目前随着国家高速公路网的实施,高速公路建设的重心开始转向山区。山区由于地形、地质条件复杂、环境保护工作难度大等因素的限制,不得不采用较大和较长的纵坡或组合坡段,对高速公路的行车产生较大的影响。爬坡车道的设置成为增加路段的通行能力、提高行车安全性的重要措施。本文在大量实测数据的基础上,针对特定纵坡路段交通运行现状,研究汽车在各种纵坡坡度下,其自由流车速随坡度坡长的变化规律:即对上坡车辆来说,相同坡长,坡度越陡,车速降低越大;相同坡度,坡长越长,车速降低越多。小客车在4%～5%的上坡段行驶时,与平路相比降低不多,但载重车在爬陡坡时车速降低比较显著,并且在刚进入上坡过程的一段坡长对运行速度的影响尤其大,之后车速下降变缓,减到最后就会达到一个稳定、匀速的行驶状态。基于上述汽车爬坡行驶的规律,建立了汽车功率重量比计算模型,提出以15%位汽车功率重量比作为选择纵坡设计主导车型的依据,并提出一套确定功率重量比的试验方案。通过试验数据分析,确定了陕西省中南部地区载重汽车主导车型的功率重量比值(取8.05kw/t),选用东风EQ1228V19D2型载货汽车作为用于纵坡设计的主导车型。采用其技术性能参数,应用汽车动力学原理,研究汽车在上坡行驶时,纵坡坡度与车辆行驶速度以及速度随坡长的变化规律,绘制功率重量比为8.05kw/t的载重汽车主导车型在不同坡度下的加速、减速冲坡的爬坡性能曲线。通过实地观测平坡路段货车平均行驶速度并分析容许的速度折减量,基于速度折减量与坡长之间的关系曲线,提出了高速公路坡长限制建议值。爬坡车道的设置主要取决于坡道上容许的最小速度值及通行能力。从载重汽车的爬坡性能出发,基于功率重量比为8.05kw/t的爬坡性能曲线与允许的速度折减量,提出了山区高速公路爬坡车道的设置条件与设计指标。