長大縱坡安全與車路協(xié)同矛盾探究

文/中交第一公路勘察設計研究院有限公司 郭騰峰

近年來，在我國公路建設取得了舉世矚目成就的同時，公路交通安全問題尤其是山區(qū)高速公路長大縱坡路段安全問題較為突出，受到行業(yè)內外乃至全社會的高度關注。“死亡高速公路”“魔鬼高速公路”等標題時常出現(xiàn)在一些媒體報道中。到底什么是長大縱坡？長大縱坡路段交通安全問題的癥結在哪里？如何有效應對并遏制此類事故？

何為長大縱坡？

“長大縱坡”一詞是在我國公路建設大面積進入西部山區(qū)之后出現(xiàn)的。為了克服大自然給人類交通設置的天然屏障，崇山峻嶺地區(qū)的公路必須穿山越嶺、跨溝躍壑，導致縱坡條件相對平原地區(qū)更大、更長。同時，長大縱坡是公路用于克服自然高差在一定路段上的縱坡積累，一般采用連續(xù)坡長和平均縱坡坡度等指標來描述。

到底有多大、多長才算是長大縱坡？一直以來，并不存在一個明確的說法。具體到高速公路項目中，則情況各有不同，有連續(xù)2公里至3公里的平均坡度約3%到4%的路段，也有長達10公里至50公里平均坡度約在2.5%到3%的路段。長大縱坡由許多連續(xù)坡段組合形成，在局部路段還會存在5%或6%的坡度。

在公路技術標準層面，世界范圍內均沒有關于長大縱坡的相關定義。在我國標準中，有“最大縱坡”，即單一縱坡時的最大坡度的規(guī)定；有“單一縱坡最大坡長”，即采用某一縱坡時不應超過的最大坡長；對低等級公路項目，還有“平均縱坡”等限制性規(guī)定，即一定里程范圍內，公路所克服高差與里程長度之間的比值。

表1 世界多國公路標準最大縱坡指標對比表（%）

表2 我國高速公路不同縱坡的最大坡長（即單一縱坡的最大坡長）

概括起來，“長大縱坡”一詞并不屬于公路交通專業(yè)領域的專用名詞或術語，只是人們對公路上不同程度的連續(xù)性縱坡路段或情況的一種習慣性叫法。

通過對比美國、日本、法國、澳大利亞等國家公路最大縱坡指標（見表1）和公路標準、規(guī)范、幾何指標，發(fā)現(xiàn)我國高速公路幾何設計標準與指標（包括縱坡設計控制性指標）與世界各國基本一致，無論是最大縱坡指標，還是最大坡長限制指標等。在同一設計速度和地形條件下，我國公路標準規(guī)定的最大縱坡值，總體小于世界其他國家。

單一縱坡的最大坡長是與長大縱坡密切相關的另一個指標，我國公路標準中對單一縱坡坡度最大坡長的規(guī)定（見表2）。盡管表達方式有所不同，但是美國等國家最大坡長指標上確定的原則和要求與我國標準大致上相同，即以貨車代表車型（性能總體不低于每噸8.3千瓦）為對象，以其在連續(xù)上坡時的行駛速度不低于最低容許速度（接近于設計速度或平均速度的1/2）為最大坡長的確定條件。

因此，我國高速公路縱坡標準和指標與世界各國基本一致，而且我國對技術標準、規(guī)范等在執(zhí)行上更為嚴格，不存在歐美等國家允許的“特例項目”（允許突破標準指標）。環(huán)比可見，我國高速公路縱坡指標實際上是偏于平緩、偏于安全的。

表3 不同時期公路貨運代表車型及其性能參數(shù)對比表

長大縱坡安全嗎？

長大縱坡現(xiàn)象是公路在克服地形巨大起伏變化中必然存在的，有時無法避免地受到地形、地質等條件的影響。那么，現(xiàn)有高速公路上存在的長大縱坡路段的設計、指標等，是否符合技術標準和規(guī)范要求？能否滿足安全通行的要求？

按照我國公路項目建設程序，高速公路建設方案從項目申報立項到最終開工建設，必須通過從部委到地方，各級、各層的次審查、審批。盡管每個項目在平均坡度、連續(xù)坡長上存在差異，但最終無論是具體指標，還是綜合指標，必須滿足我國現(xiàn)行的公路技術標準規(guī)范。滿足標準規(guī)范體系，這意味著項目方案不僅能夠實現(xiàn)項目建設的各項功能，而且達到了正常情況下安全通行的條件。

同樣值得關注的是，根據(jù)相關調查，我國近年設計建設的少數(shù)山區(qū)高速公路項目，在縱坡指標采用上出現(xiàn)了無限制趨緩的現(xiàn)象，即縱坡指標遠高于標準限制和要求。有的項目以2.0%至2.5%為平均縱坡控制條件，與一般平原地區(qū)的縱坡指標幾乎相同。無限制的縱坡趨緩方案，必然引起高速公路建設里程、造價、工程規(guī)模的顯著增加，也必然引起高速公路長期運營成本、車輛通行成本的增加。根據(jù)測算，平均縱坡每降低1%，僅建設里程就要增加約25%到40%。

工程設計中對安全性的要求是剛性的，具體表現(xiàn)在標準規(guī)范的強制性條文、限制指標及其執(zhí)行方面,長期以來，滿足標準規(guī)范體系要求，尤其是滿足強制性條文、限制指標等要求，是我國公路設計與建設領域公認的、不可逾越的紅線。有人質疑：標準指標是固化的，而每個項目的情況是不同的，設計人員的能力、水平和經(jīng)驗也可能存在差異……如何保證長大縱坡方案設計的合理性？

對于工程設計合理性的認識，更多是基于個人專業(yè)認識和經(jīng)驗層面的，其最終體現(xiàn)無非在工程規(guī)模、造價、施工工藝、項目功能發(fā)揮，甚至后期養(yǎng)護的便捷性等方面，這并不屬于安全性的范疇。我國建設程序決定了所有公路項目，尤其是長大縱坡等涉及到安全方面的方案和問題，是各級、各層次、各階段方案論證、比選、優(yōu)化、審查、評審、驗收等的重點。經(jīng)過這個復雜程序的不斷改進和優(yōu)化，最終實施的方案必然是相對合理的。

車路協(xié)同矛盾突出

貨車大型化趨勢異常顯著

最新研究發(fā)現(xiàn)，近十年我國高速公路貨運車型發(fā)生了巨大變化，半掛式鉸接列車已經(jīng)從十年前的小眾車型，發(fā)展成為當前我國高速公路貨運絕對的主導性、代表車型。鉸接列車的數(shù)量已從個位數(shù)字（不到10%）快速增長至41%以上，而由鉸接列車完成的貨運周轉量占到高速公路總量的80%以上，我國貨車大型化趨勢顯著（見表3）。

貨運主導車型爬坡能力嚴重降低

公路技術標準在歷次修訂中，均調查研究了我國的公路車型組成和貨運車型性能條件等。在1997年前后，我國公路的貨運代表車型（2軸載重汽車）車貨總質量僅為8噸，其功率重量比為每噸8.3千瓦。而現(xiàn)在，高速公路貨運代表車型是六軸鉸接列車，其車貨總重量為49噸，功率重量比只有每噸5.12千瓦。盡管當前貨運代表車型的發(fā)動機最大功率增加了3倍至4倍，但車貨總質量是之前的6倍至7倍，最終導致功率重量比降低了約38%。

經(jīng)過大量對比、試驗，鉸接列車代表車型在3%至4%的上坡路段上，最大只能保持每小時30公里至40公里的行駛速度，明顯低于我國《道路交通安全法》規(guī)定的最低限速要求，明顯低于高速公路設計時的最低容許速度，也明顯低于高速公路設計時的最低容許速度。而實際上，3%至4%是山區(qū)高速公路采用較多、且一直以來被世界公認為相對平緩的縱坡條件。

另外，按照世界上公路設計通行條件，當載重汽車以每小時80公里平均速度進入4%的上坡后，再保持每小時50公里的行駛速度，可爬坡的最大長度應在900米以上（見表4）。但對于我國鉸接列車代表車型而言，即便在以每小時40公里的速度下，可爬坡的最大長度只有560米。

貨運主導車型持續(xù)制動能力低下

大型貨運車輛連續(xù)下坡的持續(xù)制動性能來源于兩個方面，一方面是車輛綜合性能即功率重量比，鉸接列車的功率重量比下降38%，在一定層面上意味著其的持續(xù)制動能力降低了約30%至40%。另一方面是持續(xù)制動裝備——輔助制動系統(tǒng)，目前我國此類車型使用發(fā)動機排氣制動系統(tǒng)較多，而國際上同類車型則裝備有更先進、更穩(wěn)定的電磁或液力緩速器系統(tǒng)、皆可博發(fā)動機輔助制動系統(tǒng)等（見表5）。

作為高速公路貨運代表車型，鉸接列車上述性能變化與高速公路實際運營中一系列問題有著必然聯(lián)系。貨車上坡速度過慢，直接導致上坡路段通行能力和服務水平嚴重下降，排隊或擁堵現(xiàn)象增加，引起同向車流中大小車型之間剮蹭、追尾等安全風險增大。下坡持續(xù)制動能力低下，持續(xù)制動裝備落后，則直接關系到下坡的安全性。

車路矛盾誰之過

從道路交通專業(yè)的教科書開始就明確了：路是為人、車交通服務的。長期以來，公路交通行業(yè)內外秉承著這樣一個出發(fā)點，看待和處理凡是與車、路之間的配合與矛盾問題。而面對“車不適應路”的結構性矛盾，如何破解車路協(xié)同矛盾，如何從根本上消除長大縱坡安全問題？到底是路應該適應車，還是車應該適應路？

公路應該主動適應車輛的發(fā)展變化

一種觀點認為，公路是為車服務的，公路設計和縱坡條件理應主動迎合、適應車型組成和車輛性能等發(fā)展變化，畢竟大型貨車整體性能低下是當前我國的實際國情，“多拉快跑”是公路汽車運輸?shù)默F(xiàn)狀，這些事故相對集中發(fā)生在長大縱坡路段，車輛失控與連續(xù)縱坡條件之間存在一定的相關性。

于是，一些專業(yè)人士認為，只要有條件就應該最大限度地減低、減緩高速公路的縱坡坡度，為大型車輛提供更為平緩的縱坡條件。

公路不能無限制適應車輛的發(fā)展變化

另一種觀點認為，盡管公路是為汽車服務的，但是公路卻不能、也無法做到無限制地去適應車輛。

表4 鉸接列車代表車型在不同縱坡對應的穩(wěn)定速度

表5 北美、歐洲同類車型綜合情況對比表

各類事故調查和車路協(xié)同矛盾的研究明確，長大縱坡安全問題的直接和間接原因，并不在于公路縱坡條件本身，除了超速、超載和駕駛人違章違法操作等直接因素外，貨運主導性車型整體性能低下、持續(xù)制動系統(tǒng)裝備落后等問題，才是影響安全的間接因素和深層次矛盾問題。

長大縱坡問題的本質，不只是在于平均縱坡的坡度“大”這單一方面，而且還表現(xiàn)在連續(xù)縱坡“長”。在道路建設條件未發(fā)生改變時，減緩縱坡坡度就必然意味著連續(xù)坡長更長?，F(xiàn)在，各類調查研究均無法得出“縱坡坡度更緩、長度更長”方案的安全性優(yōu)于“縱坡較陡、長度更短”方案的結論。畢竟，對于連續(xù)下坡車輛而言，其從高處向低處行進而引起的總體勢能積累轉化條件沒有變化。

公路作為長期乃至永久性的交通基礎設施，投資和建設成本巨大，不能僅考慮當前階段的車型組成和性能條件，而應該對照國際公路技術標準和車輛性能發(fā)展趨勢，從更為長遠發(fā)展的角度去破解問題和矛盾，我國鉸接列車應通過正常產品更新?lián)Q代來實現(xiàn)性能提升。

盡管今天高速公路的設計與建設技術，有條件通過迂回展線、螺旋隧道、超長隧道與橋梁結構等工程措施，把山區(qū)高速公路的縱坡壓制到與平原地區(qū)大致相同，但是由此而產生的公路建設里程大幅度增加、工程規(guī)模、占地與造價等增加應該由誰埋單？

面對“車不適應路”的結構性矛盾和嚴峻的長大縱坡安全問題，應通過政策、法規(guī)、標準和市場等共同解決，盡快提升大型貨運車輛的綜合性能和安全裝備。通過產品更新?lián)Q代，在短時間內實現(xiàn)大型貨運車輛的綜合性能適應山區(qū)公路縱坡條件的要求，化解目前車路協(xié)同矛盾，破解長大縱坡安全問題，促進我國大型貨運車型綜合性能條件緊跟世界發(fā)展趨勢。

調和車路矛盾

從源頭入手，提高貨車使用性能

“車不適應路”的矛盾是由貨運車型大型化引起的，是一定時期內市場化發(fā)展的結果。從公路項目設計和建設角度無法根本性消除這一矛盾，只能從我國貨車生產、制造、準入的源頭開始，建立對大型貨車制造的最低性能標準和要求，提高大型貨車的綜合性能條件，并逐步限制低性能車型的生產、制造和使用。

建議結合國際范圍內大型貨車性能發(fā)展趨勢，從車輛生產制造標準開始，明確主流車型的功率重量比應不低于每噸8.3千瓦。同時，還應著力提升鉸接列車的持續(xù)制動性能，強制性裝配緩速器等輔助制動系統(tǒng)，實現(xiàn)對持續(xù)制動性能的檢測、檢驗。

嚴格管控“人”和“車”的違法現(xiàn)象

建議系統(tǒng)性地加強對高速公路貨運車輛的交通組織和通行管理，具體措施包括：杜絕超限超載車輛、違法改裝車輛上路，禁止貨車空擋滑行、疲勞駕駛等違法或不規(guī)范的駕駛操作和行為。在大型貨車性能嚴重降低的條件下，超載、超限、違法改裝、違章駕駛等現(xiàn)象，“車不適應路”的矛盾將“雪上加霜”。

實施交通組織管理和速度控制措施

建議有關部門結合交通安全性評價等方法和程序，分析長大縱坡路段上坡方向的通行能力，評價下坡方向交通安全性，加強連續(xù)縱坡路段交通管理，進而有針對性地完善交通工程和路側安全設施，尤其是應重點實施科學、合理的交通組織管理和速度控制等措施。