在今后相当长一段时间内，我国高速公路建设重点将转向西部山岭地区，因而可能出现大量长大下坡路段。而现有长大下坡路段事故率相对较高，重特大事故相对较多，且事故车型与事故原因中大货车与制动失效所占比例相对较高。因此，有必要对大货车在长大下坡路段的持续制动性能进行研究并优化山区高速公路纵坡设计，以提高大货车在长大下坡路段的制动安全性。　　 制动器温度是大货车持续制动性能的直接影响因素，是导致大货车制动失效的直接原因，本文首先建立了大货车在发动机制动和排气制动辅助制动器制动时制动器的温度预测模型。根据国内典型高速公路长大下坡路段的交通组成调查结果和事故车型分析结论，确定本文代表车型为1+22轴型、满载质量为30吨的大货车：运用汽车动力学和传热学理论，结合发动机制动力测定试验所测的发动机制动力数据，计算了大货车在连续下坡过程中其制动器的制动力和温度变化情况，建立了制动器温度预测理论模型；在典型路段进行制动器测温试验，测量了大货车以不同制动方式、载重及车速在试验路段连续下坡的过程中制动器的升温情况，及连续上坡时制动器的降温情况，以试验数据检验并修正了制动器温度预测理论模型，使其能准确预测大货车制动器温度变化情况。并运用该模型分析了大货车载重、下坡车速对制动器升温的影响。　　 在对大货车持续制动性能分析研究的基础上，论文提出了山区高速公路纵坡设计的优化指标。根据对大货车的动力学分析，求解出大货车发动机制动和排气制动所能克服的最大下坡坡度；运用制动器温度预测模型，研究了高差和总里程相同时不同纵坡组合对大货车制动器升温的影响，并预测了各平均纵坡下大货车制动器的升温情况，在保证其温度不超过安全温度的条件下，提出了山区高速公路平均纵坡和总坡长的限制指标。