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在前面对关于长大纵坡及其安全性问题等基本情况的介绍基础上，笔者接下来将重点结合我国公路技术标准规范支撑研究、相关长大纵坡安全科研成果等，对我国当前存在的“车不适应路、车路协同矛盾”进行重点阐述。 货车车型大型化趋势异常显著 高速公路——按照国际上相对统一的定义，是专供汽车分方向（即对向分隔）分车道通行、完全控制出入的多车道公路。尽管世界各国对公路等级等划分方式不同，但高速公路相对于其他等级和类型的公路而言，其功能主要在于汽车交通提供长距离、大运量、快速通行的通道。我国公路技术标准历次修编过程中，均对应开展了对公路通行交通量、车型比例、车辆性能等现状、发展变化、以及发展趋势等的调查和研究。 （一）公路标准规范持续开展调查研究 2013年，我国新版公路技术标准、路线设计规范修编、修订调查研究发现：近十年来，我国高速公路货运车型发生了巨大变化，货车大型化趋势异常显著。据统计，自上世纪九十年代以来，在我高速公路货运车型中，五、六轴半挂式铰接列车数量总占比已经从个位数字（不到10%）快速增长至41%以上。而在高速公路货运周转总量中，由铰接列车车型完成的周转量占到整个高速公路货运总量的80%以上。下面是不同时期高速公路货运车型组成等的调查研究的结论图示。毋庸置疑，半挂式铰接列车已经从十年前的小众车型，发展成为当前我国高速公路货运绝对的主导性、代表车型。 （二）纵坡设计车型发生改变 在高速公路规划设计中，根据控制因素的不同，在公路交通量、通行能力、服务水平、荷载标准、几何线形等各专业分别采用了不同的方式，综合考虑到了各类车型及其组成变化的影响，并且在合法合规的范围内考虑到相关因素不利组合的情况。 对于公路上坡采用的坡度、坡长等指标，主要是依据载重汽车（货运代表性车型）的动力性能和爬坡能力来确定的，即公路纵坡是以典型的货运载重汽车为设计对象，按照其动力性能和爬坡能力来设计的。在这一点上，我国和世界上美国等其他国家是相同的，都是以车辆综合性能参数8.3kW/t作为公路纵坡设计的基准条件的。 但上述调查却发现，我国公路纵坡指标对应的设计对象——货运代表车型已经发生了本质性的变化，从之前的普通“载重汽车”已经发展变化成为了前述的——“大型铰接列车”了！可到底这种车型的综合性能情况如何呢？ 于是，标准研究单位立即组织开展了对铰接列车综合性能的调查、试验和研究工作。为确保相关研究成果的可靠性，其中关于货运代表车型——铰接列车综合性能、制动性能等方面的试验研究，还专门邀请国内汽车工程专业的专家、学者共同参加完成。 货运主导车型综合性能严重降低 下表是我国公路技术标准、规范在历次修订中，对公路货运代表车型及其性能调查研究的成果对比表。 在1997年左右，我国公路的货运代表车型（普通2轴的载重汽车）的车货总质量仅为8吨，发动机最大功率为74.4kW，其功率重量比为8.3kW/t。在2003年左右，我国公路货运的代表车型为14.15吨的载重汽车，发动机最大功率为132kW，其功率重量比为9.3kW/t。而当前，我国高速公路货运代表车型是六轴铰接列车，其车货总重量为49吨，尽管发动机最大功率增加到250kW（约340马力），但其功率重量比却只有5.12kW/t。 对比可见，与十余年前比较，当前高速公路货运代表车型的发动机最大功率是之前的3～4倍，而车货总质量却增大到之前的6～7倍，这导致其最终整体性能——“功率重量比”却明显降低了约38%以上！车辆功率重量比的巨大差异，必然引起其在上坡爬坡能力和下坡制动性能方面的巨大变化。 爬坡能力严重下降，上不去 （一）在公认的缓坡上，爬坡速度过低 在国际范围内，高速公路纵坡设计中采用3%的纵坡，均被公认为是属于缓坡条件。各国公路技术标准均以货车在3%的纵坡上具备一定加速条件，并且完全可以保持60km/h及以上稳定行驶速度为设计的基准条件。只有这样，才能满足高速公路的“高速、高效”的功能需求，才能保证高速公路具备基本的通行能力和服务水平。 但实际调查和试验研究却发现：我国铰接列车在3%的纵坡上（上坡）最大只能保持40km/h甚至更低的行驶速度（研究中称为“平衡速度”或“稳定速度”），显然根本无法实现高速公路设计时设置缓坡利于货车在此路段加速的目的。 进一步试验研究还发现，在3%～4%的上坡路段上，铰接列车满载、满负荷运转时，能够保持的最大行驶速度只有30～40km/h。这不仅明显低于我国《道路交通安全法》规定的最低限速（高速公路为50～60千米/小时）的要求，而且也明显低于公路设计时容许最低速度状态（设计速度120km/h时，最低容许速度为60km/h；设计速度80km/h时，最低容许速度为50km/h）。而实际上，3%～4%是山区高速公路采用较多、且一直以来被认为是相对平缓的纵坡条件。 （二）连续爬坡长度大幅减短 按照公路设计的通行条件，当载重汽车以80km/h平均速度进入4%的上坡后，在保持行驶速度不低于最低容许速度（50km/h）条件下，可爬坡的最大长度在900米。但对于六轴铰接列车代表车型而言，即便在降低最低容许速度（降低到40km/h）的条件下，其可爬坡的最大长度只有560m左右，对应的爬坡长度减小了40%以上。 这些变化表现在实际运营中，就是：铰接列车上坡爬坡速度过低，直接导致上坡路段公路通行能力下降，进而引起上坡路段的服务水平显著下降，经常性出现车辆严重排队或拥堵的现象。同时，由于大小车型之间、客货车型之间的运行速度差显著增大，引发的同向车流中大、小车型之间剐蹭、追尾等安全事故。这些也正是我国山区高速公路在上坡路段安全事故的主要形态。 持续制动能力过低，下不来 （一）大型货车的持续制动能力来源于辅助制动系统 对大型货运车辆而言，其制动原理是不用于一般小型车辆的。大型货车的刹车板（行车制动器）仅仅用于快速性的紧急制动。受到制动原理和制动毂材料等限制，大型货车行车制动器的核心装置——制动毂，在长时间连续使用后，由于过热会出现功能丧失等情况。 大型货车在连续下坡时，车辆所需要长时间、长距离的持续制动能力，主要来自于“辅助制动系统”。目前，我国车型较多采用的辅助制动系统，一般包括发动机辅助制动、发动机排气制动等辅助制动系统。而在国际上，更为先进、稳定可靠的辅助系统还包括：电磁或液力缓速器系统、皆可博发动机辅助制动系统等。 △ 国内某货车车型驾驶面板上的辅助制动系统（缓速器）开关 （二）铰接列车持续制动能力低下 由于我国目前铰接列车的主要装备了发动机排气制动系统，而这辅助制动系统的原理决定了，其持续制动能力仍然来源于所装配的发动机性能——即最大功率。因此，大型货车持续制动性能，总体上仍以“功率重量比”来予以表征。因此，铰接列车的功率重量比5.2kW/t，相比较之前的载重汽车8.3 kW/t而言，降低了约30～40%，也就是说：铰接列车的持续制动性能对应降低了约30～40%。 货车持续制动性能的巨大差异变化，具体表现在实际行车过程中，必然引起在不同的坡度条件下，车辆能够安全下坡的坡度减少了；在相同的坡度条件下，车辆能安全下坡的坡长明显减少了。这里提到的“安全下坡”是指在实验研究中设定的与行车安全密切相关的条件，如：车辆制动毂温度控制在200度以下等。 在其他方面，调查还发现：我国各类各级车辆检测检验机构，目前还不能实现对载重汽车持续制动性能的检测检验。意味着，所有大型货车在出厂上路之后，其持续制动性能到底如何，尚处于没有检测和评估的状态。此外，在运营的大型货运车辆中，还不同程度存在非法改装的现象，包括：违规拆除牵引车制动系统、加厚车体承载钢板、加高车体车厢、自行安装制动毂淋水装置等。而这些问题，也均关系到了车辆的制动性能与行驶安全性。 与国际同类车型差距大，装备落后 （一）欧美车型装配更大功率发动机 为了进一步掌握我国大型货车代表车型的性能变化，研究者还对欧美国家公路大型货运车辆的综合性能及发展趋势调查分析，对与我国同类车型的综合性能、安全配置，以及销售价格等进行了调查对比。
综合对比可以发现：以美国为代表的北美地区的公路货运重型卡车的品牌和车型较多，车辆总质量分布范围差异很大，而欧洲由于统一的重型车辆制造标准等原因，公路上通行的重型载重汽车的总质量相对统一，欧盟大部分国家大型载重汽车的总质量均在44吨左右，与我国铰接列车的总质量49吨较为接近。 我国铰接列车代表车型一般配置发动机的最大功率约在220～258kW（对应为300～350马力），其功率重量比约在5.12kW/t左右，而欧美同类车型则配装更大功率的发动机，其功率重量比一般平均不低于8.3kW/t。同时，在世界范围内，重型卡车的综合性能的发展趋势，均是在不断提高的。因而，欧美同类车型的动力性能高，爬坡能力强，具体表现在：同一速度条件下，爬坡的坡度更大；保持某一速度条件时，连续爬坡的距离更长。 （二）欧美车型装配新一代辅助制动系统 同样的，由于装配了更大的发动机系统，欧美车型在下坡时的整车制动扭矩更大，制动能力更强。通过车辆动力学模型和制动性仿真研究，如果仅仅使用排气制动或发动机辅助制动方式，欧美同类车型在同等试验条件下（保持60km/h速度连续下坡）可安全下坡的坡度比国内车型增大约20%～40%。 而更为重要的是欧美重型货车还装配有先进的、持续制动效能更强的电磁或液力缓速器，或皆可博发动机辅助制动系统等。与我国铰接列车主要装备排气辅助制动系统比较，国内车型不仅辅助制动系统装备与欧美存在“代差”，而且受到装配发动机总功率（偏小）的限制，我国铰接列车排气制动系统的持续制动效能相对低下，与欧美同类车型差距大。具体行驶表现是：欧美同类车型的持续制动能力更强、安全连续下坡的坡度更大、持续下坡的距离也更长。 根据调查，我国应该已经具备了装配更大功率发动机、生产安装缓速器等的条件和能力，但主要受到车辆购置费用、运营成本等因素影响，实际营运车辆中装备更大功率发动机的车辆却很少，装备缓速器制动系统的车辆就更少（进口车型除外）。 综上，由于高速公路货运车型组成和主导性车型性能条件等的发展变化，引起了高速公路货运代表性车型（六轴半挂式铰接列车）的综合性能不适应于山区高速公路纵坡条件和要求，存在明确的“车不适应路”的结构性矛盾，“上不去，下不来”。所谓“上不去，下不来”是指该类车型不能以高速公路设计的通行条件要求以合理的速度，高效、安全地上坡和下坡。而该矛盾，应该正是我国山区高速公路长大纵坡路段下坡方向大型货车制动失效、车辆失控事故较为集中、多发，连续上坡路段拥堵等问题的深层次矛盾和根结所在。
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