單車騎行的坡度概念

鐘馗之師

環(huán)法比賽爬坡的分級(jí)沒有特別詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)，
但一般會(huì)按下面的規(guī)律來(lái)分級(jí)：
HC級(jí)(最高級(jí)) 爬坡：最長(zhǎng)而且最陡的登山路段，持續(xù)上坡路程距離大約在15-20公里，甚至更長(zhǎng)，平均爬升率超過(guò)9%。
1級(jí)爬坡：平均爬升率超過(guò)5%，持續(xù)上坡路程距離達(dá)10-20公里。
2級(jí)爬坡：平均爬升率達(dá)到4%，持續(xù)上坡路程距離達(dá)5-10公里。
3級(jí)爬坡：坡度較等級(jí)四陡峭，而且持續(xù)上坡路程距離達(dá)5公里。
# Z. q7 X- T. N4級(jí)爬坡：路程距離低于3公里的持續(xù)上坡，但是坡度并不會(huì)很陡。


" H: n$ p( O4 f2006年環(huán)法并沒有平均坡度超9%的HC級(jí)爬坡。各級(jí)之間的分界基本為一條斜率為負(fù)數(shù)的直線，這說(shuō)明環(huán)法爬坡分級(jí)依據(jù)的不是單純的長(zhǎng)度或坡度，而是兩者的藕合。一種比較簡(jiǎn)單的藕合方法是將兩者作一個(gè)乘法，其結(jié)果就是海拔上升，用海拔上升這個(gè)指標(biāo)雖然不能保證100%準(zhǔn)確，但基本可以區(qū)分大多數(shù)情況。
  h0 ^; J: X5 U; K* c3 zHC級(jí)：海拔上升>1000米
; X' u- I* L' F) \! D: r6 z3 u1級(jí)：550米<海拔上升<1000米
6 U& d( m0 \9 O& J8 ]2級(jí)：300米<海拔上升<550米
  u( f! [% G8 E0 C& F" I% u" w7 v$ u3級(jí)：150米<海拔上升<300米
6 a3 s* I" [0 D  R, E0 \4級(jí)：海拔上升<150米

$ d+ s9 ]* C/ `" s9 U- Q當(dāng)然，有很多反例并不符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，例如2006-3-6這個(gè)坡，只有800米長(zhǎng)，上升58.4米，可卻分到了3級(jí)，這主要是因?yàn)檫@坡比較陡，達(dá)到了7.3%，所以如果某段爬坡的坡度比較陡時(shí)，例如超過(guò)6%時(shí)，那它可能就要根據(jù)情況上調(diào)1級(jí)。
5 O7 L* Z% P+ f8 p2006年環(huán)法比賽中2006-16-1這個(gè)坡，其長(zhǎng)度達(dá)到了BT級(jí)的42.8公里，雖然平均坡度只有4.5%，但是這個(gè)距離實(shí)在是太驚人了，海拔上升1926米。而且是在比賽一出發(fā)就開始爬坡，不知到時(shí)各位職業(yè)選手會(huì)選用什么樣的戰(zhàn)術(shù)騎過(guò)這42.8公里。中國(guó)幾乎這么BT的山路，巴郎山從阿甘牦牛肉店到埡口，40公里長(zhǎng)，海拔上升1900米，而且終點(diǎn)海拔比環(huán)法這個(gè)要高出接近2000米！可以肯定的判斷，巴郎山這個(gè)坡屬于HC級(jí)



" H4 j/ K1 B8 B; {" `將爬坡的截面圖視為三角形，c為斜邊長(zhǎng)（也就是路面），b為水平移動(dòng)的距離，a為上升的高度（亦即海拔高度之上升），a邊所對(duì)應(yīng)的角度為θ，單位為度。
$ z7 T- Y! @' U# a9 p$ @% V0 z# |  Y
在此定義三個(gè)數(shù)值：
, y5 ^9 Q# r0 r6 @9 f7 Q（1）角度：也就是θ值，單位為°，0°為水平，90°為垂直。
（2）標(biāo)準(zhǔn)坡度：工程規(guī)範(fàn)或標(biāo)準(zhǔn)中定義的坡度計(jì)算，大小為a/b，以%表示，0%當(dāng)然表示水平，角度45°時(shí)標(biāo)準(zhǔn)坡度為100%，垂直時(shí)標(biāo)準(zhǔn)坡度為無(wú)限大。而這“%”的唸法，英文當(dāng)然就叫percent，中文時(shí)常會(huì)用“趴”來(lái)取諧音。
（3）近似坡度：a/c，亦以%表示，當(dāng)角度很?。ǖ挽?0°以內(nèi)時(shí)），數(shù)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(shí)為100%。
% P  D1 W8 {% E4 J% U# |
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從數(shù)學(xué)上可知，三個(gè)值是完全不同的，無(wú)奈許多車友不求甚解，誤把角度當(dāng)坡度，對(duì)於坡度的計(jì)算方式也不了解，因此也出現(xiàn)了許多荒謬的說(shuō)法，殊不知差之毫厘，失之千里，騎單車本來(lái)就對(duì)會(huì)坡度更加敏感，因此還是得小心分辨才好。
角度這個(gè)值，乍看之下會(huì)覺得容易理解，只要把自己騎車當(dāng)作在爬三角形的斜邊，此時(shí)與水平的夾角角度就可以用來(lái)表示坡度。但這個(gè)值並不容易得到，況且大多數(shù)的路況下角度都小於10°，而且路面起起伏伏的，角度隨時(shí)在變化，無(wú)法明確的當(dāng)作指標(biāo)。
標(biāo)準(zhǔn)坡度，則是用於土地丈量、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)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(yù)先量測(cè)的基準(zhǔn)。但這個(gè)值亦需利用專門的儀器才能求得，遇到起伏彎曲、環(huán)山公路或之字型山路等實(shí)際的路況又更加難量測(cè)，因此它雖然是坡度的正確定義，但量測(cè)上的困難造成它亦無(wú)法普遍用於現(xiàn)實(shí)情況，尤其是山路的坡度計(jì)算。
口語(yǔ)中常說(shuō)的坡度，指的是第（3）項(xiàng)，也就是近似坡度。會(huì)採(cǎi)用這個(gè)方式其實(shí)相當(dāng)?shù)闹苯佑秩菀酌靼?，翻成白話文?lái)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(shí)際計(jì)算上，這個(gè)值也非常的容易求得，只要知道起點(diǎn)與終點(diǎn)的高度差（利用高度計(jì)），再去除以起點(diǎn)與終點(diǎn)的距離即可（這導(dǎo)入了平均坡度的概念），有些功能齊全的碼表含有坡度計(jì)的功能，亦是利用高度與累計(jì)里程去換算出近似坡度。也因此，這個(gè)坡度的概念被引用在許多實(shí)際場(chǎng)合。
' }4 f. x) l0 N/ I0 y! K+ v下表以標(biāo)準(zhǔn)坡度為基準(zhǔn)，比較看看標(biāo)準(zhǔn)坡度與近似坡度的差異值，在標(biāo)準(zhǔn)坡度20%以內(nèi)與近似坡度幾乎相等，但與角度就不同，這點(diǎn)應(yīng)該可以明顯的看出。
6 t2 H  W( r; x- h, K- L, r
4 ]; ^# l6 ?' a1 k  O8 W9 }角度(度) 標(biāo)準(zhǔn)坡度(%) 近似坡度(%)
0.572939  1% 0.99995%
7 h# c8 t- _2 C2 v1 m$ g1.145763  2% 1.99960%
1.718358  3% 2.99865%
, a' t# [3 }. _, h! r5 o6 ]) J2.290610  4% 3.99680%
2.862405  5% 4.99376%
9 i& Z' l# X4 N5 w7 ^! g3.433630  6% 5.98923%
, ], I4 y: Y& q4 C; l, M4.004173  7% 6.98291%
4.573921  8% 7.97452%
% @, V* A+ c3 x7 r8 c3 V1 @7 ~% h5.142765  9% 8.96377%
9 r- \: N5 a7 H) q: Y5.710593  10% 9.95037%
6.277299  11% 10.93405%
6.842774  12% 11.91452%
7.406912  13% 12.89152%
8 E, m( l, p; R; m, I- w4 V9 g7.969611  14% 13.86478%
! H! X* W. U& X8 t8.530766  15% 14.83405%
9.090277  16% 15.79905%
( V3 V4 d* r. J) I9.648045  17% 16.75955%
$ M  n7 j1 E$ V1 ^10.203974  18% 17.71530%
10.757967  19% 18.66606%
11.309933  20% 19.61161%
$ W# A9 f( ^: T' A1 K5 M5 O16.699245  30% 28.73479%
" w# Z/ w  P& b$ v9 }21.801410  40% 37.13907%
( n- X  R$ b% H6 ^26.565052  50% 44.72136%
4 k& b3 o7 P/ o. @30.963757  60% 51.44958%
34.992021  70% 57.34623%
38.659809  80% 62.46950%
# Z# S- N, r. {& l+ _% c41.987213  90% 66.89647%
45.000001  100% 70.71068%


" C" E8 ^3 Y& D$ C
一般的道路、不管是省道、縣道或是產(chǎn)業(yè)道路，都有嚴(yán)格的道路坡度規(guī)範(fàn)，太陡的坡會(huì)造成危險(xiǎn)。通常省、縣道都會(huì)控制在10%以下，對(duì)於其他有汽機(jī)車輛通行的道路（有些農(nóng)地旁的通道、村落中的小徑除外），若近似坡度達(dá)到13~15以上，其實(shí)就非常非大的陡了，例如阿柔洋產(chǎn)業(yè)道路、紫微森林等，這些坡度已經(jīng)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(xiǎn)，挑戰(zhàn)這些坡的時(shí)候切記重心要往前壓，否則會(huì)翻車。
另外一項(xiàng)重要的概念，就是平均坡度，這也是我們最常使用的說(shuō)法。（按：平均坡度，其實(shí)指的就是平均的“近似坡度”，在此就簡(jiǎn)稱為“平均坡度”）只要知道起點(diǎn)與終點(diǎn)的距離，還有起點(diǎn)與終點(diǎn)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(shù)值，實(shí)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(diǎn)的距離才行。
  b6 _6 z; S; g3 {8 Z& Q9 x以臺(tái)北市近郊的熱門夜騎路線-中社路與一旁的風(fēng)櫃嘴相比較，中社路全長(zhǎng)4.1km，平均坡度6.07%；楓林橋上風(fēng)櫃嘴的長(zhǎng)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(guò)的人就知道，風(fēng)櫃嘴陡多了；原因就在於風(fēng)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(shù)字差異不大，但實(shí)際上風(fēng)櫃嘴的難度要比中社路來(lái)得高許多。
( W/ L6 }# ^3 L/ W# c7 J' `
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& K* p( N) H. @$ a
剛才介紹了坡度的定義與計(jì)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(xué)的車友們也常常會(huì)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(lái)比較，分出個(gè)難易度時(shí)，有沒有什　計(jì)算的公式可以比較客觀的來(lái)表示呢？有的，世界的一級(jí)賽事都普遍採(cǎi)用這個(gè)坡度的計(jì)算方法，公式如下：
9 h0 N; {- n3 x( _# f, l0 `
. ~9 ]. ?1 q+ S" E6 G3 b1 x2 V5 J) {Bergwertung=((平均坡度(%))^(3/2)*總爬升量(公尺))/100
( _$ Q6 z- _& F
6 q1 b# e  J, t5 E% W7 b7 O6 z
! \( x( ^' n, o* Y8 h! v$ _上式與平均坡度、總爬升高度有關(guān)，亦即代表著與路線長(zhǎng)短、坡度和上下坡多寡都有密切的關(guān)係。（按：總爬升量是指一定路段內(nèi)爬了多少的上坡，而非兩點(diǎn)間的高度差，因?yàn)閮牲c(diǎn)之間很有可能上上下下爬個(gè)不停，所有的上坡都要算進(jìn)去）環(huán)法賽的採(cǎi)用的四級(jí)坡、三級(jí)坡…一直到HC級(jí)坡，就是用這個(gè)公式所得到的數(shù)值。

; c" F. G, M5 f/ }) `Bergwertung=  0~20：四級(jí)坡
Bergwertung=20~50：三級(jí)坡
5 V4 ?$ C: C: S. ?: NBergwertung=50~120：二級(jí)坡
. {/ s# p2 P% C* Q( Q  G. T' ZBergwertung=120~200：一級(jí)坡
Bergwertung>200：HC級(jí)坡（超級(jí)坡）
+ e& y% h+ X5 m/ t0 y以下舉例來(lái)看咱們常爬的路段，實(shí)際坡度到底為何。


名稱 距離 平均坡度 總爬升量(m) Bergwertung 分級(jí)
7 g" {3 h# }1 w4 M武嶺 埔里-->武嶺53.7km 5.20% 2875  340  HC級(jí)坡
二子坪 106起點(diǎn)-->二子坪 5.60% 560  74  二級(jí)坡
) d$ [3 q( _0 R' I中社路 至善路-->中社路頂4.1km 6.07% 249  37  三級(jí)坡
$ L" e: E0 w4 K" W4 Q) N風(fēng)櫃嘴 楓林橋-->風(fēng)櫃嘴6.4km 6.47% 414  68  二級(jí)坡
0 V# X" L" \) ~. p6 b* s& S大屯山助航站 106起點(diǎn)-->大屯山頂12.5km 6.48% 810  133  一級(jí)坡
7 c2 q" A0 j5 s武嶺 清境-->武嶺24.5km 6.71% 1645  286  HC級(jí)坡
6 `8 L  n& U. L4 f& ^* E# a- UMont Ventoux 環(huán)法經(jīng)典路段22.7km 7.20% 1622  313  HC級(jí)坡
L'Alpe d'Huez 環(huán)法經(jīng)典路段13.9km 7.90% 1090  242  HC級(jí)坡


5 \( A2 B+ ?# _& y0 N: D7 m
6 j+ {$ y- O& i1 d5 v" F依此分據(jù)來(lái)看，由於環(huán)法賽的高山往往只有1500~2000m的高山，跟臺(tái)灣動(dòng)輒2000~3000公尺的山路來(lái)比較，臺(tái)灣的山路太長(zhǎng)，因此計(jì)算出來(lái)的值都很高。關(guān)於臺(tái)灣山路的坡度大小分級(jí)，爾後有時(shí)間再向各位介紹。
! B3 {6 u/ r1 N% L
0 d/ ]8 O- @1 A; B, |$ ]排名 路段起點(diǎn) 路段終點(diǎn) 山坡等級(jí)數(shù)值 坡度等級(jí) 距離 坡度 爬升總高度
# }* D( F' |8 }" u1 臺(tái)灣地理中心碑 武嶺停車場(chǎng) 336.5 HC 53.56 5.24 2806.1
2 7-11清境門市 武嶺停車場(chǎng) 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(jí) 11.7 6.75 790
0 _8 w& B- ~* r$ Y4 觀音山中直路  112.2 二級(jí) 1.2 13.75 220
5 中正山 珠海路上中正山 85.6 二級(jí) 7.16 7.6 512
6 101縣道百拉卡公路底 二子坪停車場(chǎng) 83.8 二級(jí) 10 5.88 588
7 二子坪停車場(chǎng) 大屯山助航站 82.7 二級(jí) 1.7 11.88 202
. r! |  Q  {3 ~7 E. y8 楓林橋 風(fēng)櫃口涼亭 74 二級(jí) 6.2 6.77 420
8 q2 V& ?4 m4 U$ H6 Z- B9 五分山 十分-山頂 69.4 二級(jí) 10.2 5.4 6.9
3 Q4 `6 t4 r- p  ~! |. I) J10 雙菁公路交叉口 106乙高點(diǎn) 58.5 三級(jí) 10.47 5 523.4
% Q, ^+ C6 Y9 q# k5 {! V; G. k" X11 中社路底 中社路頂 40.0 三級(jí) 3.91 6.39 250
12 觀音山（7-11） 觀音山（遊客中心） 33.1 三級(jí) 7.1 4.65 330
7 V9 _8 \5 l) y13 泉源路 惇敍工商 25.7 三級(jí) 3 5.93 177.9
) ]& r% t! s8 C  L: g- ?14 劍南（美麗華） 劍南（至善路） 22.9 三級(jí) 2 6.65 133.6
( T" n$ K1 \8 t/ F( a, ?15 惇敍工商 星巴克陽(yáng)明山門市 16.2 四級(jí) 5.5 3.87 212

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