坡度
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更全面的是后面的补充内容
转自http://www.fengyunbike.com/thread-12787-1-1.html
自行车最考体力和耐力是什么路况?毋庸置疑,多数人结论都是——爬坡。经常也碰到一些骑友谈论骑行道路的坡度问题。但也发现有些车友对坡度的描述和表达跟实际坡度有出入,有时也有夸大的地方。
为此专门查阅了一些资料,以期对自行车骑行坡度能有一个正确的、直观的判断,至少不会出现误差太大的错误结论。
在道路工程上,坡度都用正切百分比来表示。知道了坡度的表示方法,再标上大家比较容易理解的角度值,能使大家更方便对照理解感受XX%的坡度(正切百分比)和多少角度(就是圆周为360度,直角为90度)的坡度。
下面请大家看俺搜集整理出来的示意图及文字说明:
1、高速公路的坡度最大为3度,坡度再大的话,估计就高速不起来了。不排除有超过这个坡度的路段,但不可能差很多,5度已经非常惊人了。
2、车库的坡道最大为8度。肯定不能排除大于这个度数的车库坡道,因为现在不少建筑由于受到各种条件限制,不得不违反设计规范。但是能大到多少呢?15度应该很过分了吧?
3、轿车因为不越野爬山,所以设计和生产都不强求轿车的爬坡性能,一般认为,轿车的最大爬坡能力为20度就已经足够,再大的坡就不该开轿车去爬了。设想如果有一段路为20度坡,用轿车的极限能力开上去(不是远远的开足马力冲上去,而是慢慢开上去),这样有多危险!所以我们不会遇到正常修建的机动车道路有20度以上的坡。
4、一些品牌的越野车可以达到爬30度坡的能力,请记住这是指极限能力,就算有这样的能力,想开上去也是不容易的。经查阅,一般正规建筑内的楼梯,大量采用30度的坡度来修建,你可以随便找一处大楼内的楼梯看看,估摸一下这个坡度是否能把凯越开上去。
5、35度坡是悍马H2爬坡的极限,当今世界还没有哪种越野车能突破这个极限,要是谁遇到了35度坡,开的还不是悍马车,赶快掉头回去。
6、45度坡用百分比来表示是100%,也就是百分之一百的坡度。用这种坡度来修建楼梯都怪吓人的,大概只有风景名胜区才有这样的梯道。没有人会修建这样的机动车道,也不会有人看见这样的车道,因为能开上这种坡的车不存在(山地运动车、履带车、月球车、火星车除外,因为它们不需要修建道路)。
http://s8/middle/575dc0e9gbc43f6a69ea7&690
http://s9/middle/575dc0e9gbc43f6b38aa8&690
http://s3/middle/575dc0e9gbc43f6b5a522&690
补充:
概念:指在某一线路范围内将其各段线路的实际坡度折算成的一种平均坡度值。
计算公式:I’=(±I’1S’1±I’2S’2±…±I’NS’N)/L
转自http://www.qixingtianxia.com/thread-6454-1-1.html
环法比赛爬坡的分级没有特别详细的标准,
但一般会按下面的规律来分级:
HC级(最高级) 爬坡:最长而且最陡的登山路段,持续上坡路程距离大约在15-20公里,甚至更长,平均爬升率超过9%。
1级爬坡:平均爬升率超过5%,持续上坡路程距离达10-20公里。
2级爬坡:平均爬升率达到4%,持续上坡路程距离达5-10公里。
3级爬坡:坡度较等级四陡峭,而且持续上坡路程距离达5公里。
4级爬坡:路程距离低于3公里的持续上坡,但是坡度并不会很陡。
2006年环法并没有平均坡度超9%的HC级爬坡。各级之间的分界基本为一条斜率为负数的直线,这说明环法爬坡分级依据的不是单纯的长度或坡度,而是两者的藕合。一种比较简单的藕合方法是将两者作一个乘法,其结果就是海拔上升,用海拔上升这个指标虽然不能保证100%准确,但基本可以区分大多数情况。
HC级:海拔上升>1000米
1级:550米<海拔上升<1000米
2级:300米<海拔上升<550米
3级:150米<海拔上升<300米
4级:海拔上升<150米
当然,有很多反例并不符合这个标准,例如2006-3-6这个坡,只有800米长,上升58.4米,可却分到了3级,这主要是因为这坡比较陡,达到了7.3%,所以如果某段爬坡的坡度比较陡时,例如超过6%时,那它可能就要根据情况上调1级。
2006年环法比赛中2006-16-1这个坡,其长度达到了BT级的42.8公里,虽然平均坡度只有4.5%,但是这个距离实在是太惊人了,海拔上升1926米。而且是在比赛一出发就开始爬坡,不知到时各位职业选手会选用什么样的战术骑过这42.8公里。中国几乎这么BT的山路,巴郎山从阿甘牦牛肉店到垭口,40公里长,海拔上升1900米,而且终点海拔比环法这个要高出接近2000米!可以肯定的判断,巴郎山这个坡属于HC级
將爬坡的截面圖視為三角形,c為斜邊長(也就是路面),b為水平移動的距離,a為上升的高度(亦即海拔高度之上升),a邊所對應的角度為θ,單位為度。
在此定義三個數值:
(1)角度:也就是θ值,單位為°,0°為水平,90°為垂直。
(2)標準坡度:工程規範或標準中定義的坡度計算,大小為a/b,以%表示,0%當然表示水平,角度45°時標準坡度為100%,垂直時標準坡度為無限大。而這“%”的唸法,英文當然就叫percent,中文時常會用“趴”來取諧音。
(3)近似坡度:a/c,亦以%表示,當角度很小(低於20°以內時),數值與上述(2)近似,亦即車友所謂的坡度。0%亦表示水平,垂直時為100%。
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從數學上可知,三個值是完全不同的,無奈許多車友不求甚解,誤把角度當坡度,對於坡度的計算方式也不了解,因此也出現了許多荒謬的說法,殊不知差之毫厘,失之千里,騎單車本來就對會坡度更加敏感,因此還是得小心分辨才好。
角度這個值,乍看之下會覺得容易理解,只要把自己騎車當作在爬三角形的斜邊,此時與水平的夾角角度就可以用來表示坡度。但這個值並不容易得到,況且大多數的路況下角度都小於10°,而且路面起起伏伏的,角度隨時在變化,無法明確的當作指標。
標準坡度,則是用於土地丈量、法規與標準等,例如某某橋樑的坡度、鐵軌的坡度等,或者是建築施工所預先量測的基準。但這個值亦需利用專門的儀器才能求得,遇到起伏彎曲、環山公路或之字型山路等實際的路況又更加難量測,因此它雖然是坡度的正確定義,但量測上的困難造成它亦無法普遍用於現實情況,尤其是山路的坡度計算。
口語中常說的坡度,指的是第(3)項,也就是近似坡度。會採用這個方式其實相當的直接又容易明白,翻成白話文來定義它,就是“每走100公尺,海拔上升了多少公尺”的意思,如果上升了1公尺,那就是1%,以此類推。在實際計算上,這個值也非常的容易求得,只要知道起點與終點的高度差(利用高度計),再去除以起點與終點的距離即可(這導入了平均坡度的概念),有些功能齊全的碼表含有坡度計的功能,亦是利用高度與累計里程去換算出近似坡度。也因此,這個坡度的概念被引用在許多實際場合。
下表以標準坡度為基準,比較看看標準坡度與近似坡度的差異值,在標準坡度20%以內與近似坡度幾乎相等,但與角度就不同,這點應該可以明顯的看出。
| 角度(度) | 標準坡度(%) | 近似坡度(%) |
| 0.572939 | 1% | 0.99995% |
| 1.145763 | 2% | 1.99960% |
| 1.718358 | 3% | 2.99865% |
| 2.290610 | 4% | 3.99680% |
| 2.862405 | 5% | 4.99376% |
| 3.433630 | 6% | 5.98923% |
| 4.004173 | 7% | 6.98291% |
| 4.573921 | 8% | 7.97452% |
| 5.142765 | 9% | 8.96377% |
| 5.710593 | 10% | 9.95037% |
| 6.277299 | 11% | 10.93405% |
| 6.842774 | 12% | 11.91452% |
| 7.406912 | 13% | 12.89152% |
| 7.969611 | 14% | 13.86478% |
| 8.530766 | 15% | 14.83405% |
| 9.090277 | 16% | 15.79905% |
| 9.648045 | 17% | 16.75955% |
| 10.203974 | 18% | 17.71530% |
| 10.757967 | 19% | 18.66606% |
| 11.309933 | 20% | 19.61161% |
| 16.699245 | 30% | 28.73479% |
| 21.801410 | 40% | 37.13907% |
| 26.565052 | 50% | 44.72136% |
| 30.963757 | 60% | 51.44958% |
| 34.992021 | 70% | 57.34623% |
| 38.659809 | 80% | 62.46950% |
| 41.987213 | 90% | 66.89647% |
| 45.000001 | 100% | 70.71068% |
一般的道路、不管是省道、縣道或是產業道路,都有嚴格的道路坡度規範,太陡的坡會造成危險。通常省、縣道都會控制在10%以下,對於其他有汽機車輛通行的道路(有些農地旁的通道、村落中的小徑除外),若近似坡度達到13~15以上,其實就非常非大的陡了,例如阿柔洋產業道路、紫微森林等,這些坡度已經接近於車輛的爬坡極限,再陡就要翻車了;而騎單車爬這些陡坡,也有前輪浮起的危險,挑戰這些坡的時候切記重心要往前壓,否則會翻車。
另外一項重要的概念,就是平均坡度,這也是我們最常使用的說法。(按:平均坡度,其實指的就是平均的“近似坡度”,在此就簡稱為“平均坡度”)只要知道起點與終點的距離,還有起點與終點的海拔高度差,即可求得平均坡度。但山路彎彎曲曲,有起有伏甚至有下坡,平均坡度只能作為加總之後的平均數值,實際路線的難易程度還得參考海拔高度差、路況、上下坡比例與起終點的距離才行。
以台北市近郊的熱門夜騎路線-中社路與一旁的風櫃嘴相比較,中社路全長4.1km,平均坡度6.07%;楓林橋上風櫃嘴的長度為6.4km,平均坡度為6.47%,兩者的平均坡度雖然只差了0.4%,但是有騎過的人就知道,風櫃嘴陡多了;原因就在於風櫃嘴有好幾段平路與緩下坡,到後半段才開始以8~9%的坡度急升,而中社路幾乎全程都沒有平路,因此雖然坡度的數字差異不大,但實際上風櫃嘴的難度要比中社路來得高許多。
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剛才介紹了坡度的定義與計算方式,最後要介紹的觀念,就是坡度難易度的分別。的確,不科學的車友們也常常會討論到A路線比B路線困難、這條路比那條路難走…等等,要拿多條路線來比較,分出個難易度時,有沒有什 計算的公式可以比較客觀的來表示呢?有的,世界的一級賽事都普遍採用這個坡度的計算方法,公式如下:
Bergwertung=((平均坡度(%))^(3/2)*總爬升量(公尺))/100
上式與平均坡度、總爬升高度有關,亦即代表著與路線長短、坡度和上下坡多寡都有密切的關係。(按:總爬升量是指一定路段內爬了多少的上坡,而非兩點間的高度差,因為兩點之間很有可能上上下下爬個不停,所有的上坡都要算進去)環法賽的採用的四級坡、三級坡…一直到HC級坡,就是用這個公式所得到的數值。
Bergwertung=
Bergwertung=20~50:三級坡
Bergwertung=50~120:二級坡
Bergwertung=120~200:一級坡
Bergwertung>200:HC級坡(超級坡)
以下舉例來看咱們常爬的路段,實際坡度到底為何。
| 名稱 | 距離 | 平均坡度 | 總爬升量(m) | Bergwertung | 分級 |
| 武嶺 | 埔里-->武嶺53.7km | 5.20% | 2875 | 340 | HC級坡 |
| 二子坪 | 106起點-->二子坪 | 5.60% | 560 | 74 | 二級坡 |
| 中社路 | 至善路-->中社路頂4.1km | 6.07% | 249 | 37 | 三級坡 |
| 風櫃嘴 | 楓林橋-->風櫃嘴6.4km | 6.47% | 414 | 68 | 二級坡 |
| 大屯山助航站 | 106起點-->大屯山頂12.5km | 6.48% | 810 | 133 | 一級坡 |
| 武嶺 | 清境-->武嶺24.5km | 6.71% | 1645 | 286 | HC級坡 |
| Mont Ventoux | 環法經典路段22.7km | 7.20% | 1622 | 313 | HC級坡 |
| L'Alpe d'Huez | 環法經典路段13.9km | 7.90% | 1090 | 242 | HC級坡 |
依此分據來看,由於環法賽的高山往往只有1500~2000m的高山,跟台灣動輒2000~3000公尺的山路來比較,台灣的山路太長,因此計算出來的值都很高。關於台灣山路的坡度大小分級,爾後有時間再向各位介紹。
| 排名 | 路段起點 | 路段終點 | 山坡等級數值 | 坡度等級 | 距離 | 坡度 | 爬升總高度 |
| 1 | 台灣地理中心碑 | 武嶺停車場 | 336.5 | HC | 53.56 | 5.24 | 2806.1 |
| 2 | 7-11清境門市 | 武嶺停車場 | 268.6 | HC | 23.48 | 6.66 | 1563.4 |
| 3 | 101縣道百拉卡公路底 | 大屯山助航站 | 138.6 | 一級 | 11.7 | 6.75 | 790 |
| 4 | 觀音山中直路 | 112.2 | 二級 | 1.2 | 13.75 | 220 | |
| 5 | 中正山 | 珠海路上中正山 | 85.6 | 二級 | 7.16 | 7.6 | 512 |
| 6 | 101縣道百拉卡公路底 | 二子坪停車場 | 83.8 | 二級 | 10 | 5.88 | 588 |
| 7 | 二子坪停車場 | 大屯山助航站 | 82.7 | 二級 | 1.7 | 11.88 | 202 |
| 8 | 楓林橋 | 風櫃口涼亭 | 74 | 二級 | 6.2 | 6.77 | 420 |
| 9 | 五分山 | 十分-山頂 | 69.4 | 二級 | 10.2 | 5.4 | 6.9 |
| 10 | 雙菁公路交叉口 | 106乙高點 | 58.5 | 三級 | 10.47 | 5 | 523.4 |
| 11 | 中社路底 | 中社路頂 | 40.0 | 三級 | 3.91 | 6.39 | 250 |
| 12 | 觀音山(7-11) | 觀音山(遊客中心) | 33.1 | 三級 | 7.1 | 4.65 | 330 |
| 13 | 泉源路 | 惇敍工商 | 25.7 | 三級 | 3 | 5.93 | 177.9 |
| 14 | 劍南(美麗華) | 劍南(至善路) | 22.9 | 三級 | 2 | 6.65 | 133.6 |
| 15 | 惇敍工商 | 星巴克陽明山門市 | 16.2 | 四級 | 5.5 | 3.87 | 212 |
妙峰山海拔约1020米。计算了一下妙峰山的坡度,如果按全程20.2km、爬升840米计算,平均坡度是4.1%。如果去掉前面较为平缓的7km,后面13.2km爬升约730米,平均坡度达到了5.5%,最陡的坡度达到了7%,基本属于环法标准的一级坡。

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