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摘 要：根据《小交通量农村公路工程技术标准》，结合长治市四好农村路设计，分析了农村公路的交通特点，探讨适合本地区农村公路最大纵坡设计的方法。
关键词：农村公路;最大纵坡
Absrtact：according to the “technical standard for small traffic volume rural highway engineering” and combining with the design of four good rural roads in Changzhi city，this paper analyzes the traffic characteristics of rural roads，and probes into the method suitable for the design of the maximum longitudinal slope of rural roads in this region.
Key words：rural highway，maximum longitudinal slope
农村公路建设是关系到人民群众切身利益的一项民生工程。一条公路可以改变一个村庄，一条公路可以带动一项产业，一条公路可以致富一方百姓。党的十八大以来，“四好农村路”得到了快速发展，五年来新建改建农村公路127.5万公里。
本文结合农村公路交通特点，探讨适合当地农村公路建设最大纵坡的设计方法。在规范允许范围内，不追求路线高指标，建设让百姓满意的道路。尽可能方便居民出行，避免绕行;尽量避免拆迁、减少占用耕地;尽量避免大填大挖，破坏当地生态环境;同时注意控制工程数量，降低工程造价。
一、研究农村公路最大纵坡的意义
2018年长治市建设完成1575公里“四好农村路”。长治东倚太行山，西屏太岳山，境内地形复杂，山地居多。在境内武乡县、襄垣县、沁源县“四好农村路”勘察设计中遇到诸多问题，其中最突出的就是路线纵坡不达标，无法满足《公路工程技术标准》四级公路标准要求。造成这种情况的因素是多种多样的，有的是因为展线需占用耕地、林地，侵占基本农田，触碰生态红线;有的是因为过村路段，展线造成拆迁房屋;有的是因为展线绕行远，不满足居民出行实际需求;有的是因为展线涉及工程量大，投资大，政府财政投资无法满足……
最好的不一定是最适合的，最适合的才是最好的。在特殊地形条件下采用较大的纵坡，不仅可以避免造成大填大挖，降低工程造价，避免触碰基本农田、生态红线，同时也能降低运输成本，充分发挥公路资金效益，最重要的是建设能使老百姓满意的道路。
二、农村公路最大纵坡的规定
对于地形条件复杂的山区农村公路，长治市各设计单位基本采用或参照《公路工程技术标准》中规定的四级公路标准，设计速度20km/h，最大纵坡采用9%（公路改扩建中，利用原有公路的路段，经技术经济论证，最大纵坡可增加1%）;部分道路采用《乡村道路工程技术规范》中规定的四级公路标准，最大纵坡设计采用10%;还有部分道路采用《林區公路技术标准》中规定的除原条运输外的其他各类四级山岭、重丘最大纵坡12%。
相比于国外，我国纵坡总体控制指标基本与各国一致，但又偏于安全，小于部分欧洲国家的纵坡控制指标。
为更好的指导四好农村路建设，部分省市根据本地区的实际情况制定了地方性农村公路技术标准，如甘肃省农村公路工程技术标准规定：设计速度20km/h，极限最大纵坡10%，设计速度15km/h，极限最大纵坡10%;青海农村公路技术标准规定：设计速度15km/h，最大纵坡10%，极限最大纵坡12%。
在轰轰烈烈的四好农村公路建设中，我们不仅积累了大量的实践经验，同时也可以对已建成的公路进行调查研究，为下一步农村公路的建设提供更好的设计方案。2019年6月实施的《小交通量农村公路工程技术标准》中规定四级公路一般路段最大纵坡不应大于12%。对交通组成中无中型载重汽车和中型客车的四级公路（Ⅱ类），经论证并在保证安全的前提下，最大纵坡可增加2个百分点。
可以看到，随着农村公路的建设发展，经验的积累，在充分计算、论证和实际调查情况的基础上，根据农村公路的特点，加大了路线的最大纵坡。
三、山区农村公路的交通特点
1、机动车辆占比小，路侧干扰多。电动车、自行车、摩托车、行人占比大，间或有机动车辆（小汽车、小货车、农用车、拖拉机），大型货运车辆几乎很少。
2、交通量普遍较小。除部分村镇路段日交通量超过200辆外，其他道路日交通量普遍较小，在50～200辆之间。交通量在调查基础上，根据沿线服务户数、汽车保有量进行分析预测。
3、交通量各个路段差别较大。由于农村房屋分布散落，部分道路两侧仅仅有个别几户人家，因此，交通量差别较大。
4、农村的交通量带有一定的季节性和间断性。它主要的高峰期是春秋两季，春天要调动农业所需的各种物资，秋天要运出各种农副产品。
四、最大坡度制定方法
最大纵坡主要受行驶车辆爬坡性能、下坡制动的安全性，以及对交通运行的影响的各因素（自然条件、司机心理）的控制。本文主要以爬坡性能（采用计算法）和下坡制动的安全性（采用调查法）确定最大纵坡。
1、计算法
汽车在爬坡中主要由坡度阻力、滚动阻力、空气阻力和车辆牵引力形成平衡。空气阻力只考虑正面空气阻力，忽略其他影响。汽车稳定速度爬坡时的速度与汽车功率比关系按下式计算：
根据《小交通量农村公路技术标准》中计算稳定行车速度的爬坡能力，在水泥混凝土和沥青混凝土路面上（滚动摩擦系数采用中间值0.015），采用规定车辆为载重货车（比功率采用最小值6.0kW/t）。本文增加JS6820中型客车比功率12.18kW/t，计算代表车辆客车的稳定爬坡能力。对货车与客车进行稳定爬坡能力进行对比，以便根据不同道路行驶车辆不同，更好的确定坡度。 从表中可以看出，客车爬坡速度受坡度影响较小，货车爬坡速度随着坡度增大降低比较明显。按货车实际最低运行速度可以比设计速度低5km/h考虑，设计速度20km/h时的最大纵坡可采取12%，货车汽车稳定爬坡速度达到15.23km/h，设计速度为15km/h时的最大纵坡可采取15%，货车汽车稳定爬坡速度达到12.43km/h。同时也可以得出结论15%的坡度对于客车、小汽车的稳定爬坡影响较小。
2、调查法
通过对汽车在坡道上行驶情况调查、实验获取相关数据，分析来确定最大坡度。决定纵坡大小和长度的主要因素：行駛车辆的爬坡能力、下坡行驶安全。
①汽车爬坡能力。
根据查阅资料可以知道，摩托车最大爬坡度在20%左右，小汽车、小货车一般最大爬坡度在20%左右，载货汽车最大爬坡度在30%左右，越野车最大爬坡度在60%左右。可以看到，各种汽车的爬坡能力远远超过9%坡度，甚至《小交通量农村公路工程技术标准》规定的坡度12%。
②汽车下坡行驶安全
根据《山区公路纵坡路段线形指标对驾驶员心理生理影响研究》和《公路连续长大下坡安全处置技术》结果表明，在下坡路段，直线下坡路段坡度3%～4%，驾驶员心理最为紧张。当纵坡坡度超过4.5%，对司机的心理影响反而减小。这是由于在进入大纵坡路段就给驾驶员危险信号的心理提示，进而自觉控制行车速度。
③农村公路纵坡现状
《农村公路技术标准》（未实施）对重庆（60条，313公里）、福建（60条，200公里）、甘肃（97条，852公里）、贵州（90条，624公里）山区道路公路纵坡现状的调查结论：10%以下坡段占比约为40%-85%，12以下坡段占比约为70%-95%，15%以下坡段占比约为87%-98%。根据调查结果显示，现状农村公路绝大多数纵坡在12%以下。
五、山区农村公路最大纵坡
综合考虑计算法与调查法汽车爬坡能力，作为设计速度15km/h的公路，最大纵坡可采用15%，并且还有进一步放大的空间。在不考虑货运车辆的基础上，按小汽车爬坡能力考虑可提升至20%。但考虑到纵坡过大会对车辆下坡，尤其是连续下坡时的制动性能带来很大的安全问题。
在农村公路的实际设计中应遵循“实事求是、因地制宜、安全可靠、经济合理”的原则，根据实际地形、行驶车辆，综合考虑占地、环保、造价各方面因素，灵活应用规范指标，合理的确定道路最大纵坡取值。条件允许的情况尽量采用9%的最大纵坡，满足四级公路标准要求;一般情况可采用12%的最大纵坡，满足四级公路（Ⅱ类）标准要求;特殊情况，不通行载重汽车和中型客车的四级公路（Ⅱ类），经论证在保证安全的前提下，可采用14%的最大纵坡。
六、结束语
四好农村路正在不断的建设中，本文对山区公路最大纵坡的一些研究，对山区公路接下来的设计是有益的。
我们应当认真学习研究规范的同时，更应该合理应用规范设计山区农村公路。采用规范合理的纵坡设计，不仅设计能使老百姓满意的道路，同时也是对设计工作者的保护。
参考文献
[1]《公路工程技术标准》JTG B01-2014
[2]《公路路线设计规范》JTG D20-2017
[3]《小交通量农村公路技术标准》JTG 2011-2019
[4]《公路连续长大下坡安全处置技术》 吴京梅，何勇
[5]《关于山区农村公路最大纵坡与坡长限制的探讨》 徐勇，陈友谅，冯晓
[6]《山区公路纵坡路段线形指标对驾驶员心理生理影响研究》 阎莹，刘浩学
[7]《客车比功率对发动机制动、排气制动下坡能力影响分析》余强，陈萌三，马建，郭荣庆，张庆余
关键词：农村公路;最大纵坡
Absrtact：according to the “technical standard for small traffic volume rural highway engineering” and combining with the design of four good rural roads in Changzhi city，this paper analyzes the traffic characteristics of rural roads，and probes into the method suitable for the design of the maximum longitudinal slope of rural roads in this region.
Key words：rural highway，maximum longitudinal slope
农村公路建设是关系到人民群众切身利益的一项民生工程。一条公路可以改变一个村庄，一条公路可以带动一项产业，一条公路可以致富一方百姓。党的十八大以来，“四好农村路”得到了快速发展，五年来新建改建农村公路127.5万公里。
本文结合农村公路交通特点，探讨适合当地农村公路建设最大纵坡的设计方法。在规范允许范围内，不追求路线高指标，建设让百姓满意的道路。尽可能方便居民出行，避免绕行;尽量避免拆迁、减少占用耕地;尽量避免大填大挖，破坏当地生态环境;同时注意控制工程数量，降低工程造价。
一、研究农村公路最大纵坡的意义
2018年长治市建设完成1575公里“四好农村路”。长治东倚太行山，西屏太岳山，境内地形复杂，山地居多。在境内武乡县、襄垣县、沁源县“四好农村路”勘察设计中遇到诸多问题，其中最突出的就是路线纵坡不达标，无法满足《公路工程技术标准》四级公路标准要求。造成这种情况的因素是多种多样的，有的是因为展线需占用耕地、林地，侵占基本农田，触碰生态红线;有的是因为过村路段，展线造成拆迁房屋;有的是因为展线绕行远，不满足居民出行实际需求;有的是因为展线涉及工程量大，投资大，政府财政投资无法满足……
最好的不一定是最适合的，最适合的才是最好的。在特殊地形条件下采用较大的纵坡，不仅可以避免造成大填大挖，降低工程造价，避免触碰基本农田、生态红线，同时也能降低运输成本，充分发挥公路资金效益，最重要的是建设能使老百姓满意的道路。
二、农村公路最大纵坡的规定
对于地形条件复杂的山区农村公路，长治市各设计单位基本采用或参照《公路工程技术标准》中规定的四级公路标准，设计速度20km/h，最大纵坡采用9%（公路改扩建中，利用原有公路的路段，经技术经济论证，最大纵坡可增加1%）;部分道路采用《乡村道路工程技术规范》中规定的四级公路标准，最大纵坡设计采用10%;还有部分道路采用《林區公路技术标准》中规定的除原条运输外的其他各类四级山岭、重丘最大纵坡12%。
相比于国外，我国纵坡总体控制指标基本与各国一致，但又偏于安全，小于部分欧洲国家的纵坡控制指标。
为更好的指导四好农村路建设，部分省市根据本地区的实际情况制定了地方性农村公路技术标准，如甘肃省农村公路工程技术标准规定：设计速度20km/h，极限最大纵坡10%，设计速度15km/h，极限最大纵坡10%;青海农村公路技术标准规定：设计速度15km/h，最大纵坡10%，极限最大纵坡12%。
在轰轰烈烈的四好农村公路建设中，我们不仅积累了大量的实践经验，同时也可以对已建成的公路进行调查研究，为下一步农村公路的建设提供更好的设计方案。2019年6月实施的《小交通量农村公路工程技术标准》中规定四级公路一般路段最大纵坡不应大于12%。对交通组成中无中型载重汽车和中型客车的四级公路（Ⅱ类），经论证并在保证安全的前提下，最大纵坡可增加2个百分点。
可以看到，随着农村公路的建设发展，经验的积累，在充分计算、论证和实际调查情况的基础上，根据农村公路的特点，加大了路线的最大纵坡。
三、山区农村公路的交通特点
1、机动车辆占比小，路侧干扰多。电动车、自行车、摩托车、行人占比大，间或有机动车辆（小汽车、小货车、农用车、拖拉机），大型货运车辆几乎很少。
2、交通量普遍较小。除部分村镇路段日交通量超过200辆外，其他道路日交通量普遍较小，在50～200辆之间。交通量在调查基础上，根据沿线服务户数、汽车保有量进行分析预测。
3、交通量各个路段差别较大。由于农村房屋分布散落，部分道路两侧仅仅有个别几户人家，因此，交通量差别较大。
4、农村的交通量带有一定的季节性和间断性。它主要的高峰期是春秋两季，春天要调动农业所需的各种物资，秋天要运出各种农副产品。
四、最大坡度制定方法
最大纵坡主要受行驶车辆爬坡性能、下坡制动的安全性，以及对交通运行的影响的各因素（自然条件、司机心理）的控制。本文主要以爬坡性能（采用计算法）和下坡制动的安全性（采用调查法）确定最大纵坡。
1、计算法
汽车在爬坡中主要由坡度阻力、滚动阻力、空气阻力和车辆牵引力形成平衡。空气阻力只考虑正面空气阻力，忽略其他影响。汽车稳定速度爬坡时的速度与汽车功率比关系按下式计算：
根据《小交通量农村公路技术标准》中计算稳定行车速度的爬坡能力，在水泥混凝土和沥青混凝土路面上（滚动摩擦系数采用中间值0.015），采用规定车辆为载重货车（比功率采用最小值6.0kW/t）。本文增加JS6820中型客车比功率12.18kW/t，计算代表车辆客车的稳定爬坡能力。对货车与客车进行稳定爬坡能力进行对比，以便根据不同道路行驶车辆不同，更好的确定坡度。 从表中可以看出，客车爬坡速度受坡度影响较小，货车爬坡速度随着坡度增大降低比较明显。按货车实际最低运行速度可以比设计速度低5km/h考虑，设计速度20km/h时的最大纵坡可采取12%，货车汽车稳定爬坡速度达到15.23km/h，设计速度为15km/h时的最大纵坡可采取15%，货车汽车稳定爬坡速度达到12.43km/h。同时也可以得出结论15%的坡度对于客车、小汽车的稳定爬坡影响较小。
2、调查法
通过对汽车在坡道上行驶情况调查、实验获取相关数据，分析来确定最大坡度。决定纵坡大小和长度的主要因素：行駛车辆的爬坡能力、下坡行驶安全。
①汽车爬坡能力。
根据查阅资料可以知道，摩托车最大爬坡度在20%左右，小汽车、小货车一般最大爬坡度在20%左右，载货汽车最大爬坡度在30%左右，越野车最大爬坡度在60%左右。可以看到，各种汽车的爬坡能力远远超过9%坡度，甚至《小交通量农村公路工程技术标准》规定的坡度12%。
②汽车下坡行驶安全
根据《山区公路纵坡路段线形指标对驾驶员心理生理影响研究》和《公路连续长大下坡安全处置技术》结果表明，在下坡路段，直线下坡路段坡度3%～4%，驾驶员心理最为紧张。当纵坡坡度超过4.5%，对司机的心理影响反而减小。这是由于在进入大纵坡路段就给驾驶员危险信号的心理提示，进而自觉控制行车速度。
③农村公路纵坡现状
《农村公路技术标准》（未实施）对重庆（60条，313公里）、福建（60条，200公里）、甘肃（97条，852公里）、贵州（90条，624公里）山区道路公路纵坡现状的调查结论：10%以下坡段占比约为40%-85%，12以下坡段占比约为70%-95%，15%以下坡段占比约为87%-98%。根据调查结果显示，现状农村公路绝大多数纵坡在12%以下。
五、山区农村公路最大纵坡
综合考虑计算法与调查法汽车爬坡能力，作为设计速度15km/h的公路，最大纵坡可采用15%，并且还有进一步放大的空间。在不考虑货运车辆的基础上，按小汽车爬坡能力考虑可提升至20%。但考虑到纵坡过大会对车辆下坡，尤其是连续下坡时的制动性能带来很大的安全问题。
在农村公路的实际设计中应遵循“实事求是、因地制宜、安全可靠、经济合理”的原则，根据实际地形、行驶车辆，综合考虑占地、环保、造价各方面因素，灵活应用规范指标，合理的确定道路最大纵坡取值。条件允许的情况尽量采用9%的最大纵坡，满足四级公路标准要求;一般情况可采用12%的最大纵坡，满足四级公路（Ⅱ类）标准要求;特殊情况，不通行载重汽车和中型客车的四级公路（Ⅱ类），经论证在保证安全的前提下，可采用14%的最大纵坡。
六、结束语
四好农村路正在不断的建设中，本文对山区公路最大纵坡的一些研究，对山区公路接下来的设计是有益的。
我们应当认真学习研究规范的同时，更应该合理应用规范设计山区农村公路。采用规范合理的纵坡设计，不仅设计能使老百姓满意的道路，同时也是对设计工作者的保护。
参考文献
[1]《公路工程技术标准》JTG B01-2014
[2]《公路路线设计规范》JTG D20-2017
[3]《小交通量农村公路技术标准》JTG 2011-2019
[4]《公路连续长大下坡安全处置技术》 吴京梅，何勇
[5]《关于山区农村公路最大纵坡与坡长限制的探讨》 徐勇，陈友谅，冯晓
[6]《山区公路纵坡路段线形指标对驾驶员心理生理影响研究》 阎莹，刘浩学
[7]《客车比功率对发动机制动、排气制动下坡能力影响分析》余强，陈萌三，马建，郭荣庆，张庆余