为了探明路面热力状况对道路交通的影响,阐释路面高、低温过程形成的物理机制,为我国公路交通提供气象保障,本文根据沪宁高速公路2010至2012年AWMS观测数据和江苏省最新基础地理信息,研究沪宁高速公路路面温度的时空变化特征,比较路面温度与路基10cm温度、路面上方3m气温之间的差异,探讨公路沿线地形环境对路面温度变化的影响。在此基础上,首先,分析沪宁高速公路历史高、低温过程和路面极端高、低温事件特征；第二,应用WRF模式对不同类型高、低温过程进行数值模拟,依据辐射平衡方程、热量平衡方程分析路面高、低温过程中路面热通量变化,探究沪宁高速公路不同路段高、低温过程形成的机理。最后,基于路面高、低温过程的数值模拟结果估算路面热通量,结合路面温度建立路面高、低温过程的预报模型,以实现沪宁高速公路路面高、低温过程预报。主要结论为：1.对沪宁高速公路路面温度的时空变化以及公路沿线地形环境对路面温度变化影响的研究表明：(1)一天中,沪宁高速公路路面温度的最高值出现在13时左右,最低值出现在05时左右,平均日较差为20.5℃,其值明显大于上方3m高度的气温日较差和下方10cm路基温度的日较差；极值出现的位相超前于3m高度气温1小时、超前于10cm路基温度2小时。(2)夏季路面温度日较差最大,冬季路面温度日较差最小,春、秋季居中。(3)一年中,沪宁高速公路路面平均温度最热月为8月、最冷月为1月；路面温度的极端最高值出现在8月,极端最低值出现在1月；垂直方向上路面温度的年较差最大,路基10cm温度年较差次之,路面上方3m气温年较差最小。(4)周边热环境和地形起伏对路面温度变化影响明显,不同路段之间存在明显的路面温度差异,自西向东,路面温度日较差、年较差逐渐减小；夏季公路东段的苏州工业园附近因工业排热和城市热岛效应的影响,易发生路面高温；冬季公路西段的汤山附近因地势低凹,冷空气常发生堆积,易发生路面低温。2.对2010至2012年沪宁高速公路发生的高、低温过程和路面极端高、低温事件基本特征的研究表明：(1)路面高温过程最长持续时间为12d,平均每天持续6h。路面高温过程大致分为湿热型和干热型两类,其共同特征为：日最高气温均在32℃以上,路面日最高温度均在55℃以上。两者区别主要是,两种类型中干热型路面高温过程较湿热型更易发生,同时其强度更大,路面温度更高,持续时间也更长。同时在发生时间段上,两者亦有差异,湿热型路面高温过程主要从6月底至7月上旬的梅雨季节；而干热型主要经历两个时间段的加强,分别为从7月下旬至8月上旬副高控制下的盛夏天气以及8月上旬至8月底同时受大陆高压和加强的副热带高压控制的天气。(2)路面低温过程长达17h,其亦可大致分为湿冷型和干冷型两类。两者的共同特征为：气温、路面温度最低值均在0℃以下。而不同之处在于,干冷型路面低温过程更易发生,而湿冷型路面低温过程常伴随雨雪天气,易发生路面冰冻。(3)沪宁高速公路的东段易发生路面极端高温天气,而西段则易发生路面极端低温天气。3.对沪宁高速公路典型路面高、低温过程个例分析、数值模拟、机理剖析以及预报模型研究研究表明：(1)2m高度的气温模拟值最接近于3m高度的气温实测值；2m高度气温、土壤温度、地表温度的模拟值分别与3m高度气温、10cm路基温度、路面温度成线性关系。(2)路面收入的净辐射通量多少是形成路面高、低温过程最主要的决定项。受到的净辐射通量越大,路面温度就越高,反之,路面温度就越低。辐射平衡方程中大气逆辐射项以及地表(路面)与上层空气之间的感热、潜热交换形成了公路东西路面温度的空间差异性。(3)路面热通量与路面温度进行多种模式的拟合,高斯模式对路面高温过程的拟合效果最佳,而多项式的拟合则对路面低温过程效果较好。两者拟合的结果显示：路面热通量直接表征路面温度,路面温度的实测值与模拟值的误差均在2℃左右。