ABSTRACT
PURPOSES : This study aims to evaluate the road safety of the super-elevation transition section of a left turn curve and suggest the minimum longitudinal grade of a super-elevation transition section to be used before and after a left curved section.
METHODS : We evaluated the road condition by means of the safety-criterion-evaluation method involving side friction factors, and then solve the problem by introducing the minimum longitudinal grade criterion based on conditions described in the hydraulics literature.
RESULTS : It was calculated that when a road satisfies hydroplaning conditions, the difference between side friction assumed and side friction demanded is less than - 0.04. In this case, the safety criterion for the condition is unsatisfied. Conversely, when a road is in a normal state under either wet or dry conditions, it was calculated that the difference between side friction assumed and side friction demanded is more than 0.01. Thus, the safety criterion for this condition is found to be satisfied. After adjusting the minimum longitudinal grade applied to a super-elevation transition section, the hydroplaning condition can be eliminated and the safety criterion can be met for all sections.
CONCLUSIONS : It is suggested that a minimum longitudinal grade should be provided on super-elevation transition sections in order to prevent hydroplaning.
Keywords
longitudinal grade, cross slope, safety criterion, hydroplaning, vertical grade, highway, superelevation
간선도로 좌곡선부 전후구간 수막현상 방지를 위한 종₩횡단경사 조합 적용방안
A Method of Compounding Application of Longitudinal Grade and Superelevation on Left Curved Section in Arterial for Preventing Hydroplaning
정`지`환 Jung, Ji Hwan 경기대학교 도시₩교통공학과 학사과정 (E-mail : [email protected])
오`흥`운 OH, Heung Un 정회원·경기대학교 도시₩교통공학과 교수·교신저자 (E-mail : [email protected])
1. 서론
1.1. 연구배경 및 목적
본 연구는 국내 간선도로 좌곡선부 전후 횡단경사 변화 구간은 도로면이 편평해지는 구간이 존재하고, 이러한 편 평한 구간은 수막현상을 유발할 수 있다는 점에 착안한다.
따라서 본 연구는 수막현상이 발생하는 횡단경사 변 화구간에서 도로면이 편평해지는 구간을 제거할 수 있 도록 최소종단경사 기준을 제시하고자 한다.
수막현상이란 주행하는 차량의 타이어와 노면 사이에 수막이 생겨 타이어가 노면 접지력을 상실하는 현상을
Corresponding Author : Oh, Heung Un, Professor
Department of Urban & Transportation Engineering College of Engineering, Kyonggi University. 154-42, Gwanggyosan-ro,
Yongtong-gu, Suwon-si, Gyeonggi-do, 443-760, Korea Tel : +82.31.249.9742 Fax : +82.31.244.6300 E-mail : [email protected]
International Journal of Highway Engineering http://www.ksre.or.kr/
ISSN 1738-7159 (print) ISSN 2287-3678 (Online)
Received Sep. 12. 2014 Revised Sep. 12. 2014 Accepted Oct. 1. 2014 Int. J. Highw. Eng. Vol. 17 No. 1 : 105-118 February 2015
http://dx.doi.org/10.7855/IJHE.2015.17.1.105
말한다. 타이어와 노면 사이에 수막이 생기는 이유는 타 이어의 트레드가 노면위의 물을 다 배수시키지 못하기 때문이다. 이때 차량은 물위를 떠다니는 현상을 일으키 는데, 이때 차량이 곡선주행 시 필요한 마찰력을 공급받 지 못하여 미끄러지게 된다.
도로의 좌곡선부 전후 횡단경사 변화구간에서는 경사 가 편평해지는 구간이 발생한다. 일반적으로 도로 곡면부 에서는 노면의 경사에 변화를 주어 주행 중인 차량에 가 해지는 원심력을 상쇄한다. 이러한 횡단경사 변화구간은 도로의 경사가 역경사에서 순경사로 변화함에 따라 도로 면이 편평해지는 구간이 존재한다(정재학, 2009). 하지만 우곡선부의 경우는 직선부 및 곡선부에서 모두 안쪽차로 방향으로 경사가 형성되어 있다. 따라서 횡단경사 변화구 간에서는 경사가 편평해지는 구간이 발생하지 않는다.
일반적으로 고속도로의 강우 시 교통사고는 우커브 구간보다는 좌커브 구간에서 많이 발생하고 있으며, 그 주요한 사유가 빗물배수문제라고 보는 시각이 있다(정 석진, 2011). 또한 영동고속도로 사고잦은지점의 교통 사고분석을 실시한 결과 교통사고분포 중 횡단경사 변 화구간에서 발생한 교통사고가 많은 부분을 차지하고 있다(최병남, 2010).
국내의 도로구조및시설기준에는 종단경사 및 횡단경 사의 배수를 위한 경사도에 대한 기준은 있지만, 횡단경 사 변화구간에서의 최소종단경사 기준에 대한 언급이 없다. 하지만 미국 및 독일 등지의 도로시설기준에서는 횡단경사 변화구간에서의 최소종단경사 기준을 제시하 여 횡단경사 변화구간에서의 물고임을 방지하고 있다.
국내에는 횡단경사 변화구간에서의 최소종단경사 기준 이 없어 횡단경사 변화구간과 종단경사가 편평해지는 구간이 중복되는 구간이 발생한다. 이 구간은 물이 고여 수막현상이 발생하는 주원인이 된다.
이에 본 연구의 목적은 횡단경사 변화구간에서의 최 소종단경사 기준을 제시하는 것이 목적이다. 이를 위해 구체적으로 다음과 같은 과정을 거치고자 한다. 첫째, 국내 간선도로 좌곡선부 전후 횡단경사 변화구간의 수 막현상 구간을 도출하고자 한다. 둘째, 국내 간선도로 좌곡선부 전후 횡단경사 변화구간의 도로안전성을 평가 하고자 한다. 셋째, 국내 간선도로 좌곡선부 전후 횡단 경사 변화구간에서 해외기준을 고려한 최소종단경사 기 준을 도입하고자 한다.
1.2. 연구의 범위
본 연구에서는 분석을 위하여 다음의 가정이 필요하
였다. 첫째, 수막현상은 80km/h 이상에서 발생한다. 첫 번째 가정은 수막현상구간 발생대상지를 선정하는데 필 요하였다. 그 이유는 수막현상은 보통 속도가 높은 도로 에서 발생하기 때문에, 임의의 도로를 안전성 평가하면 평가를 할 때 수막현상을 고려할 수 없기 때문이다. 이 러한 가정은 3.1.1(도로 안전성 평가 대상지 선정)에서 설명하였다. 두 번째, 수막현상은 문헌기준상의 배수를 위한 경사도 이하에서 발생한다. 두 번째 가정은 수막현 상구간을 도출하는데 필요하였다. ‘수막현상은 도로 경 사도가 특정값 이하일 경우에 발생한다.’에 대해서 아 직은 연구가 미비한 실정이다. 따라서 구체적인 수막현 상 구간을 도출하기 위하여 두 번재 가정이 필요하였다.
이 가정은 3.1.2(수막현상 구간분석)에서 설명한다. 셋 째, 수막현상 시 차량의 횡방향미끄럼마찰계수는 0이 다. 수막현상은 일반적으로 바퀴와 노면이 떨어져 있는 상태로 알려져 있다. 따라서 수막현상 시 타이어가 받는 마찰력은 0이다. 하지만 물이 고여있는 범위에 따라 차 량이 받는 마찰력은 0이 아닐 수도 있다. 따라서 모든 타이어가 수막현상 구간에 진입하였다고 가정하여, 수 막현상 시 차량의 횡방향미끄럼마찰계수는 0으로 가정 하였다. 세 번째 가정은 3.1.3(도로안전성 평가)의 절차
②에서 설명한다.
본 연구의 대상지 선정을 위하여 특정 간선도로의 설 계도면을 사용하였다. 안전성 평가 대상지는 그 중에서 도 수막현상이 발생할 수 있는 좌곡선부 전후 횡단경사 변화구간을 대상으로 하였다.
2. 문헌 검토 2.1. 문헌기준 검토
국내에서는 노면의 배수를 고려할 때 종단경사를 최 소 0.3% 이상으로 하는 것이 권장되어 있다(도로구조및 시설기준, 2008). 하지만 이 최소종단경사 기준은 횡단 경사 변화구간을 고려하지 않은 것으로, 국내에서는 도 로설계 시 일반적으로 종단경사 변화구간 외의 지역에 서 이 기준을 적용한다. 하지만 해외 다수의 문헌에서는 국내와 달리 횡단경사 변화구간을 고려한 특정지점에 적용할 수 있는 최소종단경사 기준을 제시하였으며, 각 문헌에 제시된 기준은 다음과 같다.
ODOT hydraulics manual은 최소종단경사 기준을 0.3~0.5%로 제시하였으며, 최소종단경사 기준은 도로 의 편평한 구간에서 유지되어야 한다고 제시하였다. 여 기에서 편평한 구간은 횡단경사 변화구간이라고 제시하
였다.
WSDOT hydraulics manual은 최소종단경사 기준 을 0.3~0.5%로 제시하였으며, 이 기준이 배수를 위한 기준이라고 제시하였다. 횡단경사 변화구간에서는 배수 의 변화가 생기므로, 도로설계자는 물고임이 생기지 않 도록 주의해야 한다고 제시하였다.
TxDOT hydraulics manual은 최소종단경사 기준 을 0.3%로 제시하였으며, 횡단경사 변화구간에서 물고 임을 방지하기 위하여 최소종단경사 기준이 유지되어야 한다고 제시하였다.
Lamm et al(1999)은 종단경사에서 상대적 횡단배수 경사(Relative grade of the superelevation runoff) 를 뺀 값이 0.2~0.5% 정도가 되어야 한다고 제시하였 다. 이 기준은 횡단경사와 종단경사를 종합적으로 고려 한 기준이라고 할 수 있다.
독일 도로설비규정(RAS)은 조건부로 최소종단경사 기 준을 0.2~1.0%로 제시하였다. 최소종단경사의 제시조 건으로서 횡단경사 변화구간, 긴 교량 등을 제시하였다.
AASHTO(2011)는 최소종단경사 기준을 0.2~0.5%
로 제시하였다.
2.2. 선행연구 검토
고속도로의 횡단경사 변화구간에서 교통사고 및 배수 문제 관련연구는 횡단경사 변화구간과 미끄럼사고의 연 관성을 찾고자 검토하였다. 횡단경사 변화구간이 미끄 럼사고와 연관성이 있다면, 횡단경사 변화구간은 배수 취약구역이고, 미끄럼사고 위험구역으로 판단할 수 있 다. 다음은 고속도로의 횡단경사 변화구간에서 교통사 고 및 배수문제 관련 선행연구이다.
윤덕근 외(2013)는 도로교통공단의 고속도로 교통사 고 통계분석자료를 참고하여 강우 시 사고의 대부분은 노면 물고임에 따른 수막현상과 시계확보 곤란과 연관 된 것이라고 제시했다.
정석진(2011)은 강우 시 고속도로 교통사고 특성에 관한 연구에서 곡선형태의 경우 노선별로 차이는 있으 나 우커브보다는 좌커브 구간에서 1.86배에서 2.63배 높은 비율로 발생하고 있다고 제시하였다. 또한 횡단경 사 변화구간에서의 높은 사고율의 주요한 사유는 횡단 경사의 변화로 인한 빗물 횡단현상으로 판단된다고 제 시하였다.
최병남(2010)은 고속도로 횡단경사 변화구간의 사고 특성에 관한 연구에서 영동고속도로 사고잦은지점을 대
상으로 교통사고분석을 실시한 결과 3년간(2006~
2008) 34건의 사고 중 25건의 사고가 횡단경사 변화구 간에서 발생하였다고 제시하였다.
심명진(2012)는 강우 시 고속도로 노면배수 취약구간 의 개선방안 연구에서 고속도로 노면배수 취약구간으로 서 횡단경사가 변화하는 구간을 선정하였으며, 개선방 안으로 종방향 및 횡방향 그루빙을 실시하는 방안을 제 시하였다.
수막현상에 대한 연구는 수막현상이 통상적으로 발생 하는 속도에 관하여 고찰한 후, 수막현상이 발생할 수 있는 대상지를 선정하는데 이용하였다. 또한 수막현상 과 미끄럼사고의 관련여부를 도출하는데 이용하였다.
윤덕근 외(2013)는 수막현상은 통상적으로 80km/h 이상의 속도에서 발생되는 것으로 알려져 있다고 제시 하였다.
한국건설기술연구원(1997)은 포장상태에 따른 노면 물고임과 수막현상, 미끄럼 저항성의 관계가 서로 연관 성을 지니고 있을 뿐 아니라, 상호 밀접한 관계를 지니 고 있음을 제시하였다. 또한 강우로 인하여 습윤된 포장 의 경우는 속도 증가에 따라 미끄럼 저항 값이 낮아진다 고 제시하였다.
정재학(2009)는 도로 경사면에서의 수막현상 연구를 위한 유체역학적 파동 모델을 연구하였다. 연구를 위하 여 자체 개발한 비선형 동역학적 확산파 모델을 이용하 여 도로면 수막현상을 연구하였다. 연구결과 수막현상 은 도로의 횡단경사변화, 도로방향 경사변화, 강우강도, 그리고 도로 폭과 밀접한 관련이 있음을 발견하였다. 이 를 바탕으로 수막현상을 제어하기 위한 최적의 도로방 향 경사도를 연구하였으며, 수막현상을 제어하기 위한 최적의 도로방향 경사도는 0.3~0.4% 범위가 최적의 경사도임을 발견하였다.
손정삼 외(2005)는 차량 속도에 따른 타이어 수막현 상의 특성연구에서 수막현상 특성은 차량속도에 매우 큰 영향을 받는다고 제시하였다. 따라서 수막현상과 차 량의 속도간의 관계를 밝히는 것은 매우 중요하다고 제 시하였다. 하지만 실험방법은 매우 제한적이며, 근래에 는 시뮬레이션을 이용한 방법이 넓게 선택되고 있다고 제시하였다. 시뮬레이션 분석결과 교통사고의 가장 중 요한 요인은 수막현상으로 인한 타이어 슬립이라고 제 시하였다.
종단경사 선행연구검토는 국내의 종단경사 연구가 종
₩횡단경사를 조합하여 연구하였는지, 최소종단경사 관 련연구가 있는지 여부를 도출하기 위하여 조사하였다.
종단경사 설계기준에 대한 연구는 다음과 같다.
송민태 외(2013)은 초고속 주행환경에서의 종단경사 설계기준에 관한 기초연구를 하였다. 연구를 위하여 교 통 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 유형별 주행속도의 속도시간곡선을 도출하고, 속도시간그래프를 이용하여 최대종단경사가 주어졌을 때의 경사거리를 측정하는 방 법을 이용하였다. 결론으로써 일반차량(트럭)의 130km/h~140km/h 설계속도에서의 최대종단경사 기 준은 2%임을 제시하였다.
이승용(2008)은 차량성능을 고려한 종단경사 설계방 안을 연구하였다. 연구를 위하여 세계 각국의 지형과 최 대종단경사 적용기준을 비교하여 우리나라의 최대종단 경사의 적용 현황을 분석하였고, 국내의 트럭현황을 검 토하여 성능곡선을 도출하는 방법을 이용하였다. 결론 으로써 산지와 같이 지형의 영향을 많이 받는 지역에서 설계자들은 경제성을 고려하여 탄력적인 종단경사 적용 을 할 수 있다고 제시하였다.
김상엽 외(2007)은 차량성능을 고려한 최대종단경사 합리화연구를 하였다. 연구를 위하여 국내외 지형상황 과 최대종단경사 기준을 비교하였으며 시뮬레이션을 활 용하는 방법을 이용하였다. 결론으로써 트럭의 중력-마 력비가 150lb/hp까지 상향조정된다면 최대종단경사 적 용의 1~2% 허용이 가능하다고 제시하였다.
2.3. 시사점
문헌기준 및 선행연구 검토를 통한 시사점은 다음과 같다.
국내에서는 해외와 달리 도로설계 시 종₩횡단경사를 조합하여 고려하는 방안에 대한 기준이 없는 실정이며, 해외 다수의 도로설계 매뉴얼에서 횡단경사 변화구간에 서의 최소종단경사의 기준을 제시하고 있다. 이는 해외 다수의 나라에서 횡단경사 변화구간에서의 최소종단경 사의 기준이 필요하다고 인식하고 있다는 것을 나타낸 다고 판단된다.
고속도로의 횡단경사 변화구간에서 교통사고 및 배 수문제 관련연구는 횡단경사 변화구간은 교통사고가 상당부분 발생하고 있으며, 배수에 문제가 있다는 것을 나타내고 있다. 국내 고속도로 횡단경사 변화구간은 문 제가 있으며, 개선안이 제시될 필요성이 있다는 것을 나타낸다.
수막현상 관련연구는 수막현상은 통상적으로 80km/h 이상에서 발생한다는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는
수막현상이 발생할 수 있는 도로를 고려하여 간선도로로 사례대상지를 선정하였다. 또한 수막현상이 횡단경사 변 화가 영향이 있음을 알 수 있었다. 횡단경사 변화구간은 수막현상이 발생하는 요인 중 하나이며, 수막현상이 발 생하지 않도록 개선안이 제시될 필요성이 있다는 것을 나타낸다.
종단경사 설계기준에 대한 연구에서는 국내에는 최대 종단경사 기준에 관한 연구는 있지만, 횡단경사 변화구 간에서의 최소종단경사 연구와 같은 종₩횡단경사가 조 합된 기준에 관한 연구는 빈약한 실정이다. 따라서 국내 의 환경을 고려한 횡단경사 변화구간에서의 배수를 위 한 최소종단경사 기준에 대한 연구가 필요하다고 판단 된다.
3. 분석절차
본 연구의 분석절차는 다음과 같다. 첫째, 좌곡선부 전후 횡단경사 변화구간에서 도로안전성 평가를 한다.
도로안전성 평가를 함으로써 국내 간선도로의 도로안전 성 결여구간을 도출하고자 한다. 도로안전성 평가방법 은 3.1(개선전 도로안전성 평가)에서 설명한다. 둘째, 좌곡선부 전후 횡단경사 변화구간에서의 문헌상의 최소 종단경사 기준을 도입한다. 기준을 도입함으로써 도로 안전성 결여구간을 제거하고자 하였다. 문헌기준을 도 입하는 방법은 3.2(해외문헌기준을 고려한 개선안 도입 방법)에서 설명한다. 셋째, 개선안 적용 시 좌곡선부 전 후 횡단경사 변화구간에서 도로안전성 평가를 한다. 개
Fig. 1 Procedure of Study
선안을 적용하였을 경우 위험구간의 제거효과를 확인하 고자 하였다. 개선안 적용 시의 도로안전성 평가방법은 3.3(개선안 적용시 도로안전성 평가)에서 설명한다. 본 연구의 분석절차는 Fig. 1에 나타내었다.
3.1. 개선전 도로안전성 평가 3.1.1. 도로안전성 평가 대상지 선정
선행연구 검토결과 수막현상은 통상적으로 80km/h 이상에서 발생한다는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 연 구는 선행연구 검토결과에 따라 수막현상이 발생할 수 있는 설계속도 80km/h의 간선도로로 평가 대상지를 선 정하였다. 평가 대상지의 사례는 국내 간선도로 좌곡선 부 전후 횡단경사 변화구간 중 3개의 사례로 선정하였 다. 또한 본 연구에서는 수막현상이 발생할 수 있는 경 사면이 편평해지는 구간을 도출하기 위하여 종단경사 변화구간과 횡단경사 변화구간이 중복되는 구간을 선정 하였다. 종단경사 변화구간과 횡단경사 변화구간은 각 각 도로경사가 편평해지는 부분이 발생하기 때문이다.
Table1은 사례별 도면 및 종₩횡단경사 변화구간을 나타 낸 것이다. Table 1의 Plans은 평가대상지의 도면을 나 타낸 것이다. 도면 아래 수치는 도면의 측점을 나타낸 것이며, 4.1.1(기존사례의 수막현상 구간 도출결과), 4.3.1(개선안 적용 시 수막현상 구간 도출결과)에서 제 시된다. Table 1의 Overlap section이라 설명한 화살 표는 종단경사 변화구간과 횡단경사 변화구간의 중복구 간을 나타낸 화살표이다. 본 연구에서는 세 개의 사례를
각각 (a), (b), (c)라고 지칭한다.
3.1.2. 수막현상 구간 분석
수막현상 구간을 분석하는 이유는 도로의 안전성 평가 시 노면조건에 수막현상 구간을 포함시키고자 함이다.
수막현상은 차량의 미끄럼사고 발생에 주요한 요인이라 는 선행연구에 따라 도로안전성 평가 시 수막현상 구간 을 포함하는 것이 필요하다고 판단했다(손정삼 외, 2005). 수막현상 구간 분석방법으로서 수막현상 기준점 을 가정하는 것이 필요하였다. 왜냐하면 수막현상은 특 정경사도 이하에서 발생한다는 논문연구가 미비한 실정 이기 때문에, 구체적인 수막현상 구간을 도출하기 위해 서는 가정이 필요하였다. 수막현상 구간 도출방법은 해 외문헌상의 배수기준점 내의 구간을 수막현상 구간으로 서 도출하는 방법을 이용하였다. 국내에도 배수를 위한 최소종단경사 기준이 있지만, 이는 횡단경사 변화구간을 고려하지 않은 기준이기 때문에 적용하지 않았다.
수막현상 기준점 가정 방법은 ODOT hydraulics manual, WSDOT hydraulics manual, AASHTO 등 의 해외문헌을 고려하여 가정하는 방법을 이용하였다.
위에 언급한 해외문헌에서는 특수한 경우가 아닌 경우 횡단경사 변화구간에서의 배수를 위한 최소종단경사 기 준으로서 보통 0.5%를 제시하고 있다. 이 중 ODOT hydraulics manual은 횡단경사 변화구간에서의 배수 경사기준을 0.5%로 구체적으로 제시하였다. 본 연구에 서는 ODOT hydraulics manual을 고려하여 수막현
Division (a) Rural highway section 1 (b) Rural highway section 2 (c) Rural highway section 3
Plans
Vertical overlaped
sections
Table 1. Overlap Sections
상 구간을 종₩횡단경사가 0.5% 이하인 구간으로 가정 하였다.
본 연구의 가정에 따라 수막현상 발생구간을 도출하 고 분석하기 위하여 다음의 과정을 이용하였다. 첫째, 종단경사 변화구간과 횡단경사 변화구간 중 경사도가
｜0.5｜%미만인 구간을 각각 도출하였다. 둘째, 경사도
｜0.5｜%미만인 구간이 중복되는 구간을 도출하였다.
셋째, 수막현상 발생구간을 분류하였다. 구간 분류기준 은 구간별 종₩횡단경사 조건에 따른다. Table 2는 종
₩횡단경사의 구간별 조건에 따른 수막현상 발생여부를 나타낸 표이다. 구간②(종₩횡단경사가 모두 ｜0.5｜%
미만)는 수막현상이 발생한다고 제시하였다. 구간을 분 류한 이유는 수막현상이 발생하는 구간②을 제거하는 과정을 제시하기 위하여 분류하였다.
3.1.3. 마찰계수를 이용한 도로안전성 평가
본 연구에서는 도로안전성 평가방법론으로써 횡방향 미끄럼마찰계수1)를 이용한 도로안전성평가 방법론2)을 이용하였다. 이는 차량의 곡선주행 시 미끄러지지 않기 위해 필요한 횡방향미끄럼마찰계수와 노면조건별 횡방 향미끄럼마찰계수의 차이값을 이용하여 도로안전성을 평가하는 것이다. 즉 차량이 주행하는데 충분한 마찰력 이 도로에 존재하는가 여부를 판별하는 것이다. 여기서 노면조건별 횡방향미끄럼마찰계수에서 노면조건에는 본 연구에서 분류한 수막현상 시, 습윤 시, 건조 시의 횡 방향미끄럼마찰계수가 있다. 도로안전성 평가방법론은 다음과 같이 이용되었다. 첫째, 기존 대상지의 도로안전
성을 평가하는데 이용되었다. 이는 기존 대상지의 도로 안전성 결여구간을 도출하기 위함이다. 둘째, 개선안이 적용된 대상지의 도로안전성을 평가하는데 이용되었다.
이는 개선안을 적용한 후에 개선안의 효과정도를 파악 하기 위함이다.
Table 3은 도로안전성 평가방법론의 과정을 설명한 표이다. 도로안전성 평가방법론의 과정은 다음과 같다.
첫째, 노면조건을 분류한다. 둘째, 노면조건별 횡방향미 끄럼마찰계수( )와 차량이 곡선주행 시 미끄러지지 않기 위해 필요한 횡방향미끄럼마찰계수( )의 값을 도출한다. 셋째, 노면조건별 횡방향미끄럼마찰계수(
)와 곡선주행 시 필요한 횡방향미끄럼마찰계수( )의 차이값을 도출한다. 넷째, 노면조건별 횡방향미끄럼마 찰계수( )와 곡선주행 시 필요한 횡방향미끄럼마찰계 수( )의 차이값을 이용하여 도로안전기준의 결여여부 를 평가한다. 도로안전성 평가방법론의 과정은 ①~④ 에서 설명하며 Fig. 2는 도로안전성 평가 흐름도를 나 타낸 그림이다.
① 노면조건별 분류
노면조건별 횡방향미끄럼마찰계수( )는 수막현상 시. 습윤 시, 건조 시로 값을 분류하였다. 이는 차량의 주행 시 노면의 조건별 주행안전성을 평가하기 위함이 다. 국내 도로구조및시설기준에는 노면조건으로 결빙 시, 습윤 시, 건조 시에 대한 언급은 있지만 수막현상 시 에 대한 언급이 없다. 하지만 본 연구에서는 미끄럼사고 의 주요원인이 수막현상으로 인한 타이어슬립이라 제시 한 연구에 의거하여 노면조건에 수막현상 시를 포함시 켰다(손정삼 외, 2005). 노면결빙 시는 미끄럼사고의 주요한 요인일 수 있으나, 본 연구에서는 도로의 배수문 제로 인한 수막현상에 주안점을 두었다.
② 노면조건별 횡방향미끄럼마찰계수( )와 곡선주행 시 필요한 횡방향미끄럼마찰계수( )의 값 도출 노면조건별 횡방향미끄럼마찰계수( )의 조건별 값 도출방법은 다음과 같다. 수막현상 시의 횡방향미끄럼 마찰계수는 차량의 타이어가 모두 포장면으로부터 분리
Table 2. Conditions of Slopes in Case of Hydroplaning
Section Longitudinal and cross slope grade(%)
Hydroplaning cause
① One of the longitudinal and cross
slope is more than 0.5 X
② Both of the longitudinal and cross slope is less than 0.5 o
③ Both of the longitudinal and cross slope are more than 0.5 X
1) 자동차가 평면곡선부를 주행할 때 원심력에 대항하여 노면에 수직으로 작용하는 힘이 횡방향력으로 작용하게 된다. 이때 포장면에 작용하게 되는 수직력이 횡방향마찰력으로 변환되는 정도를 나타내는 것이 횡방 향 미끄럼마찰계수라고 한다(도로구조및시설기준, 2008).
2) 도로안전성 평가기준 방법론(Safety criterion evaluation)을 참고하 였다(Lamm et al, 1999).
Fig. 2 Procedure of Road Safety Evaluation
(Lamm et al, 1999)
된 상태를 가정하였다. 따라서 수막현상 시의 횡방향미 끄럼마찰계수( )는 0으로 가정하였다. 습윤 시의 노 면조건별 횡방향미끄럼마찰계수( )는 노면조건별 횡 방향미끄럼마찰계수( ) 도출식을 이용하였다(Lamm, et al, 1999). 도출식은 Eq. (1)과 같다. 설계속도는 80km/h일때를 고려하였다.
여기에서, = 노면조건별 횡방향미끄럼마찰계수
= 설계속도(km/h)
건조 시는 일반적으로 급제동 시나 급가속 시와 같은 경우가 아닌 이상 미끄럼사고가 발생하지 않는다. 따라 서 건조 시의 노면조건별 횡방향미끄럼마찰계수( )는 속도별로 가질 수 있는 최대 허용 횡방향미끄럼마찰계 수(Maximum permissible tangential friction factor) 도출공식을 이용하였다. 도출식은 Eq. (2)와 같 다.
여기에서, = 최대 허용 횡방향미끄럼마찰계수
= 설계속도(km/h)
곡선주행 시 필요한 횡방향미끄럼마찰계수( )는 도출식을 이용하였다(Lamm et al, 1999). 도출식 은 Eq. (3)과 같다.
여기에서, = 곡선주행 시 필요한 횡방향미끄럼 마찰계수
= 85th-%tile 예측 주행속도(km/h)
= 곡선반경(m)
= 횡단경사(%/100)
Eq. (3)의 횡단경사( )의 대입방법은 3.1.2의 Table
Division Explanation
Phase 1) Classify the Road condition
The road friction factor is changed according to the road condition. We suggest 3 types of road conditons. Those are hydroplaning, wet, dry condition. Generally road structure and facillity book(2008) indicates road condition into two types of dry and wet. But we add hydroplaning condition because skidding accident is mainly occurred when road has a condition that has possibility of hydroplaning
Phase 2) Calculate the value
( , )
(side friction assumed)
Road conditon Method
Hydroplaning
As we mentioned before. we assume that the hydroplaning side friction factor is 0. because we considering worst condition when skidding accident arousing. So we make situation that all wheels of car are separated from the road surface.
Wet Using (side friction assumed) calculation method(Lamm et al, 1999)
Dry Using (side friction assumed) calculation method(Lamm et al, 1999)
(side friction demanded)
Using (side friction demanded) calculation method (Lamm et al, 1999)
Phase 3) Calculate Defference value
( - )
In this phase, we can know whether the objective road has a sufficient enough side friction, if is more than , a car would be running safety when a car runs curved road. If is less than
, a car would be skidded when a car runs curved road.
Phase 4) Road satety
criterion evaluation In this phase, we classify the road condition using the road safety criterion
Table 3. Explanation Procedure of Road Safety Evaluation
(1)
(2)
(3)
2에서의 각 구간별로 대입할 수 있는 임의의 를 대입 하는 방법을 이용하였다. Table 4는 구간①, 구간②, 구간③이 각각 가질 수 있는 임의의 값의 범위를 나타 낸 표이다. 는 구간②의 경우 종₩횡단경사가 모두 0.5% 이하이므로 0~0.5로 범위를 설정하였다. 구간①, 구간③에서는 종단경사 또는 횡단경사가 0.5% 이상이 므로 0.5 이상으로 범위를 지정하였다.
Eq. (3)의 변수 85th-%tile 예측 주행속도( )를 도 출하는 방법으로써 곡선반경 변화율 대비 85th-%tile 예측 주행속도 곡선을 이용하여 도출하였다. Fig. 3는 해외 간선도로의 곡선반경 변화율 대비 85th-%tile 예 측 주행속도의 값을 곡선으로 나타낸 그림이다. Fig. 5 의 진한 선은 각 나라들의 곡선반경 변화율에 따른 85th-%tile 예측 주행속도의 평균치를 나타낸다. 나라 마다 85th-%tile 예측 주행속도를 도출하는 식이 달라 서 85th-%tile 예측 주행속도의 평균치를 이용하였으 며, Eq. (4)의 곡선반경 변화율(CCR)의 값을 통하여 85th-%tile 속도의 값을 도출하였다.
곡선반경 변화율(CCR)의 값은 곡선반경 변화율 도출 식에 따라 도출하였다. 도출식은 다음 Eq. (4)와 같다.
여기에서, = 곡선반경 변화율(gon/km)
= 곡선반경(m)
③ 노면조건별 횡방향미끄럼마찰계수( )와 곡선주행 시 필요한 횡방향미끄럼마찰계수( ) 차이값 도출 Table 5는 노면조건별 횡방향미끄럼마찰계수( )와 곡선주행 시 필요한 횡방향미끄럼마찰계수( )의 차이 값 계산표를 나타낸 것이다. 절차 ①~②에 걸쳐 도출하 였던 노면조건별 횡방향미끄럼마찰계수( )와 곡선주 행 시 필요한 횡방향미끄럼마찰계수( )의 분류값을 행머리와 열머리에 나타내었다. 또한 노면조건별 횡방 향미끄럼마찰계수( )와 곡선주행 시 필요한 횡방향미 끄럼마찰계수( )의 각 조건에 따른 차이값을 결과 1~9까지 나타내었다. 차이값은 절차 ④의 도로안전성 기준 분류에 이용된다.
④ 도로안전성 기준 분류
노면조건별 횡방향미끄럼마찰계수( )와 곡선주행 시 필요한 횡방향미끄럼마찰계수( )의 차이값은 도로 안전성 평가기준에 따라 분류된다. 도로안전성 평가기 준은 안전기준 충족(Good design), 안전기준 적합 (Fair design), 안전기준 미달(Poor design)으로 분류 된다. Table 6의 안전기준 미달(Poor design)은 차량
Table 4. Value Ranges by Cross Slopes
Section Longitudinal and cross slope
grade(%) value
① one of the longitudinal and cross
slope is more than 0.5 0.5≤
② both of the longitudinal and cross
slope are less than 0.5 0 ≤ 0.5
③ both of the longitudinal and cross
slope are more than 0.5% 0.5≤
Fig. 3 85th-%tile Speeds vs CCR
(4)
Table 5. Calculation of Difference Value (
- )Division ① section ( )
② section ( )
③ section ( )
Hydroplaning ( )
Result 1
( - )
Result 2
( - )
Result 3
( - )
Wet ( )
Result 4
( - )
Result 5
( - )
Result 6
( - )
Dry ( )
Result 7
( - )
Result 8
( - )
Result 9
( - )
Table 6. Road Safety Criterion (Lamm et al, 1999)
Safety criterion Condition
Good design
-
≥ +0.01Fair design -0.04
≤ -
≤ +0.01Poor design
-
-0.04Average
0.0 1.4 2.7 4.1 5.5 6.8 8.2 9.6 11.0 12.3 13.7 15.1 16.5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
DC(deg/100ft) CCR/CCRs(gon/km) 125
110
95
80
65
50
85th-percentile spee d V85 (km/h)
이 도로에서 곡선주행을 할때 도로의 안전성이 결여되 었다는 것을 의미한다.
3.2. 해외문헌기준을 고려한 개선안의 도입방법 본 장에서는 해외문헌기준을 고려하여 국내 간선도로 횡단경사 변화구간에서 최소종단경사 기준을 적용하는 방법을 설명하고자 한다. Table 7은 해외문헌별 횡단경 사 변화구간의 최소종단경사 기준을 나타낸 표이다. 해 외문헌은 최소종단경사의 범위를 적게는 0.2% 많게는 1.0% 정도로 제시하고 있다. 해외기준 검토결과 수리학 (Hydraulic)을 고려한 설계기준은 횡단경사 변화구간에 서의 최소종단경사 기준으로 0.3~0.5%를 제시하고 있 다(ODOT hydraulics manual, WSDOT hydraulics manual, TxDOT hydraulic design manual). 본 연 구에서는 3.1.2(수막현상 구간 분석)에서 배수를 위한 경 사기준을 0.5%로 가정하였고, 따라서 경사가 ｜0.5｜%
미만인 구간은 수막현상 구간이라고 설정하였다. 본 연 구에서는 3.1.2(수막현상 구간 분석)에서 이용한 배수경 사 0.5%를 횡단경사 변화구간에서의 수막현상이 일어나 지 않기 위한 최소종단경사 기준으로 적용하였다. 설정 된 횡단경사 변화구간에서의 최소종단경사 기준은 개선 안 적용시에 이용된다.
Table 8은 개선안을 나타낸 표이다. 개선안은 종₩횡 단경사가 모두 0.5% 미만인 구간을 허용하지 않는다.
개선안의 목적은 본 연구에서 도입한 최소종단경사 기 준인 0.5%가 횡단경사 변화구간에서도 유지되도록 하
는 것이다.
본 연구에서는 개선안의 적용방법으로써 기존 대상지 의 횡단경사 변화구간에서의 종단경사 수치를 변화시키 는 방법을 이용하였다. 횡단경사 변화구간에서 종단경 사 수치를 변화시켜서 종₩횡단경사가 모두 0.5% 미만 인 구간이 발생되지 않도록 하였으며, 그 결과는 4.2.1(개선안 적용 시 종₩횡단면도)에 나타냈다.
3.3. 개선안 적용 시 도로안전성 평가
개선안 적용 시의 도로안전성 평가는 3.1(개선전 도로 안전성 평가)와 같은 도로안전성 평가방법론을 이용한 다. 단, 도로안전성 평가 대상지의 종₩횡단경사 수치는 개선안 적용 시의 수치로 적용하였다.
4. 분석결과
4.1. 기존사례의 도로안전성 평가 4.1.1. 기존사례의 종₩횡단면도
본 소절은 기존대상지의 종₩횡단경사 수치를 나타낸 도면을 나타낸다. Fig. 4는 기존대상지 (a), (b), (c)를 나타낸다. 기존대상지의 종₩횡단경사 수치는 4.1.2(기 존사례의 수막현상 구간 도출결과)에 이용된다.
Table 7. Minimum Longitudinal Grade in Each Literature
Documents Minumum longitudinal grade in superelevation transition section(%) ODOT hydraulics
manual
0.3~0.5 (※ drainage grade 0.5) WSDOT hydraulics
manual 0.3~0.5
TXDOT hydraulics
manual 0.3
Highway design and traffic safety engineering
handbook
RAS 0.2~1.0 (different by condition) AASHTO 0.2~0.5 (different by condition) RGDM 0.2~0.5 (different by condition)
Table 8. Suggestion of Minimum Slope Standard
Improvement standards
longitudinal and superelevation
grade(%) Acceptance
One of the longitudinal and cross slope is more than 0.5
Yes
Both of the longitudinal and cross slope are less than 0.5
No
Both of the longitudinal and cross slope are more than 0.5%
Yes
(a) Rural highway section 1 (Before improvment)
<Figs. Continued>
4.1.2. 기존사례의 수막현상 구간 도출결과
본 소절은 기존대상지의 수막현상 구간 분석결과를 나 타낸다. Fig. 5는 수막현상 구간을 도출한 결과를 나타 낸다. Fig. 6의 (a), (b), (c)는 각각 종단경사가 ｜ 0.5｜%이하인 구간, 횡단경사가 ｜0.5｜% 이하인 구간, 종₩횡단경사가 모두 ｜0.5｜% 이하인 구간을 제시한 그 림이다. 기존대상지를 대상으로 종₩횡단경사를 분석한 결과 Fig 6의 (a), (b), (c) 모두 수막현상 발생구간인 구 간②가 도출되었다. Fig 5의 (a)는 수막현상 구간이 약 5m 발생하였고, (b)는 수막현상 구간이 약 20m 발생하 였고, (c)는 수막현상 구간이 약 10m 발생하였다. 기존대 상지의 수막현상 발생구간 종합결과 수막현상 발생구간 은 약 5~20m로 나타났다. 수막현상 발생결과는 4.1.2 기존사례의 안전성 평가결과를 제시하는데 이용된다.
4.1.3. 기존사례의 도로안전성 평가결과
본 소절은 기존대상지의 도로안전성 평가결과를 나타 낸다. Table 9의 (a), (b), (c)는 각각 기존대상지 (a), (b), (c)의 도로안전성 평가결과를 나타낸다. 도로안전 성 평가결과 기존대상지 (a)는 Poor design구간(안전 기준 미달)이 약 5m 발생하였고, 기존대상지 (b)는 Poor design구간(안전기준 미달)이 약 20m 발생하였 고, 기존대상지 (c)는 Poor design구간(안전기준 미달) 이 약 10m 발생하였다. 기존대상지의 도로안전성 평가 를 종합한 결과 기존대상지에서는 Result 2에서 Poor design 구간(안전기준 미달구간)이 약 5~20m로 나타 났다.
(b) Rural highway section 2 (Before improvment)
(c) Rural highway section 3 (Before improvment)
Fig. 4 Longitudinal and Superelevation Grades for Rural Highway Section 1~3
(a) Rural highway section 1 (Before improvment)
(b) Rural highway section 2 (Before improvment)
(c) Rural highway section 3 (Before improvment)
Fig. 5 Result of Hydroplaning Analysis
4.2. 개선안 적용 시 도로안전성 평가 4.2.1. 개선안 적용 시 종횡단면도
본 소절은 기존대상지의 개선안 적용결과를 나타낸 다. 기존대상지에서 종₩횡단경사가 모두 ｜0.5｜% 이 하인 구간을 제거하기 위하여 횡단경사가 ｜0.5｜% 이 하인 구간에서 종단경사수치를 ｜0.5｜% 이상으로 변 환시켜 대입하였다. Fig. 6의 (a), (b), (c)는 각각 기존
대상지 (a), (b), (c)의 최소종단경사 기준과 기존대상지 (a), (b), (c)에 개선안이 적용된 결과를 나타낸다. 개선 안이 적용된 기존대상지는 4.2.2(개선안 적용 시 수막 현상 구간 도출결과) 이용된다.
Table 9. Result of Calculating Difference Value (
- )Division ① section (frd = 0.11)
② section (frd = 0.115)
③ section (frd = 0.085) Hydroplaning
(fra = 0)
Result 1 Does not cause the hydroplaning
Result 2 Poor design (fra-frd = -0.115)
Result 3 Does not cause the hydroplaning Wet
(fra = 0.169)
Result 4 Good design (fra-frd = 0.059)
Result 5 Good desgin (fra-frd = 0.054)
Result 6 Good design (fra-frd = 0.085) Dry
(fra = 0.3)
Result 7 Good design (fra-frd = 0.1)
Result 8 Good design (fra-frd = 0.185)
Result 9 Good design (fra-frd = 0.215) (a) Rural highway section 1 (before improvement)
Division ① section (frd = 0.116)
② section (frd = 0.121)
③ section (frd = 0.101) Hydroplaning
(fra = 0)
Result 1 Does not cause the hydroplaning
Result 2 Poor design (fra-frd = -0.121)
Result 3 Does not cause the hydroplaning Wet
(fra = 0.168)
Result 4 Good design (fra-frd = 0.052)
Result 5 Good design (fra-frd = 0.047)
Result 6 Good design (fra-frd = 0.167) Dry
(fra = 0.3)
Result 7 Good design (fra-frd = 0.184)
Result 8 Good design (fra-frd = 0.179)
Result 9 Good design (fra-frd = 0.199) (b) Rural highway section 2 (before improvement)
Division ① section (frd = 0.11)
② section (frd = 0.115)
③ section (frd = 0.085) Hydroplaning
(fra = 0)
Result 1 Does not cause the hydroplaning
Result 2 Poor design (fra-frd = -0.142)
Result 3 Does not cause the hydroplaninga Wet
(fra = 0.169)
Result 4 Good design (fra-frd = 0.031)
Result 5 Good desgin (fra-frd = 0.027)
Result 6 Good design (fra-frd = 0.047) Dry
(fra = 0.3)
Result 7 Good design (fra-frd = 0.162)
Result 8 Good design (fra-frd = 0.158)
Result 6 Good design (fra-frd = 0.178) (c) Rural highway section 3 (before improvement)
(a) Rural highway section 1 (After improvment)
(b) Rural highway section 2 (After improvment)
Fig. 6 Result of Improvement Application
(c) Rural highway section 3 (After improvment)4.2.2. 개선안 적용 시 수막현상 구간 도출결과 본 소절은 개선안을 적용한 대상지의 수막현상 구간 분석결과를 나타낸다. Fig. 7은 개선안이 적용된 대상 지의 수막현상을 도출한 결과를 나타낸 그림이다. Fig
7의 (a), (b), (c)는 각각 종단경사가 ｜0.5｜% 이하인 구간을 제시하였고, 횡단경사가 ｜0.5｜% 이하인 구간 을 제시하였고, 종₩횡단경사가 중복되는 구간을 제시하 였다. 개선안이 적용된 대상지를 대상으로 종₩횡단경사 를 분석한 결과 Fig. 7의 (a), (b), (c) 모두 수막현상 발 생구간인 구간②가 제거되었다. Fig. 7의 (a)는 수막현 상 구간이 기존 5m에서 0m로 변화하였고, (b)는 수막 현상 구간이 기존 20m에서 0m로 변화하였고, (c)는 수 막현상 구간이 기존 10m에서 0m로 변화하였다. 수막현 상 발생구간 종합결과 수막현상 발생구간은 약 5~20m 제거되었다. 수막현상 발생결과는 4.2.3의 안전성 평가 결과를 제시하는데 이용된다.
4.2.3. 개선안 적용 시 도로안전성 평가결과
본 소절은 개선안을 적용한 대상지의 도로안전성 평 가결과를 나타낸다. Table 10의 (a), (b), (c)는 각각 개선안을 적용한 대상지 (a), (b), (c)의 도로안전성 평 가결과를 나타낸다. 도로안전성 평가결과 개선안을 적 용한 대상지 (a)는 기존에 Poor design구간(안전기준 미달구간)이 약 5m에서 0m로 변화하였고, (b)는 기존 에 Poor design구간(안전기준 미달구간)이 약 20m에 서 0m로 변화하였고, (c)는 기존에 Poor design구간 (안전기준 미달구간)이 기존 10m에서 0m로 변화하였 다. 개선안을 적용한 대상지의 도로안전성 평가를 종 합한 결과 Poor design구간(안전기준 미달구간)이 기 존대상지에 비하여 약 5~20m가 사라진 것으로 나타 났다.
(a) Rural highway section 1 (After improvment)
(b) Rural highway section 2 (After improvment)
Fig. 7 Result of Hydroplaning Section Analysis After Improvement Application
(c) Rural highway section 3 (After improvment)
Table 10. Result of Calculating Difference Value ( - ) After Improvment Application
(a) Rural highway section 1 (after improvement)
Division ① section
(frd= 0.11)
③ section (frd = 0.085) Hydroplaning
(fra = 0)
Result 1 Does not cause the
hydroplaning
Result 3 Does not cause the hydroplaning Wet
(fra = 0.169)
Result 4 Good design (fra-frd = 0.059)
Result 6 Good design (fra-frd = 0.085) Dry
(fra = 0.3)
Result 7 Good design (fra-frd = 0.1)
Result 9 Good design (fra-frd = 0.215)
5. 결론
국내 간선도로 좌곡선부 전후 횡단경사 변화구간은 빗 물 배수문제가 있으며, 교통사고가 상당수 발생하는 위 험한 지역이라는 것을 선행연구 검토결과를 통하여 알 수 있었다. 해외문헌 검토결과 미국과 독일 등지에서의 도로설계기준은 국내의 도로설계기준과 달리 횡단경사 변화구간에서의 최소종단경사 기준을 포함하고 있었다.
또한 횡단경사 변화구간에서의 배수문제가 발생할 수 있 으며, 도로설계 시 횡단경사 변화구간에서 물이 고이지 않도록 주의해야 한다고 제시하고 있었다. 이는 국내에 도 횡단경사 변화구간에서의 수막현상 방지를 위한 최소 종단경사기준 도입을 고려할 필요가 있다는 것을 나타낸 다고 할 수 있다. 이에 본 연구는 국내 간선도로 좌곡선 부 전후 횡단경사 변화구간에서의 수막현상을 방지하고 자 최소종단경사 기준 도입을 해결안으로 제시하였다.
본 연구에서는 문제해결과정으로써 다음과 같은 절차 를 이용하였다. 첫째, 국내 간선도로 좌곡선부 전후 횡 단경사 변화구간의 수막현상 구간을 도출하였다. 둘째, 도로안전성 평가를 이용하여 횡단경사 변화구간의 도로 안전성을 점검하였다. 셋째, 최소종단경사의 도입을 통 한 수막현상 제거효과를 분석하였다.
본 연구는 분석절차에 다음과 같은 방법론을 이용하였 다. 첫째, 수막현상구간 도출방법론으로써 횡단경사 변 화구간 중 배수경사 이하인 부분과 종단경사 변화구간 중 배수경사 이하인 구간을 중복시키는 방법론을 이용하 였다. 여기서 배수경사란 본 연구에서 가정한 수막현상 이 발생하지 않기 위한 최소경사를 말한다. 둘째, 도로안 전성 평가방법론으로써 마찰계수를 이용한 도로안전성 평가방법론을 이용하였다. 셋째, 횡단경사 변화구간에서 의 수막현상 제거 방법론으로써 해외문헌을 고려한 최소 종단경사 기준을 도입하는 방법론을 이용하였다.
본 연구를 통하여 다음과 같은 결과를 도출하였다.
1. 국내 간선도로에서 수막현상이 발생할 수 있는 구간 에 대하여 종단평면경사를 조사하였고 이를 통해 20m까지 수막현상 발생구간이 존재함을 파악하였 다. 이를 통하여 수막현상 발생구간이 매우 길고 위 험함을 제시하였다.
2. 위 대상구간에 대하여 마찰력에 의한“도로안전성 평 가기준”을 적용한 결과 대상구간에서 불량판단이 나 왔다. 따라서 도로안전성 평가기준에 의하여서도 대 상구간이 위험한 구간임을 알 수 있었고 마찰력에 의 한 도로안전성 평가기준이 적용가능하다고 할 수 있 었다.
3. 해외문헌에 의하여 최소종단경사를 0.5%로 가정하 여 새로운 기준을 제시하고 이의 효과를 증명하고자 하였다. 본 기준의 도입으로 최초 20m였던 수막현상 발생구간이 0m로 없어질 수 있음을 알 수 있었다.
이를 통해서 최소종단경사의 도입을 통해서 수막현 상을 제거할 수 있음을 알 수 있었다.
위의 과정을 통하여 0.5% 이하의 최소종단경사기준 을 사용하면 미끄럼에 의한 위험구간을 줄일 수 있다고 결론지을 수 있다. 본 연구에서 제시한 기준은 우천 시 의 사고잦은지점 중 사고심각도 높은 곳에서 검토후 적 용하거나 신설도로구간에서의 적용이 가능할 것으로 보 인다.
본 연구과정에서 여러 가지 연구의 한계가 있었다. 수 막현상구간을 해외문헌에 의하여 0.5% 이하로 가정하 였으나 이 부분은 추가연구가 필요한 부분이다. 또한 세 군데의 대상지를 통하여 새로운 기준을 증명하고자 하 였는데 추가로 더 많은 대상지의 적용이 가능할 것으로 보인다.
BIBLIOGRAPHY
AASHTO(2011), A Policy on geometric design of Highways and
(b) Rural highway section 2 (after improvement)Division ① section
(frd= 0.116)
③ section (frd = 0.101) Hydroplaning
(fra = 0)
Result 1 Does not cause the
hydroplaning
Result 3 Does not cause the hydroplaning Wet
(fra = 0.168)
Result 4 Good design (fra-frd = 0.052)
Result 6 Good design (fra-frd = 0.167) Dry
(fra = 0.3)
Result 7 Good design (fra-frd = 0.184)
Result 9 Good design (fra-frd = 0.199)
(c) Rural highway section 3 (after improvement)
Division ① section
(frd= 0.116)
③ section (frd = 0.101) Hydroplaning
(fra = 0)
Does not cause the hydroplaning
Does not cause the hydroplaning Wet
(fra = 0.169)
Good design (fra-frd = 0.031)
Good design (fra-frd = 0.047) Dry
(fra = 0.3)
Good design (fra-frd = 0.162)
Good design (fra-frd = 0.178)
