在山区高速公路长大下坡路段，经常出现载重货车因制动失效，而发生交通事故的现象。因此，开展长大下坡路段紧急避险理论及避险车道设计方法研究对于尽快规范避险车道的设计方法，最大限度的发挥避险车道的避险功能，较好的解决山区高速公路的安全问题，提高路段的安全运营水平具有重要意义，本文通过对载重货车在长大下坡路段制动时，刹车鼓温度上升监测和分析，探讨了车辆在长大下坡路段制动失效的原因和规律，得出载重货车在长大下坡路段制动失效与坡度坡长关系以及制动失效后速度与坡长坡度的计算公式，提出了避险车道设置的合理位置和相邻避险车道的间距设置原则。根据能量守恒原理，初步提出了制动失效车辆进入避险车道强制消能减速的避险理论和避险原理。同时，在国内首次提出避险车道分为：一般减速段和强制减速段；路面分为一般减速路面和强制减速路面的观点。根据能量守恒原理和牛顿力学原理，提出了避险车道一般减速段和强制减速段的长度计算公式。并参照现行公路标准和技术规范，提出了避险车道纵坡设计和横断面设计以及避险车道与主线衔接处设计的原则和方法。根据实车足尺试验得到的数据，提出了避险车道一般减速路面和强制减速路面的结构形式和设计原则。