第二部分：車路協同矛盾的根結在哪裡？

【引言：近年來，在我國高速公路建設取得了舉世矚目成就的同時，道路交通安全問題尤其山區高速公路長大縱坡路段安全問題較為突出，受到行業內外、乃至全社會的高度關注。「死亡高速公路」、「魔鬼高速公路」等標題時常出現在一些媒體報道中。到底什麼是長大縱坡？長大縱坡的事故具有什麼特徵呢？長大縱坡路段交通安全問題的根結在哪裡？是公路設計問題？駕駛人操作問題？還是車輛問題呢？如何有效應對並遏制此類事故呢？本文根據多個相關課題的調查研究，用客觀詳實的調查數據、科學嚴謹的科研成果，向行業內外揭示「車不適應路」這一客觀現實矛盾的根結所在，同時從「車路協同」角度，對我國大型貨車生產製造、運輸管理，對高速公路安全運營與管理等提出了對策和措施建議。】

【第二部分，引言】在前面對關於長大縱坡及其安全性問題等基本情況的介紹基礎上，筆者接下來將重點結合我國公路技術標準規範支撐研究、相關長大縱坡安全科研成果等，對我國當前存在的「車不適應路、車路協同矛盾」進行重點闡述。

1 貨車車型大型化趨勢異常顯著

高速公路——按照國際上相對統一的定義，是專供汽車分方向（即對向分隔）分車道通行、完全控制出入的多車道公路。儘管世界各國對公路等級等劃分方式不同，但高速公路相對於其他等級和類型的公路而言，其功能主要在於汽車交通提供長距離、大運量、快速通行的通道。我國公路技術標準歷次修編過程中，均對應開展了對公路通行交通量、車型比例、車輛性能等現狀、發展變化、以及發展趨勢等的調查和研究。

（一）公路標準規範持續開展調查研究

2013年，我國新版公路技術標準、路線設計規範修編、修訂調查研究發現：近十年來，我國高速公路貨運車型發生了巨大變化，貨車大型化趨勢異常顯著。據統計，自上世紀九十年代以來，在我高速公路貨運車型中，五、六軸半掛式鉸接列車數量總佔比已經從個位數字（不到10%）快速增長至41%以上。而在高速公路貨運周轉總量中，由鉸接列車車型完成的周轉量佔到整個高速公路貨運總量的80%以上。下面是不同時期高速公路貨運車型組成等的調查研究的結論圖示。毋庸置疑，半掛式鉸接列車已經從十年前的小眾車型，發展成為當前我國高速公路貨運絕對的主導性、代表車型。

（二）縱坡設計車型發生改變

在高速公路規劃設計中，根據控制因素的不同，在公路交通量、通行能力、服務水平、荷載標準、幾何線形等各專業分別採用了不同的方式，綜合考慮到了各類車型及其組成變化的影響，並且在合法合規的範圍內考慮到相關因素不利組合的情況。

對於公路上坡採用的坡度、坡長等指標，主要是依據載重汽車（貨運代表性車型）的動力性能和爬坡能力來確定的，即公路縱坡是以典型的貨運載重汽車為設計對象，按照其動力性能和爬坡能力來設計的。在這一點上，我國和世界上美國等其他國家是相同的，都是以車輛綜合性能參數8.3kW/t作為公路縱坡設計的基準條件的。

但上述調查卻發現，我國公路縱坡指標對應的設計對象——貨運代表車型已經發生了本質性的變化，從之前的普通「載重汽車」已經發展變化成為了前述的——「大型鉸接列車」了！可到底這種車型的綜合性能情況如何呢？

於是，標準研究單位立即組織開展了對鉸接列車綜合性能的調查、試驗和研究工作。為確保相關研究成果的可靠性，其中關於貨運代表車型——鉸接列車綜合性能、制動性能等方面的試驗研究，還專門邀請國內汽車工程專業的專家、學者共同參加完成。

2 貨運主導車型綜合性能嚴重降低

下表是我國公路技術標準、規範在歷次修訂中，對公路貨運代表車型及其性能調查研究的成果對比表。

在1997年左右，我國公路的貨運代表車型（普通2軸的載重汽車）的車貨總質量僅為8噸，發動機最大功率為74.4kW，其功率重量比為8.3kW/t。在2003年左右，我國公路貨運的代表車型為14.15噸的載重汽車，發動機最大功率為132kW，其功率重量比為9.3kW/t。而當前，我國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，儘管發動機最大功率增加到250kW（約340馬力），但其功率重量比卻只有5.12kW/t。

對比可見，與十餘年前比較，當前高速公路貨運代表車型的發動機最大功率是之前的3～4倍，而車貨總質量卻增大到之前的6～7倍，這導致其最終整體性能——「功率重量比」卻明顯降低了約38%以上！車輛功率重量比的巨大差異，必然引起其在上坡爬坡能力和下坡制動性能方面的巨大變化。

3 爬坡能力嚴重下降，上不去

（一）在公認的緩坡上，爬坡速度過低

在國際範圍內，高速公路縱坡設計中採用3%的縱坡，均被公認為是屬於緩坡條件。各國公路技術標準均以貨車在3%的縱坡上具備一定加速條件，並且完全可以保持60km/h及以上穩定行駛速度為設計的基準條件。只有這樣，才能滿足高速公路的「高速、高效」的功能需求，才能保證高速公路具備基本的通行能力和服務水平。

但實際調查和試驗研究卻發現：我國鉸接列車在3%的縱坡上（上坡）最大隻能保持40km/h甚至更低的行駛速度（研究中稱為「平衡速度」或「穩定速度」），顯然根本無法實現高速公路設計時設置緩坡利於貨車在此路段加速的目的。

註：上表為六軸鉸接列車代表車型在標準載重（49噸）、全負荷（油門全開）條件下的能夠持續在不同縱坡上連續行駛的平衡速度。

進一步試驗研究還發現，在3%～4%的上坡路段上，鉸接列車滿載、滿負荷運轉時，能夠保持的最大行駛速度只有30～40km/h。這不僅明顯低於我國《道路交通安全法》規定的最低限速（高速公路為50～60千米/小時）的要求，而且也明顯低於公路設計時容許最低速度狀態（設計速度120km/h時，最低容許速度為60km/h；設計速度80km/h時，最低容許速度為50km/h）。而實際上，3%～4%是山區高速公路採用較多、且一直以來被認為是相對平緩的縱坡條件。

（二）連續爬坡長度大幅減短

按照公路設計的通行條件，當載重汽車以80km/h平均速度進入4%的上坡後，在保持行駛速度不低於最低容許速度（50km/h）條件下，可爬坡的最大長度在900米。但對於六軸鉸接列車代表車型而言，即便在降低最低容許速度（降低到40km/h）的條件下，其可爬坡的最大長度只有560m左右，對應的爬坡長度減小了40%以上。

這些變化表現在實際運營中，就是：鉸接列車上坡爬坡速度過低，直接導致上坡路段公路通行能力下降，進而引起上坡路段的服務水平顯著下降，經常性出現車輛嚴重排隊或擁堵的現象。同時，由於大小車型之間、客貨車型之間的運行速度差顯著增大，引發的同向車流中大、小車型之間剮蹭、追尾等安全事故。這些也正是我國山區高速公路在上坡路段安全事故的主要形態。

4 持續制動能力過低，下不來

（一）大型貨車的持續制動能力來源於輔助制動系統

對大型貨運車輛而言，其制動原理是不用於一般小型車輛的。大型貨車的剎車板（行車制動器）僅僅用於快速性的緊急制動。受到制動原理和制動轂材料等限制，大型貨車行車制動器的核心裝置——制動轂，在長時間連續使用後，由於過熱會出現功能喪失等情況。

大型貨車在連續下坡時，車輛所需要長時間、長距離的持續制動能力，主要來自於「輔助制動系統」。目前，我國車型較多採用的輔助制動系統，一般包括發動機輔助制動、發動機排氣制動等輔助制動系統。而在國際上，更為先進、穩定可靠的輔助系統還包括：電磁或液力緩速器系統、皆可博發動機輔助制動系統等。

（二）鉸接列車持續制動能力低下

由於我國目前鉸接列車的主要裝備了發動機排氣制動系統，而這輔助制動系統的原理決定了，其持續制動能力仍然來源於所裝配的發動機性能——即最大功率。因此，大型貨車持續制動性能，總體上仍以「功率重量比」來予以表徵。因此，鉸接列車的功率重量比5.2kW/t，相比較之前的載重汽車8.3 kW/t而言，降低了約30～40%，也就是說：鉸接列車的持續制動性能對應降低了約30～40%。

貨車持續制動性能的巨大差異變化，具體表現在實際行車過程中，必然引起在不同的坡度條件下，車輛能夠安全下坡的坡度減少了；在相同的坡度條件下，車輛能安全下坡的坡長明顯減少了。這裡提到的「安全下坡」是指在實驗研究中設定的與行車安全密切相關的條件，如：車輛制動轂溫度控制在200度以下等。

在其他方面，調查還發現：我國各類各級車輛檢測檢驗機構，目前還不能實現對載重汽車持續制動性能的檢測檢驗。意味著，所有大型貨車在出廠上路之後，其持續制動性能到底如何，尚處於沒有檢測和評估的狀態。此外，在運營的大型貨運車輛中，還不同程度存在非法改裝的現象，包括：違規拆除牽引車制動系統、加厚車體承載鋼板、加高車體車廂、自行安裝制動轂淋水裝置等。而這些問題，也均關係到了車輛的制動性能與行駛安全性。

5 與國際同類車型差距大，裝備落後

（一）歐美車型裝配更大功率發動機

為了進一步掌握我國大型貨車代表車型的性能變化，研究者還對歐美國家公路大型貨運車輛的綜合性能及發展趨勢調查分析，對與我國同類車型的綜合性能、安全配置，以及銷售價格等進行了調查對比。

綜合對比可以發現：以美國為代表的北美地區的公路貨運重型卡車的品牌和車型較多，車輛總質量分佈範圍差異很大，而歐洲由於統一的重型車輛製造標準等原因，公路上通行的重型載重汽車的總質量相對統一，歐盟大部分國家大型載重汽車的總質量均在44噸左右，與我國鉸接列車的總質量49噸較為接近。

我國鉸接列車代表車型一般配置發動機的最大功率約在220～258kW（對應為300～350馬力），其功率重量比約在5.12kW/t左右，而歐美同類車型則配裝更大功率的發動機，其功率重量比一般平均不低於8.3kW/t。同時，在世界範圍內，重型卡車的綜合性能的發展趨勢，均是在不斷提高的。因而，歐美同類車型的動力性能高，爬坡能力強，具體表現在：同一速度條件下，爬坡的坡度更大；保持某一速度條件時，連續爬坡的距離更長。

（二）歐美車型裝配新一代輔助制動系統

同樣的，由於裝配了更大的發動機系統，歐美車型在下坡時的整車制動扭矩更大，制動能力更強。通過車輛動力學模型和制動性模擬研究，如果僅僅使用排氣制動或發動機輔助制動方式，歐美同類車型在同等試驗條件下（保持60km/h速度連續下坡）可安全下坡的坡度比國內車型增大約20%～40%。

而更為重要的是歐美重型貨車還裝配有先進的、持續制動效能更強的電磁或液力緩速器，或皆可博發動機輔助制動系統等。與我國鉸接列車主要裝備排氣輔助制動系統比較，國內車型不僅輔助制動系統裝備與歐美存在「代差」，而且受到裝配發動機總功率（偏小）的限制，我國鉸接列車排氣制動系統的持續制動效能相對低下，與歐美同類車型差距大。具體行駛表現是：歐美同類車型的持續制動能力更強、安全連續下坡的坡度更大、持續下坡的距離也更長。

根據調查，我國應該已經具備了裝配更大功率發動機、生產安裝緩速器等的條件和能力，但主要受到車輛購置費用、運營成本等因素影響，實際營運車輛中裝備更大功率發動機的車輛卻很少，裝備緩速器制動系統的車輛就更少（進口車型除外）。

綜上，由於高速公路貨運車型組成和主導性車型性能條件等的發展變化，引起了高速公路貨運代表性車型（六軸半掛式鉸接列車）的綜合性能不適應于山區高速公路縱坡條件和要求，存在明確的「車不適應路」的結構性矛盾，「上不去，下不來」。所謂「上不去，下不來」是指該類車型不能以高速公路設計的通行條件要求以合理的速度，高效、安全地上坡和下坡。而該矛盾，應該正是我國山區高速公路長大縱坡路段下坡方向大型貨車制動失效、車輛失控事故較為集中、多發，連續上坡路段擁堵等問題的深層次矛盾和根結所在。

（未完待續）。

Mountain

註：在本文中，筆者通過引用調查研究的數據和結論，對涉及長大縱坡安全的相關現狀和問題進行客觀描述和分析討論。本文引述的相關科研成果與結論，主要來源於我國公路相關標準規範支撐性研究項目等，其成果結論歸屬於研究單位和研究者。歡迎公路設計、建設、管理與交通安全研究領域的人士，就筆者的認識和觀點進行討論或批駁。由於筆者專業所限，也歡迎相關專業人士對文中車輛性能與安全等方面的問題和錯誤加以批評和指正。

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