摘要：风吹雪（又称风雪流）是自然灾害的重要类型，其为空气携带着雪粒子运行的非典型的气固两相流，也就是常说的雪粒子被风卷着运行的一种天气现象，它对自然积雪有重新分配的作用。风吹雪形成的积雪深度一般为自然积雪深度的3-8倍，通常分为低吹雪、高吹雪和暴风雪三类，分吹雪在全球分布广泛，出现频繁，风吹雪雪害主要分布在欧亚大陆、北美、格陵兰岛及南极冰盖等地区。在我国分布约占全国总面积的55.2%，我国风吹雪多发区主要在高纬度、高海拔和地形起伏变化较大的积雪区内，即青藏高原东部及其四周边远山区，新疆阿尔泰和天山西部及北部，东北和内蒙古高原以及冰川发育的山区等四个主要区域。该项目的研究成果将直接服务于工程设计与施工，经提炼形成的优化设计与施工技术导则，不仅可以弥补国内外相关设计理论的空白，为将来的设计工作提供理论基础，还可为维护工程的长期稳定提供科学依据，因此，研究山区公路风吹雪病害及其防治养护措施是有必要的，这对确保工程安全、节约工程投资等具有重要意义。
关键词：山区公路；风吹雪（又称风雪流）；防治措施
前言：新疆北部阿勒泰山脉和中部天山山脉是我国降雪最丰富的区域，受区内地形地貌、地质构造、地层岩性、气象水文等条件的影响和控制，区内不良地质及特殊岩土复杂多样，分布广泛，尤其是风积雪这种不良地质类型对高速公路的影响极大，公路风吹雪害是冬季道路运营中极为突出的问题，风吹雪害使司乘人员视线受阻，道路积雪严重使得交通中断，并在风雪后形成路面雪覆冰，对公路通行安全造成极大影响。因此进行公路风吹雪灾害防治是十分必要的，应在路线选择时充分考虑对风积雪等不良地质的绕避，当无法绕避时，需做好勘察工作，选择合理的处理措施，这对保障公路安全顺畅运营十分重要，迫切需要开展该针对新疆地区修建高速公路时面临的风积雪防治关键技术研究。下面就公路积雪的成因及其防治措施谈点自己的见解。
1积雪成因
（1）公路勘察设计院在进行设计时没有充分考虑雪对公路的危害，选线、定线欠佳。
（2）我国高速公路大部分都设计成整体式，目的是降低工程造价，但由于行车和风的影响，雪就会堆积在高速公路的左幅或右幅，尤其是中央分隔带处积雪较多。
（3）路堤填土高度较低，雪在风的吹动下从路基边坡蔓延到路面上形成积雪，尤其是中央分隔带处。
（4）路线平曲线半径较小超高较大，雪在风的吹动下很容易在中央分隔带或路基一侧堆积。
（5）路基边坡未按设计施工，很多路基边坡仅整修到路面标高50厘米以下处，其余均未整修，这样由于路基两侧边坡不平顺，堆积的杂物较多，就会严重降低风速，致使风雪流通过时雪粒沉积在杂物后方，日积月累雪就会堆积在路面上。
（6）高路堑地段路基边坡上积雪在风的影响下会落在路面上形成冰雪路面。
2 公路风吹雪雪害预警理论概述
2.1公路风吹雪的预警基础知识
我国对公路风吹雪雪害的研究起步较晚，因此没有积累足够的公路风吹雪有效数据，所以目前只能先进行公路风吹雪雪害的理论知识研究。基于我国对公路风吹雪雪害的研究现状，要建立可信的公路风吹雪预警系统，那么可以首先利用某公路区域的历史数据，然后结合数学建模建立预警模型，这里要充分做到使定量模型与定性模型相结合、统计模型与数值模型相结合，之后再建设新的公路时，可以参考相似地区的预警模型，这样可以在一定程度上正确预测风吹雪雪害对该交通的影响。建立风吹雪雪害预警模型要建立在充分的区域的天气状况以及积雪数据，从这些数据中得到积雪的相关规律，同时要考虑到某公路风吹雪的形成机理的独特性，结合风吹雪雪害的流体力学方程组以及积雪的规律，然后对以后的积雪进行预测，这样就可以建立有效的公路风吹雪雪害的统计预测模型，最后就可以编制统一的软件进行相关计算。
2.2公路风吹雪雪害预警模型的建立
基于以上的分析可知，公路风吹雪雪害预警模型的建立主要是基于该区域的气象信息、积雪信息以及其他相关辅助信息，这样就可以建立预测软件进行查询。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该软件系统的输入包括该路段的气象信息、积雪信息以及辅助信息，而且预测的主预测模型是基于积雪的分析，同时考虑到公路现场的积雪实测数据以及历史雪害信息等加以修正，充分利用定性与定量分析、专家的推理以及现代计算机仿真进行雪害综合预测分析，进而给出预测结果，这样就可以推出是否发生雪害与雪害的危害程度信息，并且结合该公路的具体情况发布雪害预警，那么司机等就可以及时了解该公路的运行状况。
2.3公路风吹雪雪害预警模型的总体结构
在构建我国公路风吹雪雪害预警模型时要积极参考国外发达国家的经验，并且结合我国不同地区的实际情况，对公路风吹雪雪害的形成机理进行深入研究与分析，进而进行风洞实验分析，这样可以弥补我国缺少足够数据的缺陷，进而在某建设路段定点进行人工观测，就可以取得实际的数据资料，最终利用计算机仿真手段进行修正以及调整。
3 针对不同的状况的防治措施
3.1减少雪的供给量
(1)风吹雪输送雪的机理。根据风吹雪的形成机理可知，在一定的速度下，风吹雪输送雪的数量是有限的，而在该速度的风能够输送的最大输雪强度称为饱和输雪强度。风吹雪的输雪强度是逐渐达到饱和的，就是当风吹雪发生后，在运动过程中不断增加新的雪粒子，从而使输雪强度不断增大，最后达到一定速度下的饱和状态。所以风速、降雪量以及风吹雪的长度都会影响风吹雪的强度。在达到饱和输雪强度的状态下，如果由于某种原因而风速下降，则一部分雪粒子将下落，形成堆积，输雪强度变小；但输雪强度的减小，将会引起风吹雪的速度随之增大，吹蚀作用加剧，使得风挟带的雪粒子的数量不断增加，直至达到饱和，而在达到饱和之前，风速也在逐渐下降。
(2)减少输送雪的措施。根据上诉分析可知，可以通过减少输送雪的数量来达到减轻风吹雪雪害的危害。减少输送雪的数量的措施有:一方面在设计公路时，要尽量避开大规模的雪源区域，若不能有效地避开大规模雪源区域，那么就要应尽可能缩短上风区雪源的宽度，使得风吹雪在到达公路时没有足够的发育距离，从而始终处于不饱和状态；另一方面在公路上可以建立防雪栅、挡雪墙等设施以及防雪林等植物设施隔离风侧雪源区域，使风吹雪在到达公路之前先损失部分雪粒子，从而使之处于不饱和状态。通过采取上述措施可以保证风吹雪到达公路后处于不饱和状况，那么就不会形成积雪。
3.2改变风吹雪的来流风向公路风吹雪雪害的危害程度受到风向与路
线走向的夹角的影响，这主要是由于公路地形会严重影响气流。当风向与公路路线走向平行时，则公路的风吹雪雪害的危害就比较小；而当风向与公路路线垂直时，则公路的风吹雪雪害的危害就很大；而在横断面上地形的突变往往会引起气流的附面层分离，会产生旋涡减速区，造成较严重的积雪，所以在设计与建设公路时要充分考虑到当地的气象条件。由于风向与路线走向越是接近平行就越不容易形成雪害，所以要尽量使风向与路线的夹角变大来降低雪害的危害。
3.3提高路面的风速由于风速会影响风吹雪形成，若风吹雪的流速增加，那么原来的饱和状态将变为不饱和状态，所以就不会形成积雪。基于这个事实，可以通过采取增大路面风速的措施，比如利用导风板进行下导风，或者可以通过道路的横断面设计来提高路面风速。
3.4改变风吹雪流场的形态由于横断面的影响，当风吹雪流经公路上空时会形成一定形态的流场，在特定的区域形成一定强度的涡漩减速区。涡漩减速区内部由于压力小、能量损失，雪粒子在此大量沉降形成积雪，因此，避免涡漩减速区的出现或者控制其位置可以减少公路积雪。基于改变流场形态的防治措施有针对路堑修建敞开式路基、针对路堤修建流线型路基，以及增大边坡坡脚与道路的距离避免积雪发生在路面上等。
3.5尽可能减少气流的扰动由于风吹雪的饱和输雪量与其流速成正比，因此在公路设计时，应尽量确保风吹雪在通过公路时不遇到障碍、不引起速度的较大降低。这种对于风吹雪来说的无障碍，不仅要体现在设计方面上，而且在公路的施工与日常养护时也要注意公路周边地形、地貌的整治以及利用。虽然路基边坡上的杂草与碎石的体积不大，但却会对风吹雪的运行造成一定的扰动，导致局部风速的降低，形成少量的积雪，这样就会导致积雪越来越多，只要雪源足够充足最终也会在路面形成积雪，因此要及时清理路基边坡上的杂草与碎石，做好公路的养护工作。
结束语
上述山区公路风吹雪病害防治措施会增加公路的工程造价，但为了体现“以人为本”的设计理念，保障人民的生命财产，认为还是可行的，不足之处，恳请指正。
参考文献：
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论文作者:肖亮
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/27
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