專家呼吁：山區高速縱坡不應“無限趨緩”
——從兩本規范的指標差異解讀高速公路平均縱坡指標來源

文/圖 中交第一公路勘察設計研究院 郭騰峰

鑒于大型貨車失控事故呈多發趨勢后引發的安全問題，國內一些典型山區高速公路項目在設計中出現了縱坡設計“無限趨緩”的現象。本文在對比分析兩本規范研究差異的基礎上，對我國相關規范中有關高速公路平均縱坡指標進行解讀，對各地相關咨詢問題進行回復討論，并呼吁及時扭轉山區高速公路縱坡設計的不當導向。

在我國新版《公路工程技術標準》（JTG B01-2014）（以下簡稱《標準》）和《公路路線設計規范》(JTG D20—2017)（以下簡稱《規范》）發布實施之后，編訂組陸續收到一些關于高速公路平均縱坡指標的咨詢問題。這些咨詢問題主要集中在與早期曾研究編制《公路路線設計細則》（總校稿）（以下簡稱《路線細則》）的對比、差異方面。編訂組了解到，一些業內人士對高速公路平均縱坡指標的既有認識多來源于《路線細則》。

兩本規范的指標來源與對比

《路線細則》平均縱坡指標的來源

2004年，交通運輸部向中交第一公路勘察設計研究院（以下簡稱“中交一公院”）下達了《公路路線設計細則》的編制任務。隨后，中交一公院根據編寫任務和我國工程設計實際需要，立項組織開展了《山區高速公路平均縱坡研究》的專題研究。

2007年，《路線細則》基于該專題研究成果，提出了針對山區高速公路的平均縱坡界定指標。但隨后由于《標準》《規范》開始修訂，《路線細則》發布工作被迫中止。可是，《路線細則》的電子版本當時已經在很多設計單位中流傳，甚至《路線細則》中提出的平均縱坡指標已被一些實際項目作為參考。

《規范》平均縱坡指標的來源

2010年，《標準》《規范》修訂任務啟動之時，正值我國山區高速公路的大規模發展期。當時，因為大型貨車在通行少數山區高速公路路段時，失控事故呈多發態勢，這引發了行業內外對高速公路縱坡設計與安全性的一致關注。為此，中交一公院于2011年配套啟動了《高速公路縱坡設計方法與指標研究》的課題研究。

經過約2年時間的調查、實驗和研究，2013年，課題組向《標準》修訂組提交了研究成果，并提出高速公路平均縱坡與坡長指標建議。但經過慎重考慮，《標準》修訂組決定，課題組的研究成果暫不納入新版《標準》；2017年，研究成果經反復審查、論證，最終隨新版《規范》正式發布。

平均縱坡與坡長指標對比

《路線細則》第9章給出了山區高速公路連續下坡的平均縱坡指標，即“連續長、陡下坡路段的各平均縱坡坡度對應的長度宜小于表9.2.9的一般值”。

表9.2.9 平均縱坡度與路線長度建議值

而在《規范》第8章第3節“坡長”中，推薦高速公路，一級公路連續長、陡下坡路段的平均坡度與坡長不宜超過表8.3.5的規定。

表8.3.5 連續長、陡下坡的平均坡度與連續坡長

對比可見，在兩者平均坡度相同時，《規范》給出的坡長限制數值是《路線細則》的兩倍多；而在兩者坡長相同時，《規范》給出的平均坡度遠大于《路線細則》中的數值。

兩本規范的主要差異

研究的時間與對象

《路線細則》配套專題研究早于《規范》，研究周期大致是在2004至2007年之間。根據對當時公路貨運車型的調查，《路線細則》配套專題選擇了滿載總質量為20.9噸，功率重量比為每噸7.42千瓦的大型載重車作為貨運代表車型。

20噸載重汽車車型示意圖

2004年濟青高速公路濟南收費站車輛統計分布圖。從此圖中，可以看出我國高速公路上各類貨車車型的分布情況，當時，車貨總質量為25至50噸的六類貨車僅占5.3%。

《標準》《規范》二者的配套課題研究時間約晚于《路線細則》8年，研究周期大致是在2012至2014年間。該課題研究同樣基于對我國高速公路當時的實際貨運車型的統計、調查和分析，選擇了滿載總質量49噸、功率重量比為每噸5.2千瓦的“五軸、六軸鉸接列車”作為高速公路貨運代表車型。

49噸鉸接列車車型示意圖

《規范》課題研究為什么選擇鉸接列車作為貨車的代表車型呢？甚至無需專門說明。該類六軸半掛式鉸接列車（半掛列車）的占比情況由圖1可知。

另有數據顯示，六軸半掛式鉸接列車（半掛列車）占到2013年及之后各年全國高速公路貨車組成的41%以上，且全國高速公路貨運總量的80%都由該類車型完成。

研究的安全工況條件（下坡制動方式）

盡管《路線細則》配套專題研究還同時研究了“發動機制動方式”下的平均縱坡指標，但最終《路線細則》推薦采用的是“無輔助制動方式”下的平均縱坡指標。

圖1.2013年全國高速公路貨車軸型分布圖

而《標準》《規范》的配套課題研究，則結合我國當時的代表車型（鉸接列車）的制動系統裝備條件，同時對“發動機制動”“無輔助制動”“發動機排氣制動”等多種制動方式進行了調查和實驗研究，并提出對應不同制動方式下的縱坡指標。《規范》最終推薦采用的是“發動機制動方式”下的平均縱坡指標。

必須說明，對重型貨車而言，“無輔助制動方式”是指在連續下坡的過程中，駕駛員主要依靠行車制動器（踩剎車板）進行制動，即通常所說的“空擋滑行”方式。雖然在實際駕駛中，有駕駛員冒險采用“空擋滑行”下坡，但這種方式是被明令禁止的違法操作行為，不符合該類貨車駕駛要求。

兩本規范的對比結論與影響

平均縱坡指標不具可比性

受研究時間（年代）、車型發展變化等客觀原因的制約，《路線細則》與《規范》配套課題的研究對象完全不同，而且與《規范》推薦采用的安全工況條件（貨車下坡制動方式）更是截然不同，進而導致兩本規范給出的平均縱坡指標數據根本不具有可比性。由此可見，《路線細則》的專題研究結論已經完全不適用于當前的貨運車型和交通組成條件。

連續縱坡安全問題的實質

根據貨車制動原理，公路連續縱坡安全問題的實質不僅在于縱坡坡度的“陡”，還在于縱坡長度的“長”。對于山區高速公路項目而言，如需克服相對固定高差的影響，無論選擇采用“短而陡”的縱坡還是“長而緩”的縱坡，對于貨車制動安全性的影響是大致相同的。因為，貨車連續下坡制動本身就是將“重力勢能轉化為機械能和熱能的過程”。

結語

一段時間以來，鑒于貨車失控事故引發的安全問題，我國一些典型山區高速公路新建或改擴建項目在高速縱坡設計上均出現了“無限趨緩”現象，甚至有山區高速公路項目竟然在數十公里建設上，均按縱坡不大于2%控制設計。據測算，若將平均縱坡從4%降低到2%，高速公路建設里程將會增加一倍以上，此外還會導致橋梁、隧道等大型構筑物的數量、長度大幅增長。

眾所周知，高速公路建設投資金額巨大，工程影響深遠。而縱坡指標無疑是影響整個高速公路建設方案、規模造價，乃至長期運營與安全養護的關鍵性技術問題。筆者在此呼吁：各地在山區高速公路建設中，應充分理解、準確應用我國現行公路標準、規范所載明的指標體系，及時扭轉山區高速公路縱坡設計“無限趨緩”的現象，以避免造成巨大資源和投資浪費。