感应终端以及气象信息采集系统实时采集路面信息,通过数字通信、自动控制等物联网技术实时对采集来的交通气象信息及路面凝冰信息进行分析,自动发出指令,控制喷洒系统,对路面进行智能喷洒液体融雪剂,最大程度地降低冰雪灾害对道路交通安全的影响,避免重大交通事故发生,有效保障道路的安全畅通。