Intersection Design
중앙대학교 도로 및 교통연구실 마스터 부제목 스타일 편집
CHUNG ANG UNIVERSITY - HEART LAB, KOREA
주요 수업 내용
• 교차로란?
• 상충의 이해
• 평면 교차로의 종류
• 평면 교차로 계획
• 평면 교차로의 설계 원리
• 도류화
출입 시설의 구분
• 평면 or 입체
– 입체 교차 시설
• 분기점(JC)과 인터체인지(IC)로 구분됨
• 완전 입체와 불완전 입체로 구분(Interchanges, Grade Separation without ramp)
– 평면교차로(At-grade Intersection)
• 싞호 교차로와 비 싞호 교차로
• 도로의 갈래 수에 따라 분류
– 삼지 또는 세 갈래 교차, 사지 또는 네 갈래 교차, 다지 또는 여러 갈래 교차 시설로 분류됨
출입 시설의 설치 계획
• 형식 = function of
– 배치 기준
– 설치 지역의 선정
– 세부 조사 후 설치 위치의 결정 – 안전 및 용량 분석
– 경제성 분석
– 출입 시설의 형식 결정 및 설계
,
현 장 조 사 준비
작 업단 계
기본 설계 단 계
상 세 설계 단계
분
기초자료의 수집, 분석
현 장 조 사
문제점 분석 및 유사사례 조사
교통량 산정
기본 형상의 검토
비교 대안의 수립
재검토 필요시 준비
작 업단 계
기본 설계 단 계
상 세 설계 단계
분
기본 방향 수립
주요 특성의 분석(교통관제 방법, 교통처리 능력, 안전성, 경제성 분석 등)
최적안 선정
기하구조의 설계
교통 제어 방법 및 교통 운영의 설계
교통 안전시설, 부대시설 등의 설계
효과 분석, 경제성 분석
일반고려 사항
1)인지성
– 교차로 전방의 충분한 시거 확보 – 주변과의 차별성 확보
2)조망성
– 통행 우선권을 가진 이용자를 정확하 게 인지하는 것
3)이해성
– 모든 도로 이용자가 명확하게 식별할 수 있는 것
4)통행성
– 합리적인 폭원과 곡선반경
교차로(intersection)란?
• 2개 이상의 도로가 교차, 접속되는 공갂 및 그 내부의 교통시설물
• 교차로의 기하구조, 운영방법 등에 따라 운전자가 경로를 선택하는 의사결정 지점
Points of Conflict
Traffic conflicts occur where the path of traffic movement crosses.
상충의 유형
• 상충의 종류
– 분류 – 합류 – 횡단
– 보행자와의 상충
• 상대 속도의 중요성
Limit Conflicts - Objectives
• Limit Conflict points
• Limit Conflict Area Complexity
• Limit Conflict Frequency
• Limit Conflict Severity
네 갈래 교차로의 상충
세 갈래는 몇 개일까요?
• 수업 시갂에 핚번 생각해 보세요
– 연습장을 꺼내서 3지 교차로 만들고 – 분류는
– 합류는 – 교차는
교차로별 상충의 수
T-Intersection or Driveway
Two lane roadway with raised median closed, no left- turn
4-Way Intersection or Driveway
Added median close eliminates left-turn conflicts
T-Intersection or Driveway
Side Street
Two Lane Undivided Street
T-Intersection or Driveway
Two lane roadway with raised median (left turn egress only from intersection or driveway)
4-Way Intersection or Driveway
Two lane roadway with raised median (left turn egress only from intersection or driveway)
T-Intersection or Driveway
Two lane roadway with raised median (left turn ingress only into driveway)
4-Way Intersection or Driveway
Two lane roadway with raised median (left turn ingress only into intersection or driveway)
Two Way Left Turn Lanes at Intersection or Driveway:
Two way left turn lanes (TWLTL) (3 lane roadway)
Reduces rear-end accidents and allows merging traffic to store in TWLTL
T-Intersection or Driveway
Side Street
Two Lane Undivided Street
Types of Intersection
• 3지 교차로(T or Y-intersection )
• 4-leg
• 5 or more legs(다지 교차로)
• Traffic circles
– Rotaries: large diameter > 300 ft, allows speeds > 30 mph with minimum horizontal deflection of the path of through traffic
– Neighborhood traffic circle: small diameter, for local streets, traffic calming
– Roundabout
• Yield control at each approach
• Separation of conflicting movements
• Speed < 30 mph (typically)
T형
미확폭 교차로 확폭 교차로
단순 유출입 (단순 접속)
Y형
도류화
미확폭 교차로 확폭 교차로
직각 - 네 갈래 교차로
엇갈림 확폭 교차로
도류화
사각 - 네 갈래 교차로
엇갈림 확폭 교차로
기 타
기형(여러 갈래) 교차로 로 터 리
M. Eugene Henard의 로타리형 교차로(1903) - 이용재
영국의 재래식 회전교차로(1937) - 이용재
12m
31m 12m
43m
Cycle track Cycle
track
18m rad. 6m
6m 9m
12m
31m 12m
43m
Cycle track Cycle
track
18m rad. 6m
6m 9m
다중 미니 회전교차로(Multiple Mini Roundabouts) - 이용재
Intersection Design – Operational Requirements
• Provide adequate sight distance – for approach and departure maneuvers
• Minimize turning and through conflicts
• Provide natural paths for permitted movements
• Avoid geometry (sharp curves/steep
grades) that complicates the driving task
and adversely impactAdequate Sight Distance – Intersection Sight Distance (ISD)
•
Allow drivers to have an unobstructedview of intersection
• Definition: Required ISD is the length of cross road that must be visible such that the driver of a turning/crossing vehicle can decide to and complete the
maneuver without conflict with vehicles approaching the intersection on the
cross road.
Adequate Sight Distance – ISD
Intersection Sight Triangle – area free of
obstructions necessary to completemaneuver and avoid collision – needed
for approach and departure (from stop
sign for example) – Exhibit 9-50•
Allows driver to anticipate and avoid collisions•
Allows drivers of stopped vehicles enough view of the intersection to decide when toIntersection Sight Triangle
•
Consider horizontal as well as vertical, object below driver eye height may not be anobstruction
•
AASHTO assumes 3.5’ above roadwayLEFT RIGHT
Sight Distance Obstruction
Hidden Vehicle
ISD Cases
• No control: vehicles adjust speed
• Stop control: where traffic on minor roadway
must stop prior to entering major roadway• Yield control: vehicles on minor roadway must
yield to major roadway traffic• Signal control
: where vehicles on allapproaches are required to stop by either a stop sign or traffic signal
• All way stop
• Stopped major roadway left-turn vehicles –
Case A – No Control
• Rare? – Not really, Iowa
• Minimum sight triangle sides = distance
traveled in 3 seconds (design or actual?) = 2 seconds for P/R and 1 second to actuate
brake/accel.
• Assumes vehicles slow ~ 50% of midblock
running speed
Case A – No Control
• Prefer appropriate SSD on both
approaches (minimum really)• Provided on lightly traveled roadways
• Provide control if sight triangle not
available
• Assumes vehicle on the left yields to
vehicle on the right if they arrive at same time
d
bda
a
b
Large Tree
47’
72’
Example
45 mph
25 mph
Large Tree
a = 47’
b = 72’
Example
45 mph
25 mph
da = 220 feet
db = a *da = 47’ (220’) = 69.9’
db
da
Large Tree
a = 47’
b = 72’
Example
45 mph
25 mph
25 mph > 15 mph, stopping sight distance is not
db
da
Case B – Stop Control
Three Sub Cases – Maneuvers
• Turn left on to major roadway (clear
traffic left, enter traffic right)• Turn right on to major roadway (enter
traffic from left)• Crossing (clear traffic left/right)
Case B – Stop Control
• Need ISD for departure and completion even if vehicle comes into view at point of
departure = 1.47 V
major * t g where t g =7.5- 11.5s; add more for grade or multilane;
decrease by 1sec. for right turns
Left
turn
right turn
and crossing
Case C - Yield Control
• Minor Roadway Yields – must be able to see left/right – adjust speed – possibly
stop
• Sight distance exceeds that on stop
control
• Similar to no-control
Case C - Yield Control
• Must use minimum stopping sight distances for d
aand d
b• SSD calculation should include effect of grade
• Required distance = P/R + stop
Case C - Yield Control
• Typically Known – a, b
• Typically Assume V
a
or Vb
• Similar triangle can be used to calculate
safe approach speeds (given oneapproach speed) or allowable a and b.
• d
a
/db
= (da
– b)/a• d
b
= (da
*a)/ (da
– b)da
db
Yield Control
• Case C-1: Crossing maneuver from minor road
• Assumes that minor road vehicles that do not stop decelerate to 60% of minor road speed
• Vehicle should be able to:
• Travel from decision point to intersection decelerating to 60% of design speed
• Cross and clear the intersection at the same speed
t g
Yield Control
• Case C-2: Left and Right turns at yield
control
db = 82 ft to accommodate left and right turns
d : similar to d for stop-controlled but increase time
da
db
d
a: length
of major
approach
• Case D: Signal control
•
First vehicle stopped should be visible to driver of other approachesAlso …
• Case E: All way stop
• Case F: Left turn from major
• t
g
=5.5-7.5*s + multilane adjustment• Effect of Skew
Sighting Rod and Target Rod (AASHTO)
• For vertical sight
distance with vertical curves
• Sighting rod- 3.5 feet tall
• Target rod- 4.25 feet tall (Top portion and bottom 2 feet are
painted orange)
Sighting
Target Rod
Rod
Measuring at an Uncontrolled Intersection
Assistant
Obstruction X
Y
Assistant
Movement of Assistant
Measuring at a Stop-controlled Intersection
Observer Assistant
Stop Bar
10 ft
Sigh t Line
Assistant with Target Rod (4.25 ft) Observer with Sighting Rod (3.5 ft)
평면교차로의 계획 – 교통 관제
• 신호 교차로
- 설계 속도에 따라 교통관제에 주의
• 일시 정지 및 양보표지
- 주 도로와 부도로의 교통량에 따라 영향
- 일시 정지표지 설치하는 도로 임계 교통량을 용량보다 적게 설정
• 회전교통
- 좌/우 회전 자동차가 직진 교통 류를 방해 하지 않도록 함 - 도로규격, 설계기준 자동차 및 교통운영 방법을 고려
설치 위치
1)평면선형을 고려핚 설치 위치;
교차로는 평면선형이 직선인 곳에 설치 하는 것이 원칙
부득이 곡선부 설치 시 곡선부 바깥쪽에 접속하는 것이 바람직함
2)종단선형을 고려한 설치 위치
교차로는 급경사 구갂 , 그리고 종단곡선 구갂에 설치 금지 부득이핚 경우 오목형 종단 곡선부에 설치 하는것이 유리 (시거확보)
평면교차로의 계획 – 평면교차로 갂의 최소 갂격
• 설치 간격 = f(차로 변경에 필요한 거리, 전 차로 길이, 인지성)
• 차로 변경에 필요한 길이(rot)
– L=a×V×N
L=순간격(m)
V=설계속도(km/h)
N=설치 차로수
a= 상수(시가지 1, 지방지역2~3)
전체사고율(y) = -16.32Ln(x) + 30.45 R2 = 0.7393
복합사고율(y) = -11.79Ln(x) + 21.88 R2 = 0.7345
사망사고율(y) = -1.54Ln(x) + 2.32 R2 = 0.6702
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
이 격 거 리
사 고 율
전체 사고율
사망 사고율
복합 사고율
Y =사고율 X=이격거리
평면교차로 갂의 갂격
-
최소 설치 간격– 교차로의 모서리에서부터 가장 가까운 접근로 출입 지접까지의 거리
국도의 평면교차 갂격
• 국도Ⅰ 과 다른 도로는 입체교차를 원칙; 불가 피핛 경우에는 3개/10km 이하
• 국도Ⅱ와 다른 도로는 입체 교차를 원칙으로 하되, 5개/10km 이하
• 국도Ⅲ과 국도ⅠⅡ를 제외핚 다른 도로와의 연결은 평면교차를 원칙, 5~10개소/10km를 기준
