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title: "箱根登山鐵道為什麼要之字形折返？80‰ 是 8% 不是 80%，還有灑水的真正用途"
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  - name: "箱根登山鐵道 鐵道線"
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# 箱根登山鐵道為什麼要之字形折返？80‰ 是 8% 不是 80%，還有灑水的真正用途

## 摘要

老喬 2026 年 8 月 25 日帶一家七口從強羅搭箱根登山電車下山後，回頭查證整理出的技術與歷史解釋。核心釐清三件事：第一，箱根最陡坡度 80‰ 讀作千分之八十、等於 8%、角度約 4.57 度，不是 80%，而一般幹線鐵路設計上限約 25 到 35‰。第二，之字形折返的成因常被講反——它不是因為山陡才有，1911 年的原始計畫是最陡 125‰ 的齒軌式鐵道，1912 年 7 月主任技師長半田貢赴歐洲考察瑞士伯連納線（最陡 70‰、連續約 20 公里）後確認黏著式爬不上 125‰，才改成中途設三處之字形、用多繞的距離把坡度攤成 80‰ 的純黏著鐵道；省掉齒軌換到的是與小田急路網的相容性，1950 年直通後利用人數比前一年增加 27%。第三，沿路灑水不是為了增加摩擦力，一般鐵路防急彎磨耗用塗油，但陡坡塗油會讓車輛打滑，所以箱根改用灑水，車輛兩端設 360 公升水箱、單程消耗 50 到 80 公升。另有下山才是難點的設計證據：軌道壓著式煞車具備 300‰ 坡度也能停住的性能，常用煞車刻意用鑄鐵制輪子以保持車輪踏面粗糙、確保黏著力，80‰ 路段下坡限速僅 25 公里、半徑 30 公尺彎道限速 15 公里。文末對照阿里山林業鐵路（762 公釐窄軌、最陡 62.5‰、1982 年阿里山公路通車後營運大幅縮減、2024 年 7 月 6 日全線復駛每日 4 班次），並收在箱根與瑞士雷蒂亞鐵道 1979 年 6 月 1 日締結姊妹鐵道、雙方互相以對方地名與語言命名車輛的故事。

### 重點

- 箱根登山鐵道最陡 80‰ 等於 8%、角度約 4.57 度，不是 80%；一般幹線鐵路設計上限約 25 到 35‰
- 之字形是為了不鋪齒軌而存在：原計畫是 125‰ 齒軌式，改成三處折返後坡度攤成 80‰ 的純黏著鐵道
- 沿路灑水的目的是防止鋼軌磨耗，不是增加摩擦力——陡坡不能像一般鐵路那樣塗油，塗了會打滑
- 軌道壓著式煞車把碳化矽塊直接壓在鋼軌上，具備 300‰ 坡度也能停住的性能，約為實際最陡坡度的四倍
- 阿里山林鐵最陡 62.5‰、軌距 762 公釐，與箱根同用之字形但出身相反：一個為載客而生、一個為搬木材而生

2026 年 8 月 25 日，我們一家七口從強羅搭箱根登山電車下山。孩子擠在車頭最前端，隔著玻璃看司機操作；車子一路走走停停，中途還有幾次整台車停下來、司機和車掌換到另一端，然後往反方向繼續開。

那就是之字形折返。回來查資料才發現，網路上關於這條鐵路流傳最廣的兩件事，有一件是單位寫錯，另一件是因果講反了。

先把答案放在前面：

- 80‰ 讀作千分之八十，等於 8%，不是 80%。角度約 4.57 度。
- 之字形不是因為山陡才有的，是為了「不要鋪齒軌」才加上去的。
- 沿路灑水不是為了增加摩擦力，是為了防止鋼軌被磨壞。

## 先修正單位：80‰ 是 8%，不是 80%

‰ 這個符號讀作千分號，日文叫パーミル，是鐵路坡度的標準單位。80‰ 的意思是列車前進 1,000 公尺、高度上升 80 公尺。

換算成百分比就是 8%，換算成角度約 4.57 度。日文維基把這個坡度形容得很好：陡到「鋼軌如果只是擺在枕木上沒有固定，會自己滑下去」的程度。

8% 聽起來不多，但一般幹線鐵路的設計坡度上限大約在 25‰ 到 35‰ 之間。箱根是那個標準的兩到三倍，而且已經很接近鋼輪壓鋼軌這種形式的物理天花板。

| 路線 | 最陡坡度 | 說明 |
|---|---|---|
| 一般幹線鐵路 | 25–35‰ | 設計上限的常見範圍 |
| 信越本線 碓氷峠 | 66.7‰ | 1893 年通車時採齒軌，1997 年整段廢線 |
| 瑞士 伯連納線 | 70‰ | 箱根建設時的參考對象 |
| 箱根登山鐵道 | 80‰ | 日本適用鐵道事業法的黏著式鐵路中最陡 |

表格要說的是：箱根不是「比一般鐵路陡一點」，而是把一般鐵路的極限往上再推了一倍多，並且推到比它自己的老師還陡。碓氷峠那一條也值得記住，後面會再提到它——它是同一道題目的另一種答案，而且已經死了。

## 三種爬坡方式：什麼叫「純黏著」

鐵路要爬陡坡，全世界只有三種辦法。

| 方式 | 靠什麼出力和煞車 | 抓地力的性質 | 例子 |
|---|---|---|---|
| 黏著式 | 鋼輪壓在鋼軌上的摩擦力 | 機率的，會被天候影響 | 全球絕大多數鐵路、箱根登山電車 |
| 齒軌式 | 兩軌之間加鋪齒條，車底齒輪咬住 | 確定的，咬住就不會滑 | 少女峰鐵道、舊碓氷峠 |
| 纜索式 | 車輛不自走，被鋼纜拉著 | 確定的 | 強羅到早雲山的箱根登山纜車 |

純黏著的意思，就是軌道上沒有任何額外的機械囓合裝置，上山下山全靠摩擦力。

這件事在箱根特別容易理解，因為三種你當天都遇得到：登山電車是黏著式，強羅換乘的登山纜車是纜索式，大涌谷的空中纜車則是第四種、吊在鋼索上的索道。同一張周遊券，一路上會經過三種完全不同的物理原理。

## 之字形的真正理由：為了不要鋪齒軌

這是整條鐵路最重要的一個設計決定，也是網路上最常講反的一段。

依日文維基的路線條目，事情的順序是這樣的。1911 年 5 月，公司定出一條從塔之澤過早川、通往大平台的路線，計畫是最陡 125‰ 的齒軌式鐵道，湯本到強羅約 7.1 公里。但當時日本國內最陡的齒軌鐵路是碓氷峠的 66.7‰，125‰ 幾乎是它的兩倍，公司內部出現不安的聲音，加上破壞自然景觀的疑慮，於是決定重新研究。

1912 年 7 月，主任技師長半田貢被派往歐洲。他花了大約半年時間考察，在瑞士看到伯連納鐵道有連續約 20 公里的 70‰ 陡坡，和自己要蓋的東西非常像，收穫很大。但他也確認了一件事：黏著式鐵道爬不上 125‰。

於是計畫改了。中途設三處之字形折返，用多繞出來的距離把坡度攤成 80‰，蓋成純黏著式鐵道。

![之字形原理示意圖：原計畫直上要 125‰、必須鋪齒軌；改成折返三次多繞距離後坡度降到 80‰，純黏著就爬得動](https://image.joelin.cc/cdn-cgi/imagedelivery/0xu8EsaSar9n3zUKY5d7xw/joelin/2026-09/hakone-switchback-trade-distance-for-gradient/hero)

所以之字形的功能是拿距離換坡度。它不是為了好玩，也不只是因為山陡，而是為了把坡度壓進黏著式爬得動的範圍，好把齒軌整套省掉。

為什麼那麼想省掉齒軌？因為齒軌需要專用車輛和專用軌道結構，維修貴、速度慢，而且開不進一般路網。箱根最後換到的東西是：入生田到箱根湯本鋪三線軌條，小田急的電車可以直接開進山裡，東京來的客人不必換車。1950 年 8 月直通開始那一年，鐵道線的利用人數比前一年增加了 27%。

順帶一提，那份把 125‰ 改成 80‰ 的變更申請，1913 年 3 月送進鐵道院，同年 6 月就被批准了。後世對這件事的評論很有意思：因為半田的調查報告書裡附了伯連納鐵道的煞車試驗結果，而日本國內沒有任何前例可以對照，所以推測當時的主管機關只能照單全收。

## 難點不在爬上去，在停得住

上山失去抓地力，車子停住而已；下山失去抓地力，那叫失控。這條鐵路上看得見的每一個設計，幾乎都是在對付下山。

發電煞車是下坡的主力，把位能變成電熱燒掉，這也是為什麼下山方向全程有一種持續的低鳴。空氣煞車是另一套常用系統。真正的底牌是軌道壓著式煞車：用空氣壓力把碳化矽的煞車塊直接壓在鋼軌頭上，車體會被微微抬起，變成塊面對鋼軌的面接觸，完全不經過車輪。官方規格載明這套系統與其他常用煞車分屬不同系統，並且具備「在 300‰ 的坡上也能停住」的性能。

也就是說，這套備援煞車的能力，是實際最陡坡度的將近四倍。

還有一個很少被提到的細節：箱根的常用煞車刻意使用鑄鐵制輪子，而不是合成材質。原文給的理由是，鑄鐵制輪子會讓車輪踏面變得比較粗糙，因此可以確保較高的黏著力。連耗材選型都是為了坡度在服務。

下坡的速限表也是同一件事的延伸。同樣是下山，坡度愈陡，允許的速度就愈低。

| 下坡坡度 | 速限 |
|---|---|
| 30‰ 以下 | 55 公里／小時 |
| 40‰ 以下 | 50 公里／小時 |
| 50‰ 以下 | 40 公里／小時 |
| 60‰ 以下 | 35 公里／小時 |
| 70‰ 以下 | 30 公里／小時 |
| 80‰ 以下 | 25 公里／小時 |

這張表要說的是，箱根不是靠一套很強的煞車硬壓下來，而是先用速度把風險降到煞車扛得住的範圍。半徑 30 公尺的彎道限速更嚴，只有 15 公里。

![從駕駛室往前看：單線軌道筆直插進杉林往下走，司機戴著白手套按著手把——下山方向全程是在壓住自己](https://image.joelin.cc/cdn-cgi/imagedelivery/0xu8EsaSar9n3zUKY5d7xw/joelin/2026-09/tozan-cab-view-descending/hero)

我們搭的是下山方向，全程平順、安靜、緩慢，體感很舒適。查完資料才知道，那個舒適不是因為簡單，是因為整輛車一路都在壓住自己。

## 灑水是為了防磨耗，不是增加摩擦力

車輛兩端的地板下設有容量 360 公升的水箱，過急彎時由司機操作對車輪踏面灑水。單程一趟大約消耗 50 到 80 公升。

網路上有不少中文來源把這件事寫成「灑水是為了增加摩擦力」。這和水的物理性質正好相反，是錯的。

正確的因果是這樣：一般鐵路遇到急彎會在鋼軌上塗油，減少輪緣和鋼軌的磨耗。但在陡坡路段塗油會讓摩擦係數下降，上坡打滑、下坡滑走，極度危險。所以箱根改用灑水——一樣是為了防止磨耗，但換成一種不會讓車子滑掉的介質。

換句話說，灑水不是為了抓地力，而是在不能犧牲抓地力的前提下解決磨耗問題。順便解決的是噪音：半徑 30 公尺的急彎會讓輪緣發出巨大的尖叫聲。

## 為什麼要一直錯車：這是一條單線

登山區間大部分是單線，上行和下行必須在車站或信號場交會。所以車子會停、會等，而且有些停靠點根本不是給乘客上下車的。

![仙人台信號場的標示牌，寫著標高 398 公尺——信號場只用來讓上下行列車交會，不辦客運](https://image.joelin.cc/cdn-cgi/imagedelivery/0xu8EsaSar9n3zUKY5d7xw/joelin/2026-09/tozan-senintai-signal-post/hero)

三處之字形折返點裡，出山信號場和上大平台信號場都不辦客運，只有大平台是有月台、可以下車的車站。所以想拍之字形本體，大平台是唯一能站在地面上拍的折返點。

另外，每一站的站名牌上都印著標高。從小田原的 14 公尺，一路數到強羅的 541 公尺，這是把坡度可視化最簡單的方法，帶小孩的話也是最容易讓他們有感的一個遊戲。

![塔之澤站的站名牌，印著「標高 153M」——每一站都標高度，是這條路線把坡度可視化的方式](https://image.joelin.cc/cdn-cgi/imagedelivery/0xu8EsaSar9n3zUKY5d7xw/joelin/2026-09/tozan-tonosawa-elevation-sign/hero)

順著這條數字往上走，就是整段山線的縮影。

| 停靠點 | 標高 |
|---|---|
| 塔之澤 | 153 公尺 |
| 出山信號場（第一次折返） | 222 公尺 |
| 大平台（第二次折返） | 337 公尺 |
| 上大平台信號場（第三次折返） | 346 公尺 |
| 仙人台信號場 | 398 公尺 |
| 宮之下 | 436 公尺 |
| 小涌谷 | 523 公尺 |
| 雕刻之森 | 539 公尺 |
| 強羅 | 541 公尺 |

表格裡最值得看的是出山到大平台這一段：1.6 公里之內爬升 115 公尺，是全線最猛的一段。箱根湯本到強羅全長 8.9 公里，其中將近一半、4.2 公里是 80‰ 的坡；兩站標高差 445 公尺，平均坡度 50‰。

## 對照組：阿里山林業鐵路，同一招，相反的出身

台灣人講到之字形，第一個想到的通常是阿里山的「碰壁」。兩條線用的是同一種技術，但設計邏輯幾乎相反。

| | 箱根登山鐵道 | 阿里山林業鐵路 |
|---|---|---|
| 為什麼存在 | 載客，把旅客送上溫泉與避暑地 | 搬木材，把檜木運下山 |
| 軌距 | 1,435 公釐標準軌 | 762 公釐窄軌 |
| 動力 | 電車，純黏著 | Shay 直立式汽缸蒸汽機車，現為柴油 |
| 最陡坡 | 80‰ | 62.5‰ |
| 最小曲線半徑 | 30 公尺 | 40 公尺 |
| 主線長度 | 15.0 公里 | 72.7 公里 |
| 爬坡工法 | 之字形三處 | 之字形、螺旋形、U 字形三種並用 |
| 客運本業 | 從第一天到今天沒變過 | 本業已消失，現在做的是當年的副業 |
| 今日班次 | 高頻的通勤級班距 | 每日 4 班次 |

表格底下的那句話是：箱根的之字形是為了省掉齒軌、換取和東京路網的相容性，這是一個交通網絡的決定；阿里山的之字形是因為窄軌加上 Shay 機車加上預算有限，那是當時最便宜可行的爬法，這是一個產業成本的決定。兩邊都用了折返，一個是為了融進客運網，一個是為了把木頭搬出來。

阿里山還有一個很值得看的細節，正好呼應前面那句「難點在停不在爬」：因為坡度大，機車頭是掛在下山那一端，用推的方式把列車推上山。這樣做的理由，一是避免上山時連結器負荷過重斷裂，二是下山時制軔能力不會減弱。同一個物理問題，兩條鐵路給了兩種不同的機械答案。

最關鍵的差別發生在 1982 年：阿里山公路通車，鐵路的營運業績從此大幅縮減。木材沒了還能載客，但公路一通，連載客都被搶走了，因為同樣一段路開車快得多。對照之下，箱根有國道 1 號、有高速公路、有登山巴士，登山電車卻活得很好——差別在於箱根的鐵路從來就不是「唯一的路」，而是體驗本身；阿里山的鐵路則是先被當成工具，工具被取代之後才回頭找身分。

阿里山在 2024 年 7 月 6 日全線復駛，每日 4 班次，嘉義到阿里山全票 600 元。它是這組對照裡唯一走完整趟的：先當工具，被公路取代，停擺，然後以「體驗本身」的身分回來。

## 之字形在世界上算不算特殊

答案要分兩層。

技術本身並不特殊。之字形是山區鐵路標準工具箱裡的一項，和螺旋線、馬蹄彎並列，凡是山陡、錢少、運量小的地方都會用。

- 日本是之字形的大本營，肥薩線大畑站、木次線出雲坂根站、篠之井線姨捨站都是現存的例子。
- 印度大吉嶺喜馬拉雅鐵道是世界遺產，Z 字形與環形線並用，結構上和阿里山最接近。
- 秘魯中央安地斯鐵路翻越 4,780 公尺山口，之字形密度是世界之最。
- 厄瓜多的惡魔之鼻用兩段陡峭 Z 字形貼著近乎垂直的岩壁而下。

特殊的是它還活在日常營運裡。多數之字形的下場只有三種：有錢就挖隧道改線、被公路取代、或整段廢線。碓氷峠把三種答案依序演了一遍——1893 年通車採齒軌，1963 年為了縮短行車時間廢掉齒軌改純黏著，1997 年長野新幹線一通，整段廢線。

箱根登山電車不是被保存下來的古蹟，它是現役的通勤與觀光路線，班距密集、和東京路網直通。一條 1919 年開業的登山鐵道，用著 1919 年就決定好的三處折返，今天還在跑高頻班次——這才是它真正罕見的地方。

## 為什麼很少人這樣做

挖一條螺旋隧道，錢花一次就結束，之後這條線跟平地線一樣好開。經營一條 80‰ 的黏著線，是每天、每班車、每種天氣都在管理風險。

前者是資本支出，後者是無限期的營運負債。有錢的路網幾乎一律選前者。

而營運負債是會寄帳單來的。2019 年 10 月 13 日的令和元年東日本颱風，以大平台到小涌谷之間為中心造成土砂流入、橋腳流失，箱根湯本到強羅長期不通，一直到 2020 年 7 月 23 日才恢復全線運轉，中斷了大約九個月。一條刻在陡峭火山谷壁上的鐵路，每次大災就要停將近一年，這就是那筆負債的具體金額。

所以純黏著陡坡線的本質是一場交換：用永久的營運紀律，換取和一般路網的相容性。齒軌是把陡坡切成一段獨立的異質系統，黏著是硬把陡坡吞進同一個系統裡。

## 收尾：兩條相隔九千六百公里的鐵路，互相把對方寫在車身上

孩子在車上看到一塊銘板，上面寫著川崎重工 2020 年製造，旁邊印著一面瑞士國旗。那是 3104 號車，3100 形，2020 年才加入這條線，暱稱 Allegra 號。

![Allegra 號車廂銘板：川崎重工 2020 年製造，旁邊印著瑞士國旗](https://image.joelin.cc/cdn-cgi/imagedelivery/0xu8EsaSar9n3zUKY5d7xw/joelin/2026-09/tozan-allegra-swiss-plate/hero)

前面說過，1912 年半田貢是去看伯連納線才把箱根的設計定案的。那條線屬於瑞士的雷蒂亞鐵道，2008 年 7 月 7 日和阿爾布拉線一起被列為世界遺產。

到了 1979 年 6 月 1 日，箱根登山鐵道開業滿六十週年，在瑞士政府觀光局的協助下，正式和雷蒂亞鐵道締結姊妹鐵道。也就是說，師承在先、儀式在後——1919 年它就是照著伯連納線蓋的，1979 年只是把手續補辦完。

接下來就是這個故事最漂亮的部分。箱根把三代新車全都取了瑞士名字：

- 1981 年，睽違四十五年的新型車 1000 形，命名為「伯連納號」（ベルニナ号）。
- 1989 年，全線第一款有冷氣的 2000 形，命名為「聖莫里茲號」。
- 2014 年，3000 形定名「Allegra 號」，同年 11 月 1 日上線；2017 年 5 月 15 日再加入 3100 形。

Allegra 不是一個車名，它是一句問候語。這個詞來自羅曼什語——瑞士第四官方語言，使用人口只有數萬人，通行於雷蒂亞鐵道所在的格勞賓登州。翻成中文，大概就是「你好」。

而瑞士那邊回禮了。1990 年 7 月 11 日，雷蒂亞鐵道一台跑伯連納線的 ABe 4/4 型電車、54 號機，命名為「Hakone」，車上貼著日本國旗。海拔 2,253 公尺的阿爾卑斯山口，從此跑著一台叫箱根的電車。

![交會點上停著 1000 形 1001 號車，也就是伯連納號——命名自 1912 年半田貢去瑞士考察的那條線](https://image.joelin.cc/cdn-cgi/imagedelivery/0xu8EsaSar9n3zUKY5d7xw/joelin/2026-09/tozan-bernina-1001-passing/hero)

所以這不是單向的致敬。是兩條直線距離約九千六百公里的山岳鐵路，一邊把對方的地名寫在自己的車身上，一邊把對方的問候語寫在自己的車身上，寫了四十幾年。

回頭看，這一切都是從 1912 年那個決定長出來的：不要齒軌，改用之字形，把坡度攤成 80‰。那個決定給了箱根一條能和東京直通的鐵路，也給了它一個瑞士親戚。

孩子那天在車頭看的，是一條 1919 年就決定好怎麼走的路。

這趟的完整花費與行程在[箱根橫濱八天總結算](/p/9675)；票券怎麼買、紙本為什麼比電子券好用，寫在[箱根周遊券現場買紙本](/p/9680)。

本文關鍵字：箱根登山鐵道、之字形、switchback、80‰、坡度千分比、純黏著鐵道、齒軌、軌道壓著式煞車、箱根登山電車灑水、阿里山林業鐵路、碰壁、伯連納線、姊妹鐵道、Allegra

## 常見問題

### 80‰ 到底是多陡？是 80% 嗎？

不是。‰ 讀作千分號，80‰ 代表前進 1,000 公尺爬升 80 公尺，換算成百分比是 8%，角度約 4.57 度。一般幹線鐵路的設計坡度上限大約 25 到 35‰，箱根是那個標準的兩到三倍，也是日本適用鐵道事業法的黏著式鐵路中最陡的。

### 箱根登山鐵道為什麼要之字形折返？

為了不用齒軌。1911 年的原始計畫是最陡 125‰ 的齒軌式鐵道，1912 年技師長半田貢赴歐洲考察後確認黏著式爬不上 125‰，於是改成中途設三處之字形，用多繞出來的距離把坡度攤成 80‰。省掉齒軌換到的是與一般路網的相容性，小田急的電車因此能直接開進山裡。

### 箱根登山電車沿路灑水是為了增加摩擦力嗎？

不是，正好相反。一般鐵路在急彎會對鋼軌塗油來減少磨耗，但陡坡塗油會讓摩擦係數下降、上坡打滑下坡滑走，非常危險。所以箱根改用灑水達到同樣的防磨耗目的，順便壓下急彎的尖叫噪音。車輛兩端各有 360 公升水箱，單程約消耗 50 到 80 公升。

### 箱根登山電車一共折返幾次？哪一站可以下車看？

登山區間共三處折返：出山信號場、大平台站、上大平台信號場。其中只有大平台是有月台的車站，另外兩處是信號場、不辦客運。想站在地面上拍之字形本體，大平台是唯一的選擇。

### 箱根登山鐵道和阿里山林業鐵路差在哪？

技術手法相同、設計邏輯幾乎相反。箱根從 1919 年第一天起就是載客的觀光鐵路，用 1,435 公釐標準軌、最陡 80‰，之字形是為了換取和東京路網的相容性；阿里山是為了搬檜木而生的產業鐵道，762 公釐窄軌、最陡 62.5‰，之字形是預算與窄軌條件下最便宜的爬法。1982 年阿里山公路通車後，鐵路連載客都被搶走。

### 上山和下山哪個方向比較值得搭？

看你想要什麼。上山聽得到馬達出力、折返後重新起步的推背感，比較能理解這條鐵路在做什麼；下山主力是發電煞車，全程平順、安靜、緩慢，帶長輩小孩比較舒適。想真正理解這條線的話，上山方向不能省。