文/圖 中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院 郭騰峰

鑒于大型貨車失控事故呈多發(fā)趨勢(shì)后引發(fā)的安全問題，國(guó)內(nèi)一些典型山區(qū)高速公路項(xiàng)目在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了縱坡設(shè)計(jì)“無限趨緩”的現(xiàn)象。本文在對(duì)比分析兩本規(guī)范研究差異的基礎(chǔ)上，對(duì)我國(guó)相關(guān)規(guī)范中有關(guān)高速公路平均縱坡指標(biāo)進(jìn)行解讀，對(duì)各地相關(guān)咨詢問題進(jìn)行回復(fù)討論，并呼吁及時(shí)扭轉(zhuǎn)山區(qū)高速公路縱坡設(shè)計(jì)的不當(dāng)導(dǎo)向。

在我國(guó)新版《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2014）（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）和《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D20—2017)（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）發(fā)布實(shí)施之后，編訂組陸續(xù)收到一些關(guān)于高速公路平均縱坡指標(biāo)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(shè)計(jì)細(xì)則》（總校稿）（以下簡(jiǎn)稱《路線細(xì)則》）的對(duì)比、差異方面。編訂組了解到，一些業(yè)內(nèi)人士對(duì)高速公路平均縱坡指標(biāo)的既有認(rèn)識(shí)多來源于《路線細(xì)則》。

兩本規(guī)范的指標(biāo)來源與對(duì)比

《路線細(xì)則》平均縱坡指標(biāo)的來源

2004年，交通運(yùn)輸部向中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院（以下簡(jiǎn)稱“中交一公院”）下達(dá)了《公路路線設(shè)計(jì)細(xì)則》的編制任務(wù)。隨后，中交一公院根據(jù)編寫任務(wù)和我國(guó)工程設(shè)計(jì)實(shí)際需要，立項(xiàng)組織開展了《山區(qū)高速公路平均縱坡研究》的專題研究。

2007年，《路線細(xì)則》基于該專題研究成果，提出了針對(duì)山區(qū)高速公路的平均縱坡界定指標(biāo)。但隨后由于《標(biāo)準(zhǔn)》《規(guī)范》開始修訂，《路線細(xì)則》發(fā)布工作被迫中止?？墒?，《路線細(xì)則》的電子版本當(dāng)時(shí)已經(jīng)在很多設(shè)計(jì)單位中流傳，甚至《路線細(xì)則》中提出的平均縱坡指標(biāo)已被一些實(shí)際項(xiàng)目作為參考。

《規(guī)范》平均縱坡指標(biāo)的來源

2010年，《標(biāo)準(zhǔn)》《規(guī)范》修訂任務(wù)啟動(dòng)之時(shí)，正值我國(guó)山區(qū)高速公路的大規(guī)模發(fā)展期。當(dāng)時(shí)，因?yàn)榇笮拓涇囋谕ㄐ猩贁?shù)山區(qū)高速公路路段時(shí)，失控事故呈多發(fā)態(tài)勢(shì)，這引發(fā)了行業(yè)內(nèi)外對(duì)高速公路縱坡設(shè)計(jì)與安全性的一致關(guān)注。為此，中交一公院于2011年配套啟動(dòng)了《高速公路縱坡設(shè)計(jì)方法與指標(biāo)研究》的課題研究。

經(jīng)過約2年時(shí)間的調(diào)查、實(shí)驗(yàn)和研究，2013年，課題組向《標(biāo)準(zhǔn)》修訂組提交了研究成果，并提出高速公路平均縱坡與坡長(zhǎng)指標(biāo)建議。但經(jīng)過慎重考慮，《標(biāo)準(zhǔn)》修訂組決定，課題組的研究成果暫不納入新版《標(biāo)準(zhǔn)》；2017年，研究成果經(jīng)反復(fù)審查、論證，最終隨新版《規(guī)范》正式發(fā)布。

平均縱坡與坡長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)比

《路線細(xì)則》第9章給出了山區(qū)高速公路連續(xù)下坡的平均縱坡指標(biāo)，即“連續(xù)長(zhǎng)、陡下坡路段的各平均縱坡坡度對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)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(zhǎng)度建議值

而在《規(guī)范》第8章第3節(jié)“坡長(zhǎng)”中，推薦高速公路，一級(jí)公路連續(xù)長(zhǎng)、陡下坡路段的平均坡度與坡長(zhǎng)不宜超過表8.3.5的規(guī)定。

表8.3.5 連續(xù)長(zhǎng)、陡下坡的平均坡度與連續(xù)坡長(zhǎng)

對(duì)比可見，在兩者平均坡度相同時(shí)，《規(guī)范》給出的坡長(zhǎng)限制數(shù)值是《路線細(xì)則》的兩倍多；而在兩者坡長(zhǎng)相同時(shí)，《規(guī)范》給出的平均坡度遠(yuǎn)大于《路線細(xì)則》中的數(shù)值。

兩本規(guī)范的主要差異

研究的時(shí)間與對(duì)象

《路線細(xì)則》配套專題研究早于《規(guī)范》，研究周期大致是在2004至2007年之間。根據(jù)對(duì)當(dāng)時(shí)公路貨運(yùn)車型的調(diào)查，《路線細(xì)則》配套專題選擇了滿載總質(zhì)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(yùn)代表車型。

20噸載重汽車車型示意圖

2004年濟(jì)青高速公路濟(jì)南收費(fèi)站車輛統(tǒng)計(jì)分布圖。從此圖中，可以看出我國(guó)高速公路上各類貨車車型的分布情況，當(dāng)時(shí)，車貨總質(zhì)量為25至50噸的六類貨車僅占5.3%。

《標(biāo)準(zhǔn)》《規(guī)范》二者的配套課題研究時(shí)間約晚于《路線細(xì)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(duì)我國(guó)高速公路當(dāng)時(shí)的實(shí)際貨運(yùn)車型的統(tǒng)計(jì)、調(diào)查和分析，選擇了滿載總質(zhì)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(yùn)代表車型。

49噸鉸接列車車型示意圖

《規(guī)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(shù)據(jù)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(guó)高速公路貨車組成的41%以上，且全國(guó)高速公路貨運(yùn)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(dòng)方式）

盡管《路線細(xì)則》配套專題研究還同時(shí)研究了“發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)方式”下的平均縱坡指標(biāo)，但最終《路線細(xì)則》推薦采用的是“無輔助制動(dòng)方式”下的平均縱坡指標(biāo)。

圖1.2013年全國(guó)高速公路貨車軸型分布圖

而《標(biāo)準(zhǔn)》《規(guī)范》的配套課題研究，則結(jié)合我國(guó)當(dāng)時(shí)的代表車型（鉸接列車）的制動(dòng)系統(tǒng)裝備條件，同時(shí)對(duì)“發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)”“無輔助制動(dòng)”“發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)”等多種制動(dòng)方式進(jìn)行了調(diào)查和實(shí)驗(yàn)研究，并提出對(duì)應(yīng)不同制動(dòng)方式下的縱坡指標(biāo)?！兑?guī)范》最終推薦采用的是“發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)方式”下的平均縱坡指標(biāo)。

必須說明，對(duì)重型貨車而言，“無輔助制動(dòng)方式”是指在連續(xù)下坡的過程中，駕駛員主要依靠行車制動(dòng)器（踩剎車板）進(jìn)行制動(dòng)，即通常所說的“空擋滑行”方式。雖然在實(shí)際駕駛中，有駕駛員冒險(xiǎn)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(guī)范的對(duì)比結(jié)論與影響

平均縱坡指標(biāo)不具可比性

受研究時(shí)間（年代）、車型發(fā)展變化等客觀原因的制約，《路線細(xì)則》與《規(guī)范》配套課題的研究對(duì)象完全不同，而且與《規(guī)范》推薦采用的安全工況條件（貨車下坡制動(dòng)方式）更是截然不同，進(jìn)而導(dǎo)致兩本規(guī)范給出的平均縱坡指標(biāo)數(shù)據(jù)根本不具有可比性。由此可見，《路線細(xì)則》的專題研究結(jié)論已經(jīng)完全不適用于當(dāng)前的貨運(yùn)車型和交通組成條件。

連續(xù)縱坡安全問題的實(shí)質(zhì)

根據(jù)貨車制動(dòng)原理，公路連續(xù)縱坡安全問題的實(shí)質(zhì)不僅在于縱坡坡度的“陡”，還在于縱坡長(zhǎng)度的“長(zhǎng)”。對(duì)于山區(qū)高速公路項(xiàng)目而言，如需克服相對(duì)固定高差的影響，無論選擇采用“短而陡”的縱坡還是“長(zhǎng)而緩”的縱坡，對(duì)于貨車制動(dòng)安全性的影響是大致相同的。因?yàn)?，貨車連續(xù)下坡制動(dòng)本身就是將“重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和熱能的過程”。

結(jié)語

一段時(shí)間以來，鑒于貨車失控事故引發(fā)的安全問題，我國(guó)一些典型山區(qū)高速公路新建或改擴(kuò)建項(xiàng)目在高速縱坡設(shè)計(jì)上均出現(xiàn)了“無限趨緩”現(xiàn)象，甚至有山區(qū)高速公路項(xiàng)目竟然在數(shù)十公里建設(shè)上，均按縱坡不大于2%控制設(shè)計(jì)。據(jù)測(cè)算，若將平均縱坡從4%降低到2%，高速公路建設(shè)里程將會(huì)增加一倍以上，此外還會(huì)導(dǎo)致橋梁、隧道等大型構(gòu)筑物的數(shù)量、長(zhǎng)度大幅增長(zhǎng)。

眾所周知，高速公路建設(shè)投資金額巨大，工程影響深遠(yuǎn)。而縱坡指標(biāo)無疑是影響整個(gè)高速公路建設(shè)方案、規(guī)模造價(jià)，乃至長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)與安全養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵性技術(shù)問題。筆者在此呼吁：各地在山區(qū)高速公路建設(shè)中，應(yīng)充分理解、準(zhǔn)確應(yīng)用我國(guó)現(xiàn)行公路標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范所載明的指標(biāo)體系，及時(shí)扭轉(zhuǎn)山區(qū)高速公路縱坡設(shè)計(jì)“無限趨緩”的現(xiàn)象，以避免造成巨大資源和投資浪費(fèi)。