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標(biāo)題:
單車騎行的坡度概念
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作者:
鐘馗之師
時(shí)間:
2012-5-17 11:14
標(biāo)題:
單車騎行的坡度概念
本帖最后由 鐘馗之師 于 2012-5-17 11:19 編輯
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環(huán)法比賽爬坡的分級(jí)沒有特別詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn),
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但一般會(huì)按下面的規(guī)律來分級(jí):
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HC級(jí)(最高級(jí)) 爬坡:最長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,平均爬升率超過9%。
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1級(jí)爬坡:平均爬升率超過5%,持續(xù)上坡路程距離達(dá)10-20公里。
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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。
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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。
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4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。
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2006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,這說明環(huán)法爬坡分級(jí)依據(jù)的不是單純的長度或坡度,而是兩者的藕合。一種比較簡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。
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HC級(jí):海拔上升>1000米
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1級(jí):550米<海拔上升<1000米
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2級(jí):300米<海拔上升<550米
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3級(jí):150米<海拔上升<300米
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4級(jí):海拔上升<150米
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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,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6%時(shí),那它可能就要根據(jù)情況上調(diào)1級(jí)。
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2006年環(huán)法比賽中2006-16-1這個(gè)坡,其長度達(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)騎過這42.8公里。中國幾乎這么BT的山路,巴郎山從阿甘牦牛肉店到埡口,40公里長,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)
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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(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。
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在此定義三個(gè)數(shù)值:
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(1)角度:也就是θ值,單位為°,0°為水平,90°為垂直。
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(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”來取諧音。
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(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%。
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從數(shù)學(xué)上可知,三個(gè)值是完全不同的,無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)了許多荒謬的說法,殊不知差之毫厘,失之千里,騎單車本來就對(duì)會(huì)坡度更加敏感,因此還是得小心分辨才好。
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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,無法明確的當(dāng)作指標(biāo)。
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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法普遍用於現(xiàn)實(shí)情況,尤其是山路的坡度計(jì)算。
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口語中常說的坡度,指的是第(3)項(xiàng),也就是近似坡度。會(huì)採用這個(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(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。
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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。
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角度(度) 標(biāo)準(zhǔn)坡度(%) 近似坡度(%)
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0.572939 1% 0.99995%
1 w+ }, r+ Q% ?8 V' O/ r: N9 i
1.145763 2% 1.99960%
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1.718358 3% 2.99865%
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2.290610 4% 3.99680%
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2.862405 5% 4.99376%
, u- T2 d& f: n# c
3.433630 6% 5.98923%
9 z1 E" d5 B$ Z( o: {
4.004173 7% 6.98291%
) Z! B' K% p: E1 d, ] |: i" Y! A
4.573921 8% 7.97452%
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5.142765 9% 8.96377%
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5.710593 10% 9.95037%
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6.277299 11% 10.93405%
Y+ r# M- S3 K2 C
6.842774 12% 11.91452%
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7.406912 13% 12.89152%
. P ?: A8 m* J$ h: `9 `% {
7.969611 14% 13.86478%
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8.530766 15% 14.83405%
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9.090277 16% 15.79905%
( e% s, D b: U) `/ }- M
9.648045 17% 16.75955%
6 I, l0 H' e* W/ F* {
10.203974 18% 17.71530%
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10.757967 19% 18.66606%
& T* T& N" ^) ]6 B( q1 c z
11.309933 20% 19.61161%
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16.699245 30% 28.73479%
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21.801410 40% 37.13907%
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26.565052 50% 44.72136%
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30.963757 60% 51.44958%
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34.992021 70% 57.34623%
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38.659809 80% 62.46950%
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41.987213 90% 66.89647%
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45.000001 100% 70.71068%
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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。
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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法。(按:平均坡度,其實(shí)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(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。
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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4.1km,平均坡度6.07%;楓林橋上風(fēng)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(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得高許多。
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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表示呢?有的,世界的一級(jí)賽事都普遍採用這個(gè)坡度的計(jì)算方法,公式如下:
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Bergwertung=((平均坡度(%))^(3/2)*總爬升量(公尺))/100
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上式與平均坡度、總爬升高度有關(guān),亦即代表著與路線長短、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。
* e" T7 A$ T# }7 S
6 b6 P/ C0 _/ m) b! \0 C) E; h- s# y
Bergwertung= 0~20:四級(jí)坡
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Bergwertung=20~50:三級(jí)坡
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Bergwertung=50~120:二級(jí)坡
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Bergwertung=120~200:一級(jí)坡
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Bergwertung>200:HC級(jí)坡(超級(jí)坡)
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以下舉例來看咱們常爬的路段,實(shí)際坡度到底為何。
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名稱 距離 平均坡度 總爬升量(m) Bergwertung 分級(jí)
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武嶺 埔里-->武嶺53.7km 5.20% 2875 340 HC級(jí)坡
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二子坪 106起點(diǎn)-->二子坪 5.60% 560 74 二級(jí)坡
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中社路 至善路-->中社路頂4.1km 6.07% 249 37 三級(jí)坡
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風(fēng)櫃嘴 楓林橋-->風(fēng)櫃嘴6.4km 6.47% 414 68 二級(jí)坡
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大屯山助航站 106起點(diǎn)-->大屯山頂12.5km 6.48% 810 133 一級(jí)坡
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武嶺 清境-->武嶺24.5km 6.71% 1645 286 HC級(jí)坡
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Mont Ventoux 環(huán)法經(jīng)典路段22.7km 7.20% 1622 313 HC級(jí)坡
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L'Alpe d'Huez 環(huán)法經(jīng)典路段13.9km 7.90% 1090 242 HC級(jí)坡
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依此分據(jù)來看,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公尺的山路來比較,臺(tái)灣的山路太長,因此計(jì)算出來的值都很高。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。
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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
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1 臺(tái)灣地理中心碑 武嶺停車場(chǎng) 336.5 HC 53.56 5.24 2806.1
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2 7-11清境門市 武嶺停車場(chǎng) 268.6 HC 23.48 6.66 1563.4
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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
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4 觀音山中直路 112.2 二級(jí) 1.2 13.75 220
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5 中正山 珠海路上中正山 85.6 二級(jí) 7.16 7.6 512
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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
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7 二子坪停車場(chǎng) 大屯山助航站 82.7 二級(jí) 1.7 11.88 202
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8 楓林橋 風(fēng)櫃口涼亭 74 二級(jí) 6.2 6.77 420
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9 五分山 十分-山頂 69.4 二級(jí) 10.2 5.4 6.9
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10 雙菁公路交叉口 106乙高點(diǎn) 58.5 三級(jí) 10.47 5 523.4
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11 中社路底 中社路頂 40.0 三級(jí) 3.91 6.39 250
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12 觀音山(7-11) 觀音山(遊客中心) 33.1 三級(jí) 7.1 4.65 330
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13 泉源路 惇敍工商 25.7 三級(jí) 3 5.93 177.9
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14 劍南(美麗華) 劍南(至善路) 22.9 三級(jí) 2 6.65 133.6
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15 惇敍工商 星巴克陽明山門市 16.2 四級(jí) 5.5 3.87 212
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