A Study on Characteristics of Lateral Wheel Path Distributions in Different Traffic Lanes

大 韓 土 木 學 會 論 文 集 第28卷 第3D 號·2008年 5月 pp. 339~346

道 路 工 學

차로위치에 따른 차량의 횡방향 이격거리 분포 특성에 관한 연구

A Study on Characteristics of Lateral Wheel Path Distributions in Different Traffic Lanes

조명환*·박현식**·진정훈***·김낙석****

Jo, Myounghwan

·

Park, Hyunsik

·

Jin, Jung Hoon

·

Kim, Nakseok

···

Abstract

The research was conducted to investigate the characteristics of lateral wheel path distributions (wandering) in different traf- fic lanes. The lateral wheel path distributions may affect pavement life and various distress types. The results presented that the normal distribution curve with symmetry was observed in the 2-lane and 3-lane roads. In the case of the 2-lane road (on one direction), the wanderings were 70-95cm, and 70-85cm for the 1st and 2nd lanes, respectively, while in the case of the 3-lane road (on one direction), 50-60cm, 65-85cm, and 80-95cm for the 1st, 2nd, and 3rd lanes, respectively. In addition, the 1st lane vehicles tended to pass on the right side to avoid the opposite side vehicles, while the outside lane vehicles tended to pass on the left side to avoid the walkway.

Keywords :wandering, pavement life, distress type, statistical analysis

···

요 지

본 연구는 포장 파손에 영향을 미치는 횡방향 이격거리 분포 특성에 대해서 조사하기 위하여 아스팔트 콘크리트 포장의

2

차로 구간과 3차로 구간에 대해서 비디오 촬영을 수행하고, 차량을 운행하는 차로의 위치가 차량의 횡방향 이격거리 분포 에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 조사결과 편도 2차로 도로와 편도 3차로 도로 구간에서 중앙값과 평균사이의 차이가 거의 없는 대칭인 정규분포 형태의 곡선을 보여주었다. 2차로 도로의 경우 첨두 구간이 1차로와 2차로에 대해서 각각 70-

95cm

와 70-85cm로 나타났으며, 3차로 도로의 경우 1차로, 2차로 그리고 3차로에 대해서 각각 50-60cm, 65-85cm, 그리고

80-95cm

로 나타났다. 또한 차로가 차량의 횡방향 이격거리에 미치는 영향을 살펴보면 1차로의 경우 반대편 1차선을 피하여

우측으로 운행을 하는 경향을 보여주고 있으며, 외측 차선인 편도 3차로 도로와 편도 2차로 도로의 경우 우측에 있는 인도 를 피하여 좌측으로 운행하는 경향을 보여주었다.

핵심용어 : 원더링, 포장수명, 파손형상, 통계분석

···

1.

서 론

과거 30년 동안 우리나라의 도로 산업은 국가 경제발전의 기반시설로서 견인차 역할을 다하기 위하여 개발위주의 도 로건설에 중점을 두어왔다. 그러나 급속한 경제성장과 산업 화는 물류와 교통량의 증가를 가져왔으며, 도로가 설계수명 보다 빨리 파괴되는 문제가 발생하고 있다. 따라서 도로 기 술자는 포장 파손이 발생하는 원인과 대책에 대한 지식을 가지고 있어야 한다. 하지만 포장의 파손을 개선하기 위한 기존의 국내 연구들은 혼합물의 개선이나 구조적인 문제점 해결에 초점이 맞추어져 있으며 실질적으로 파손을 발생시 키는 교통 하중의 특성에 대해서는 연구가 부족한 상황이다.

그러나 외국의 경우 교통하중 특성과 차량의 운행 특성에

대한 연구가 꾸준히 발표되고 있으며, 차량의 운행 특성이 아스팔트 콘크리트 포장의 파손에 미치는 영향을 평가하기 위하여 여러 차종과 차로의 크기가 차량의 횡방향 이격거리 분포에 미치는 영향에 관한 연구도 진행되어 오고 있다.

따라서 본 연구에서는 포장 파손에 영향을 미치는 횡방향 이격거리 분포 특성에 대해서 조사하고자 한다. 이를 위하여 기존의 횡방향 이격거리 분포에 대한 연구를 살펴보고 기존 의 연구를 보완할 수 있도록 국내의 지방도에 대한 현장 조 사를 수행하고자 한다. 이때 현장 조사의 경우 아스팔트 콘 크리트 포장의 편도 2차로 구간과 3차로 구간에 대해서 비 디오 촬영을 수행하고, 촬영 결과를 데스크탑 컴퓨터용 비디 오 분석 프로그램과 그래픽 프로그램을 통해서 차량의 이격 거리 분포 곡선을 확인하고, 차로의 위치가 차량의 이격거리

*정회원·경기대학교토목공학과박사수료 (E-mail : [email protected])

**정회원·현대건설(주) 부장·경기대학교 토목환경공학부 박사과정 (E-mail : [email protected])

***정회원·(주)도화종합기술공사기술개발연구원수석연구원 (E-mail : [email protected])

****정회원·교신저자·경기대학교 토목환경공학부 교수 (E-mail : [email protected])

분포에 미치는 영향에 대해서 확인 하고자 한다. 이러한 일 련의 연구를 통하여 포장 기술자에게 포장 파손에 영향을 미치는 차량의 횡방향 이격거리 분포에 대한 이해와 포장의 파손을 보다 정확하게 예측할 수 있는 기본 자료로 활용하 고자 한다.

2.

차량의 횡방향 이격 효과

차량의 횡방향 이격 분포는 차량 주행 또는 통행의 수평 방향 분산 정도를 의미하며, 포장의 파손과 공용성을 예측할 때 한 점에 적용하는 축 하중의 횟수에 영향을 미친다

(Headdock et al., 1998; Kasahara, 1982).

이러한 횡방향

이격 분포의 영향은 포장 구조에서 피로 균열과 영구변형의 예측에도 영향을 미치게 되는데, 횡방향 이격효과를 고려할 경우 고려하지 않은 경우보다 피로 균열에 대한 잔류 수명 은 감소하지만 소성변형에 대한 잔류 수명은 증가하게 된다.

이러한 차량의 횡방향 이격거리 분포는 차도의 기하학적 특 성, 횡방향 여유 공간, 기후조건, 그리고 차량 형태의 영향 을 받는다(Buite et al., 1989).

차량의 횡방향 이격거리에 대한 정확한 분포 특성을 평가 하는 것은 불가능 하지만 Kasahara(1982)는 일본의 고속도 로에서 수행한 현장 연구를 통해 차량의 횡방향 이격거리 분포가 아스팔트 콘크리트 포장의 수명을 예측하는데 미치 는 영향에 대하여 조사하였다. Kasahara는 고속도로에 대한 현장조사를 수행하기 위하여 비디오카메라를 이용하여 통과 차량의 종류, 총 중량, 타이어 종류, 타이어 폭, 그리고 바 퀴 사이의 거리 등 여러 조건에 대한 차량 바퀴의 이격거리 효과를 분석하였다.

Kasahara(1982)

는 현장 자료를 바탕으로 여러 종류의 차

로 폭, 차로로부터의 횡방향 이격거리, 그리고 차로 수에 대 한 고속도로의 차량의 횡방향 이격거리 분포를 정의하였다.

그는 3개의 매개변수에 대하여 대수적인 분포가 각각의 기 하학적 특성에서 측정된 차량의 횡방향 이격거리 분포를 표 현하는데 가장 적합한 것으로 보고하였으며, Kasahara에 의 하여 현장에서 측정된 차량의 횡방향 이격거리 분포 곡선과 예측된 차량의 횡방향 이격거리 분포곡선을 그림 1에 나타 내었다. Kasahara는 이 연구에서 단지 트럭 하중만을 고려 하였다.

그림 2는 Kasahara(1982)의 현장 자료에서 얻어진 차로 폭의 기능적 특성이 차량의 횡방향 이격 분포에 미치는 영

향을 나타낸 것이다. 그림 2를 살펴보면 넓은 차로에서 넓 은 횡방향 이격거리 분포를 보이는 경향을 보여주고 있는데, 관측된 상업용 차량의 횡방향 이격거리 분포의 경우(95%의 신뢰도 구간에 대한 것) 차로의 폭이 각각 3.7m와 5.0m에 대하여 각각 1.0m와 2.2m를 나타내었다. 또한 Kasahara는 통행 차선에서 횡방향의 여유 공간이 차량의 횡방향 이격거 리 분포에 미치는 영향을 알아보기 위하여 바퀴 자국의 외 측 부분과 외측 차로의 평균거리를 측정하여 평가하였다. 이 러한 횡방향 여유 공간의 영향은 2차로 고속도로의 경우

0.8m

에서 1.1m의 범위로 나타났으며, 차로와 차량 바퀴의 평균 운행거리는 약 1.0m로 길어깨의 폭과 비슷하다고 보고 하였다.

또한 Kasahara(1982)는 차로 숫자가 차량의 횡방향 이격 거리에 미치는 영향을 알아보기 위하여 2차로와 4차로의 도 로에 대해서 조사하였으며, 조사 구간의 한 개 차로는 폭이

3.7m

인 도로였다. 조사결과 4차로 고속도로는 2차로 고속도 로보다 차량의 횡방향 이격거리 분포 분포가 그림 3에서 보 여주는 바와 같이 약간 넓은 형태를 보여주고 있으며, 분포 의 차이는 약 0.15m 정도라고 보고하였다.

뉴질랜드 교통·공공산업부 도로 및 수문공학 부서의

Buiter et al.(1989)

은 아스팔트 포장의 구조설계를 위하여

중차량의 횡방향 이격거리 분포에 대해서 조사하였다. Buiter

et al.

는 현장 조사에서 도로의 오른쪽 차로(바꿔 말하면 트

럭 통행 차로)에 대하여 측정하였으며, 3개의 1차로, 15개의

2

차로, 3개의 3차로 고속도로에서 측정하였으며 조사 결과는

그림

1.

관측된 차량의 횡방향 이격거리 분포곡선과 예측된 분포곡 선 비교

(Kasahara, 1982)

그림

2.

차선 폭의 영향

(Kasahara, 1982)

그림

3.

차로수의 영향

(Kasahara, 1982)

그림 4와 같다. 이때, 조사 대상인 도로의 차로 폭은

2.98m

에서 3.55m였으며, 모든 도로는 1.2m의 길어깨를 가

지고 있었다. 차량의 횡방향 이격거리 분포를 측정하기 위한 장비는 20mm의 폭과 120개의 스위치를 설치한 합성수지 형태의 얇은 매트를 사용하였다.

차량의 횡방향 이격거리에 대한 국내의 연구는 강민수 등

(2003)

이 동일 차량과 동일 차로 폭 두 가지의 변수에 대해

서 차량의 이격거리 분포를 조사하였다. 동일 차량의 경우

1

종 차량에 대해서 조사하였으며, 동일 차로 폭의 경우는

3.5m

의 차로폭에 대해서 다양한 차종(1, 4, 5, 6, 그리고 7 종) 변화에 따른 차량의 이격거리 분포 효과를 측정하였으 며, 측정결과를 표 1에 나타내었다. 또한 서영국 등(2006)은 차량의 횡방향 이격효과가 차량의 거동에 미치는 연구를 수 행하였다.

3.

자료 수집 및 구분

편도 2차로와 3차로 도로에 대해서 차로의 위치에 따른 차량의 횡방향 이격거리 분포 특성을 파악하기 위하여 현장 조사를 수행하고자 하며, 본 연구에서는 현장 조사에서 발생 할 수 있는 문제점을 파악하고 본조사를 수행하기 위하여 조사계획을 수립하고 예비조사를 수행하였다.

3.1

조사 계획 수립

조사계획은 본 연구에서 조사 중 발생할 수 있는 문제점 과 분석한 자료의 신뢰성에 대한 전체적인 개념을 확인하는 단계로 조사계획을 수립하고, 수립된 조사계획에 따라서 예 비조사를 시행한 후 예비조사에서 발생한 문제점에 대해서

해결방안을 도출하여 본조사에 적용하게 된다. 이때 예비조 사 및 문제점에 대한 사항은 강민수(2001)의 학위 논문 내 용을 참조하였으며, 본 연구에서 차량의 이격분포를 측정하 기 위한 적용방안을 그림 5에 나타내었다.

3.2

예비조사

차량의 횡방향 이격거리 조사를 위한 현장 구간으로 경기 도 용인시에 위치한 지방도 315호선 및 그 주변도로를 선택 하였으며, 그림 6(a)에 현장의 위성사진과 3차로 도로의 전 경을 나타내었다. 그림 6(a)을 살펴보면 본 연구에서 선정한 구간은 다리를 중심으로 S자 구간과 직선구간을 포함하고 있으며, A구간과 B구간으로 구분하였다. A구간은 편도 3차 로(왕복 6차로)도로이며 B구간의 경우는 편도 2차로(왕복 4 차로) 도로다. 그림 6(b)는 구간 A에서 차량의 이격거리 조 그림

4.

횡방향 이격거리 분포

(Buiter et al., 1989)

표

1.

차량의 횡방향 이격거리 분포

(

강민수 등

, 2003)

차로 폭의 영향 (1종 차량)

차로 폭 표준편차 평균

3.5m 29.3 81.5

3.3m 26.5 93.0

3.0m 23.4 97.5

차종 변화의 영향 (차로폭 3.5m)

차종 변화 표준편차 평균

1

종

29.3 81.5

5

종

22.0 85.2

7

종

18.7 93.2

그림

5.

조사계획 흐름도

그림

6.

현장 조사를 위한 예비 조사

사를 위하여 설치할 카메라의 위치 선정을 위해 촬영된 사 진이다. 구간 A와 구간 B에 대한 예비조사 결과 나타난 문 제점을 정리하면 다음과 같다.

예비조사에서 예측된 문제점

•

사진 촬영시 비디오카메라를 외부 노출할 경우 운전자의 주행에 영향을 미칠 수 있다.

•

비디오카메라로 도로 전체를 촬영하거나 도로의 중심선 상에서 벗어나 편측으로 촬영할 경우 비디오 분석시 오 차가 발생할 가능성이 있다.

•

본조사 중 비디오 촬영에 따른 운전자나 행인과 마찰이 발생할 수 있다.

•

주·정차 차량이 비디오카메라의 시야를 확보할 수 없게 하여 조사 지점 차량에게 영향을 미칠 수 있다.

•

지나가는 행인에 의해 촬영장비가 움직일 수 있고, 호기 심으로 인하여 장비 주위에 위치한 행인이 운전자의 주 행에 영향을 미칠 수 있다.

•

분석시 타이어 주위에 발생할 수 있는 그림자 등의 외 적 요소가 차량의 이격거리 조사 결과에 영향을 미칠 수 있다.

예비조사에서 나타난 문제점 중 계측 오차에 관련된 사항 을 정리하면 촬영 방향에 대한 오차, 타이어 압력 및 차량 의 중량에 의해 변형된 타이어 형상에 따른 오차, 그리고 화면을 보고 주관적인 판단에 의해 측정한 오차가 발생할 수 있다. 이러한 예측 가능한 오차 중에서 객관적으로 차량 의 횡방향 이격거리를 측정할 수 있는 장비가 개발되기 전 까지 세 번째 계측오차가 가장 클 것으로 사료되며, 본 연 구에서는 이러한 계측오차가 최소화 될 수 있도록 히스토그 램 작성 시 급의 크기를 조정하며, 기타 사항에 대해서는 다음과 같은 해결 방안을 마련하였다.

해결 방안

•

조사 지점은 운전자의 시야나 지나가는 행인에게 영향을 주지 않는 곳을 최대한 선정하여 촬영장비가 운전자에게 최 대한 방해되지 않도록 캠코더를 설치하며, 촬영하는 동안 관 측자가 캠코더 주위에 위치하여 행인의 접근을 방지한다.

•

도로 전체를 촬영시 자료는 풍부하지만 중심에서 벗어날 수록 분석시 오차가 커지는 문제점이 발생할 수 있기 때문 에, 3차로의 경우 2대의 캠코더를 설치하여 촬영 오차를 최 소화 하도록 한다.

•

주·정차 차량으로 인하여 차량의 이격거리 조사시 최대 한 영향을 받지 않는 위치를 선정하며, 주·정차 차량의 영 향을 받는 차량들은 분석에서 제외시킨다.

•

본조사 중 운전자나 행인과의 마찰 발생에 대비하여 해 당 경찰청, 관공서의 협조를 받아서 본조사에 들어간다.

4.

차량의 횡방향 이격거리 조사 결과 및 분석

4.1

조사 대상 지점 선정

차량의 이격거리 조사 방법은 기존의 문헌연구에서 차로 폭과 차종 등에 대한 조사가 이루어 졌기 때문에 본 연구에 서는 차량을 운행하는 차로의 위치가 차량의 횡방향 이격거

리 분포에 미치는 영향을 조사하고자 하며, 예비조사를 통하 여 선정된 구간에 대해서 1, 2 그리고 3차로를 관측할 수 있도록 2대의 비디오카메라를 이용하여 조사하였다. 그림

7(a)

는 구간 A에서 차량의 이격거리를 촬영하기 위하여 비디 오카메라를 설치 및 촬영을 하고 있는 모습이며, 예비조사에 서 나타난 차로별 관측시 발생할 수 있는 오차를 최소화하 기 위하여 2대의 비디오카메라를 설치한 것을 알 수 있다.

그림

7.

현장의 차량 이격거리 조사

그림

8.

구간별 정지화상 모습

각각의 비디오카메라의 관측 위치는 그림 7(b)와 같이 인도 에 설치하여 측면에서 차량의 운행 정보를 관측하였다.

그림 8은 구간 A와 구간 B에서 비디오카메라로부터 얻어 진 화면을 정지화면으로 캡처한 모습이다. 그림 8(a)에서 살 펴볼 수 있는 바와 같이 내측 차로의 차량이 외측 차로의 차량에 의해서 시야확보가 되지 않는 경우가 발생할 수 있 으며, 분석 작업에서는 시야확보가 되지 않은 차량이나 차로 변경하는 차량의 경우는 이격거리 조사에서 제외 시켰으며, 정확한 차종을 분석할 수 없는 경우도 데이터에서 제외시켰 다. 이때 운행 차종은 도로교통량 통계연보(건설교통부,

2006)

에서 일반국도에 대해 분류한 차종 분류체계를 사용하

였으며 표 2에 나타내었다. 표 2를 살펴보면 일반국도의 경 우 전체 차량을 승용차, 버스, 트럭 3종류로 구분하였다. 이 것들을 세부적으로 살펴보면 버스는 승차 인원을 기준으로

2

종류로 구분하였으며, 트럭의 경우는 3축 이하의 차량은 적 재 중량을 기준으로, 4축 이상의 차량은 축수를 기준으로 8 개 종류로 구분하였다. 즉, 일반국도의 차종분류 체계는 버 스와 3축 이하의 차량에 대해서는 중량을 기준으로 분류하 고 4축 이상의 트럭에 대해서는 축 수와 축 형태를 기준으

로 분류하고 있다.

4.2

자료 정리

표 3과 표 4는 비디오 분석으로부터 차량의 횡방향 이격 거리 분석에 사용할 수 없는 데이터를 제외하고 실제 분석 에 사용 될 수 있는 차량의 숫자(캡쳐 화면의 숫자)를 나타 낸 것이다. 표 3과 표 4에서 6종 이상의 경우 현장 조사기 간 동안 통행이 없었거나 5종보다 적은 데이터로 확인되어 포함하지 않았다. 본 연구에서 차량의 횡방향 이격거리 분포 곡선 작성을 위한 표본의 크기는 표준편차와 신뢰수준의 영 향을 받으며 식 (1)을 통해서 구할 수 있다(Weiers, 2006).

(1)

여기서, n : 필요한 표본의 크기

z :

주어진 신뢰수준에 대응하는 ±z의 z값 σ : 알려진(혹은 추적된) 모집단의 표준편차

e :

허용가능한 최대오차(오차한계)

따라서 차로에 따른 차량의 이격거리분포 특성을 분석하기 위해 필요한 데이터양은 문헌연구에서 얻어진 강민수 등

(2003)

의 발표 자료 중 차로폭이 3.5m인 경우로부터 식 (1)

을 이용하여 산정하였으며, 1종 차량에 대한 필요 데이터양 은 신뢰수준은 95%, 표본평균의 차이는 5cm로 하였을 때

132

대로 나왔다. 그리고 동일한 신뢰수준과 표본평균에 대하 여 5종 차량의 경우는 75대로 나왔다. 본 연구에서 얻어진 데이터 수를 나타낸 표 3과 표 4를 살펴보면, 1종 차량의 경우 편도 3차로 도로와 편도 2차로 도로 모두 필요 데이 터의 숫자를 만족하는 것으로 나타났다. 그러나 5종 차량의 경우 구간 A와 구간 B 모두 통계 분석을 위한 모집 개체 숫자가 적은 것으로 나타났다. 또한 1종 차량을 제외하고 가장 많은 데이터양을 확보한 4종의 경우 강민수 등(2003) 의 연구로부터 필요한 차량의 숫자를 산정할 수는 없지만,

1

종과 5종의 필요한 데이터양과 간접비교를 통해서 130대와

75

대 사이의 차량이 필요하며, 본 연구에서 얻어진 차량의 숫자로는 차로별 횡방향 이격거리 분포 특성 비교가 힘들 것으로 사료되어 본 연구에서는 1종 차종의 현장 조사 결과 만을 분석하고자 한다.

n z²

σ

² e² ---

=

표

2.

차종 분류표

차종 분류 차축 구성

1

종

(

승용차/소형버스)

2

축 4륜

2

종

(

중형버스)

2

축 4륜

2

축 6륜

3

종

(

대형버스)

2

축 6륜

4

종

(

소형트럭 A)

2

축 4륜

2

축 6륜

5

종

(

중형트럭 B)

2

축 6륜

6

종

(

중형트럭 C)

3

축 10륜

7

종

(

중형트럭 D)

3

축 10륜

8

종

(

중형트럭 E)

4

축 12륜

9

종

(

대형트럭 F)

4

축 14륜

4

축 14륜

10

종

(

대형트럭 G)

5

축 18륜

5

축 18륜

11

종

(

대형트럭 H)

6

축 22륜

표

3.

차로 및 차종별 데이터 개수

(

구간

A)

차로 차종 분류

1

종

2

종

3

종

4

종

5

종

1

차로

497 34 14 51 11

2

차로

487 70 32 102 45

3

차로

467 66 10 95 35

표

4.

차로 및 차종별 데이터 개수

(

구간

B)

차로 차종 분류

1

종

2

종

3

종

4

종

5

종

1

차로

310 24 14 74 42

2

차로

212 34 27 102 56

4.3

현장 조사 결과 및 분석

본 연구에서는 차로의 위치가 차량의 횡방향 이격분포에 미치는 영향에 관하여 현장 조사 결과를 1종 차량에 대해서 분석하기 위하여. 측정된 차량의 횡방향 이격거리를 그림 9 와 같이 우측차로(3차로의 경우 길 어깨 기준)와의 경계선을 기준으로 차선의 중앙 부분에서부터 차량의 바퀴 중앙부분 까지의 거리로 측정하였다.

4.3.1

구간 A의 이격거리 분포

표 5는 구간 A에 대한 차량의 횡방향 이격거리 분포 특 성의 분석 결과를 나타낸 것이며, 그림 10은 구간 A에서 얻어진 차량의 횡방향 이격거리 분포를 히스토그램 그래프 로 나타낸 것이다. 본 연구에서는 차량의 횡방향 이격거리 분포에 대한 히스토그램 그래프 작성시 급의 크기를 5cm로 하였다. 이때 급의 크기를 5cm보다 작게 하면 분산이 적은 통계량을 구할 수 있다(조인호, 2004). 그러나 본 연구에서 차량의 횡방향 이격거리분포를 측정하기위한 비디오 판독시 발생할 수 있는 오차 범위가 ±2cm 정도로 나타났으며, 급 의 크기가 4cm보다 작을 경우 오차 범위가 통계 자료에 미 치는 영향이 클 것으로 사료되기 때문에 5cm를 사용하였다.

차로가 차량의 횡방향 이격거리 분포에 미치는 영향을 평 가하기 위하여 표 5에 정리된 통계자료를 살펴보면 차량의 횡방향 이격거리 분포에 대한 중앙값과 평균값에 큰 차이가 없는 것으로 나타났으며, 이러한 경향은 그림 10에서 차량의 횡방향 이격거리 분포 곡선이 전체적으로 정규분포 형태로 나타나고 있음을 알 수 있다. 또한 각 곡선에 대한 첨두 구 간을 살펴보면 1차로의 경우 50-60cm 구간에서 차량의 통 과횟수가 가장 많은 것으로 나타났으며, 2차로의 경우 65-

85cm, 3

차로의 경우 80-95cm로 나타났다. 그리고 2차로의

첨두 구간이 1차로나 3차로보다 넓은 것은 표 10의 표준 편차를 통해서도 알 수 있다. 또한 그림 10을 살펴보면 1차 로의 경우 중앙차로를 피해서 우측으로 운행을 하는 경향을 보여주고 있으며, 3차로의 경우 우측에 있는 인도를 피하여 좌측으로 운행하는 경향을 보여주고 있다. 그러나 2차로의 경우 1차로와 3차로의 영향을 받아서 대체로 차로의 중앙으

로 운행을 하고 있는 경향을 보여주고 있다.

4.3.2

구간 B의 이격거리 분포

표 6과 그림 11에 구간 B에서 얻어진 차량의 횡방향 이 격거리 분석 결과를 나타내었다. 표 6을 살펴보면 구간 A에 서와 마찬가지로 중앙값과 평균에 큰 차이가 없는 것으로 나타났으며, 그림 11(a)를 살펴보면 구간 A에서와 같이 정규 분포 형태의 이격거리 분포를 보여주고 있다. 그림 11(b)의 경우 이격거리 분포가 0-45cm 구간에서 거의 차량이 통행 을 하지 않은 것으로 나타났으며, 차량의 횡방향 이격분포에 서 첨두 구간은 1차로의 경우 70-95cm이고 2차로는 70-

85cm

로 나타났다. 또한 1차로의 경우 구간 A에서 나타난 그림

9.

차량의 이격거리 측정 기준

표

5.

구간

A

의 차량 이격거리 분포

구분 범위

(cm)

중앙값

(cm)

평균

(cm)

표준

편차

1

차로

3-135 56 57 25.39

2

차로

9-153 72 72 26.18

3

차로

14-155 84 83 25.49

그림

10.

차량 이격 거리 분포 곡선

(

구간

A)

표

6.

구간

B

의 차량 이격거리 분포

구분 범위

(cm)

중앙값

(cm)

평균

(cm)

표준

편차

1

차로

5-147 78 77 25.63

2

차로

6-156 99 99 23.63

바와 같이 반대 방향의 1차로를 피해서 우측으로 운행을 하 는 경향을 보여주고 있다.

4.3.3 z-

검정

편도 3차로 도로와 2차로 도로에 대해서 차량의 횡방향 이격거리 분포 특성을 파악하기 위하여 평균과 표준편차에 대해서 살펴보았으며, 현장 조사를 통하여 얻어진 차로별 평 균으로부터 1종 차량의 운행 특성이 차로별 특성으로 내측 차선의 경우 중앙선을 피하여 운행하고, 외측차선의 경우 갓 길을 피해서 운행하는 경향으로 파악되었다. 본 연구에서는 이러한 결론의 검정을 위하여 z-검정을 수행하고자 하며, 이 때 귀무가설(H

0)

과 대립가설(H

1),

그리고 검정통계량을 구하 는 공식은 다음과 같다(Weiers, 2006).

H0:

차로별 차량 운행 특성에 따른 평균은 같음

H1:

차로별 차량 운행 특성에 따른 평균이 다름

(2)

여기서,

x :

검정 통계량

x1

와 x

2 :

표본 1과 2의 평균

σ

0 :

모평균 차이의 가설값

n1

과 n

2 :

표본 1과 2의 크기

이때 모평균 차이의 가설값은 차로별 평균의 차이가 없음

(σ0=0)

을 이용하였으며, 0.02의 유의수준에서 기각값은

z=2.33

이다. z-검정의 결과는 표 7과 같으며, 편도 3차로 도 로와 2차로 도로 모두 외측차선(3차로 도로의 3차로와 2차

로 도로의 2차로)을 기준으로 검정을 실시하였다. 검정결과

z-

검정에서 사용한 귀무가설을 기각할 수 있으며, 전 절에서 내린 차선의 운행특성이 차로의 위치에 따라 영향을 받는다 는 결론을 내릴 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 이러한 차량의 이동 특성은 아스팔트 콘크리트 포장의 대표적인 피 로균열과 소성변형에 대한 파손 특성을 파악할 때, 피로균열 의 경우 분산에 의해서 피로수명 산정이나 발생한 소성변형 의 폭을 이해하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

또한 보수공법을 선택할 때 발생원인과 공법 선택에도 도움 을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

5.

결 론

본 연구는 차량의 운행에 있어서 차로의 위치가 차량의 횡방향 이격거리 분포에 미치는 영향을 평가하는데 목적이 있으며 연구 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

1.

현장에 대한 차량의 횡방향 이격거리 분포에 대한 비디오 분석 결과 구간 A(편도 3차로 도로)와 구간 B(편도 2차 로 도로) 모두에서 차선의 위치에 상관없이 통계분석 결 과 중앙값과 평균사이의 차이가 거의 없는 것으로 나타났 으며, 차량의 횡방향 이격거리의 분포곡선은 정규분포 형 태를 보여주었다.

2.

구간 A의 경우 첨두 구간은 1차로와 2차로 그리고 3차로 에 대해서 각각 50-60cm, 65-85cm, 그리고 80-95cm로 나타났으며, 구간 B의 경우 1차로와 2차로에 대해서 각각

70-95cm

와 70-85cm로 나타났다.

3.

차로가 차량의 횡방향 이격거리에 미치는 영향을 살펴보 면 내측차로(1차로)의 경우 반대편 1차로의 운행차량을 피 하여 운전자의 우측으로 운행을 하는 경향을 보여주었으 며, 외측차로(구간 A의 3차로와 구간 B의 2차로)는 운행 차량의 우측에 위치한 인도 또는 갓길을 피하여 좌측으로 운행하는 경향을 보여주었다.

본 연구는 예비조사에서 나타난 문제점을 최소화 할 수 있는 3차로 도로와 2차로 도로에 대해서 차량의 횡방향 이격거리 분포에 대한 통계적 접근을 수행하였으나 1개 구 간만을 조사하였다는 제한사항이 있으며, 통계적인 의미를 가질 수 있도록 추가 연구가 이루어져야 할 것으로 사료 된다.

감사의 글

본 연구는 2007년 한국건설교통기술평가원 건설기술혁신 사업인 “아스팔트포장 종방향 파손의 최소단면 보수공법 개 발” 지원 사업으로 이루어진 것으로 본 연구를 가능케 한 한국건설교통기술평가원에 감사드립니다.

z

(

x₁–x₂

) σ

– 0

σ

12

n₁ ---

σ

22

n₂ --- + ---

=

그림

11.

차량 이격 거리 분포 곡선

(

구간

B)

표

7. z-

검정 결과

구간검정 대상

z-value

A

구간

3

차로-2차로

6.58 3

차로-1차로

17.37 B

구간

2

차로-1차로

11.44

참고문헌

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강민수(2001), 차량

Wandering

의 포장손상 저감 정량화 연구, 석사학위논문, 한양대학교 대학원.

강민수, 서영찬, 박동엽, 조용주(2003), 차량 Wandering의 포장 손상 저감 정량화 연구, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제23권 제5호, pp. 623-629

서영국, 권순민, 이재훈(2006), 차량의 횡방향 주행이격에 의한 아스팔트 콘크리트 포장의 응답특성 분석, 대한토목학회논문 집, 대한토목학회, 제26권 제3D호, pp. 453-459

조인호(2004),

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2nd edition,

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Buiter, R., Cortenraad, W.M.H, van Eck A.C., and van Rij, H.

(1989), Effects of transverse distribution of heavy vehicles on

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Headdock, J., Pan, C., Feng, A., Galal, K., and White T.D. (1998), National Pooled Fund Study No. 176: Validation of SHRP Asphalt Mixture Specifications Using Accelerated Testing (interim report), Indiana Department of Transportation.

Kasahara, A. (1982), Wheel path distribution of vehicles on high- way, Proceedings of the International Symposium on Bearing Capacity of Roads and Airfields, Vol. 1, Trondheim, Norway, pp. 413-420.

Weiers, R.M(2006), “Essengials of Business Statistics 5th Edition”, Thomson Asia.

(

접수일: 2007.12.24/심사일: 2008.1.14/심사완료일: 2008.1.14)