专家呼吁：山区高速纵坡不应“无限趋缓”
——从两本规范的指标差异解读高速公路平均纵坡指标来源

文/图 中交第一公路勘察设计研究院 郭腾峰

鉴于大型货车失控事故呈多发趋势后引发的安全问题，国内一些典型山区高速公路项目在设计中出现了纵坡设计“无限趋缓”的现象。本文在对比分析两本规范研究差异的基础上，对我国相关规范中有关高速公路平均纵坡指标进行解读，对各地相关咨询问题进行回复讨论，并呼吁及时扭转山区高速公路纵坡设计的不当导向。

在我国新版《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）（以下简称《标准》）和《公路路线设计规范》(JTG D20—2017)（以下简称《规范》）发布实施之后，编订组陆续收到一些关于高速公路平均纵坡指标的咨询问题。这些咨询问题主要集中在与早期曾研究编制《公路路线设计细则》（总校稿）（以下简称《路线细则》）的对比、差异方面。编订组了解到，一些业内人士对高速公路平均纵坡指标的既有认识多来源于《路线细则》。

两本规范的指标来源与对比

《路线细则》平均纵坡指标的来源

2004年，交通运输部向中交第一公路勘察设计研究院（以下简称“中交一公院”）下达了《公路路线设计细则》的编制任务。随后，中交一公院根据编写任务和我国工程设计实际需要，立项组织开展了《山区高速公路平均纵坡研究》的专题研究。

2007年，《路线细则》基于该专题研究成果，提出了针对山区高速公路的平均纵坡界定指标。但随后由于《标准》《规范》开始修订，《路线细则》发布工作被迫中止。可是，《路线细则》的电子版本当时已经在很多设计单位中流传，甚至《路线细则》中提出的平均纵坡指标已被一些实际项目作为参考。

《规范》平均纵坡指标的来源

2010年，《标准》《规范》修订任务启动之时，正值我国山区高速公路的大规模发展期。当时，因为大型货车在通行少数山区高速公路路段时，失控事故呈多发态势，这引发了行业内外对高速公路纵坡设计与安全性的一致关注。为此，中交一公院于2011年配套启动了《高速公路纵坡设计方法与指标研究》的课题研究。

经过约2年时间的调查、实验和研究，2013年，课题组向《标准》修订组提交了研究成果，并提出高速公路平均纵坡与坡长指标建议。但经过慎重考虑，《标准》修订组决定，课题组的研究成果暂不纳入新版《标准》；2017年，研究成果经反复审查、论证，最终随新版《规范》正式发布。

平均纵坡与坡长指标对比

《路线细则》第9章给出了山区高速公路连续下坡的平均纵坡指标，即“连续长、陡下坡路段的各平均纵坡坡度对应的长度宜小于表9.2.9的一般值”。

表9.2.9 平均纵坡度与路线长度建议值

而在《规范》第8章第3节“坡长”中，推荐高速公路，一级公路连续长、陡下坡路段的平均坡度与坡长不宜超过表8.3.5的规定。

表8.3.5 连续长、陡下坡的平均坡度与连续坡长

对比可见，在两者平均坡度相同时，《规范》给出的坡长限制数值是《路线细则》的两倍多；而在两者坡长相同时，《规范》给出的平均坡度远大于《路线细则》中的数值。

两本规范的主要差异

研究的时间与对象

《路线细则》配套专题研究早于《规范》，研究周期大致是在2004至2007年之间。根据对当时公路货运车型的调查，《路线细则》配套专题选择了满载总质量为20.9吨，功率重量比为每吨7.42千瓦的大型载重车作为货运代表车型。

20吨载重汽车车型示意图

2004年济青高速公路济南收费站车辆统计分布图。从此图中，可以看出我国高速公路上各类货车车型的分布情况，当时，车货总质量为25至50吨的六类货车仅占5.3%。

《标准》《规范》二者的配套课题研究时间约晚于《路线细则》8年，研究周期大致是在2012至2014年间。该课题研究同样基于对我国高速公路当时的实际货运车型的统计、调查和分析，选择了满载总质量49吨、功率重量比为每吨5.2千瓦的“五轴、六轴铰接列车”作为高速公路货运代表车型。

49吨铰接列车车型示意图

《规范》课题研究为什么选择铰接列车作为货车的代表车型呢？甚至无需专门说明。该类六轴半挂式铰接列车（半挂列车）的占比情况由图1可知。

另有数据显示，六轴半挂式铰接列车（半挂列车）占到2013年及之后各年全国高速公路货车组成的41%以上，且全国高速公路货运总量的80%都由该类车型完成。

研究的安全工况条件（下坡制动方式）

尽管《路线细则》配套专题研究还同时研究了“发动机制动方式”下的平均纵坡指标，但最终《路线细则》推荐采用的是“无辅助制动方式”下的平均纵坡指标。

图1.2013年全国高速公路货车轴型分布图

而《标准》《规范》的配套课题研究，则结合我国当时的代表车型（铰接列车）的制动系统装备条件，同时对“发动机制动”“无辅助制动”“发动机排气制动”等多种制动方式进行了调查和实验研究，并提出对应不同制动方式下的纵坡指标。《规范》最终推荐采用的是“发动机制动方式”下的平均纵坡指标。

必须说明，对重型货车而言，“无辅助制动方式”是指在连续下坡的过程中，驾驶员主要依靠行车制动器（踩刹车板）进行制动，即通常所说的“空挡滑行”方式。虽然在实际驾驶中，有驾驶员冒险采用“空挡滑行”下坡，但这种方式是被明令禁止的违法操作行为，不符合该类货车驾驶要求。

两本规范的对比结论与影响

平均纵坡指标不具可比性

受研究时间（年代）、车型发展变化等客观原因的制约，《路线细则》与《规范》配套课题的研究对象完全不同，而且与《规范》推荐采用的安全工况条件（货车下坡制动方式）更是截然不同，进而导致两本规范给出的平均纵坡指标数据根本不具有可比性。由此可见，《路线细则》的专题研究结论已经完全不适用于当前的货运车型和交通组成条件。

连续纵坡安全问题的实质

根据货车制动原理，公路连续纵坡安全问题的实质不仅在于纵坡坡度的“陡”，还在于纵坡长度的“长”。对于山区高速公路项目而言，如需克服相对固定高差的影响，无论选择采用“短而陡”的纵坡还是“长而缓”的纵坡，对于货车制动安全性的影响是大致相同的。因为，货车连续下坡制动本身就是将“重力势能转化为机械能和热能的过程”。

结语

一段时间以来，鉴于货车失控事故引发的安全问题，我国一些典型山区高速公路新建或改扩建项目在高速纵坡设计上均出现了“无限趋缓”现象，甚至有山区高速公路项目竟然在数十公里建设上，均按纵坡不大于2%控制设计。据测算，若将平均纵坡从4%降低到2%，高速公路建设里程将会增加一倍以上，此外还会导致桥梁、隧道等大型构筑物的数量、长度大幅增长。

众所周知，高速公路建设投资金额巨大，工程影响深远。而纵坡指标无疑是影响整个高速公路建设方案、规模造价，乃至长期运营与安全养护的关键性技术问题。笔者在此呼吁：各地在山区高速公路建设中，应充分理解、准确应用我国现行公路标准、规范所载明的指标体系，及时扭转山区高速公路纵坡设计“无限趋缓”的现象，以避免造成巨大资源和投资浪费。