Слово «запасный» — ровесник старославянской письменности. В те времена все прилагательные имели окончания -ый и -ий (по крайней мере, так утверждает завкафедрой русского языка института лингвистики РГГУ Максим Анисимович Кронгауз, к которому мы обратили за консультацией).
Слово «запасной» появилось только в начале XX века, однако уже в 20-х годах признавалось словарями как единственно нормативное, постепенно вытеснив «запасный» из разговорной речи.
Но в лингвистике существует понятие речевого клише — это когда какие-либо обороты речи сохраняются вне зависимости от правил и норм. Так произошло и с «запасным выходом». Не сохранившись в разговорной речи, слово «запасный» осталось в письменных клише и вечных трафаретах, хранящихся в троллейбусных парках еще с прошлого века.
Кстати, бронепоезд из песни тоже стоит на запасном пути.