제 4장 고속도로 연결로 접속부

(1)

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제 4장 고속도로 연결로 접속부

제 5장 고속도로 종합분석

(2)

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

연결로

–

연결로란 두 도로 사이의 연결을 주 목적으로 하는 도로 또는 도로구간을 말한다.

•

일반적으로 연결로는

–

연결로‐고속도로 접속부

–

연결로 자체

–

연결로‐일반도로 접속부의 세가지 기하요소로 이루어진다.

•

연결로와 연결로‐고속도로 접속부(이하 연결로 접속부)에 대한 분석 절차에 초점

•

연결로‐고속도로 접속부를 위한 분석체계는 고속도로 이외의 시설, 즉

고속도로에 준하는 도로나 다차로도로 또는 2차로 도로와의 접속부를 분석할 때에도 개략적으로 적용 가능

출처: 도로용량편람, 국토해양부 (국토교통부), 2013

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

연결로 접속부 구성요소

–

연결로‐고속도로 접속부 / 연결로 자체 / 연결로‐일반도로 접속부

•

연결로 접속부(Ramp Junctions)란?

–

두 개의 교통수요의 경쟁적 상충이 발생하여 차량이 합류 및 분류하는 지점

–

고속도로 본선보다 많은 차로 변경이 발생하며 전체적으로 불안정한 교통류를

형성하여 그로 인한 혼잡 또는 사고 발생 가능성이 큰 구간이다.

(4)

44

제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

1) 연결로 접속부의 분석에서는 고속도로 기본구간과 같이 15분

교통량을 첨두시간 최대 환산 교통류율로 환산한 승용차 교통량을 이용한다.

•

2) 연결로 접속부에서 승용차 환산계수는 고속도로

기본구간의 값을 사용한다.

•

3) 본 장은 “분류 후 합류”의 형태를 분석의 기본 형태로 하며, 고속도로 본선의

우측에 접속되는 연결로 접속부 형태를 대상으로 한다.

(5)

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

영향권

•

유출∙유입 차량에 의해 본선 차량의 주행이 영향을 받는 범위

•

진출 연결로(분류부)로 부터 상류 400m, 진입 연결로(합류부)로 부터 하류 400m

•

연결로에 접속되는 차로로부터 두 개 차로를 포함

(6)

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

연결로 접속부 형태

–

연결로 접속부는 형태상 크게 합류부와 분류부로 구분할 수 있으며 상류 및 하류 연결로의 접속 배열에 따라 여러 가지 형태가 존재할 수 있다.

–

국내에서 그 형태상 가장 일반적인 “분류 후 합류” 형태를 분석의 기본 형태로 설정하고, 두 연결로의 노면 표시 끝단 사이의 거리가 500m를 초과하면

분류부와 합류부를 각각 독립 연결로 접속부로 분석한다. 분석 대상 연결로의 차로수는 1차로를 기본으로 한다.

•

독립 연결로 접속부

•

분류‐합류 형태

•

분류‐분류‐합류 형태 출처: 도로용량편람, 국토해양부 (국토교통부), 2013

(7)

77

제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

분류‐합류 형태 : 가장 일반적인 연결로 접속부 형태로 주요 인터체인지에서

나타나며 분석 시에 두 연결로 사이의 거리가 500m를 초과하면, 독립적인 연결로 접속부로 간주한다. 거리 기준은 분류부가 끝나는 지점의 노면 표시 끝에서부터 합류부가 시작되는 노면 표시의 끝까지를 말한다.

•

분류‐분류‐합류 형태 : 이러한 형태는 일반적인 것은 아니며, 주로 혼잡한

일반도로나 두 개의 고속도로가 교차하는 곳에서 볼 수 있는 형태다. 일반적인 경우는 하나의 분류부를 이용하여 일반 가로에 교통류를 분류시키고, 여기에서 상행 및 하행 교통류가 처리되는 것이 바람직하다. 그러나, 일반도로의 혼잡이 아주 심한 경우에는 그림과 같이 분류부 1로 일반가로의 하행 교통류를 처리하고 분류부 2로 상행 교통류를 처리하게 만든다.

•

이 외에도, 합류 ‐ 분류의 형태도 있으나 이러한 경우 대부분 보조차로를 두어 엇갈림 구간으로 설계 하거나 고속도로 본선에 측도를 두어 측도에서 엇갈림 구간을 시설하는 추세로 국내에서 합류 – 분류 형태의 연결로 접속부는 거의 찾아보기 어렵다

(8)

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

연결로 접속부의 운행 특성은, 유입 또는 유출 차량의 합류 특성이나 분류 특성, 합류나 분류로 인한 혼란을 피하기 위한 본선 차량의 차로 변경 등으로 나누어 생각할 수 있다. 직접적으로는 연결로의 유출입 차량과 본선의 접속차로 차량간의 상호 작용에 의하여 연결로 접속부의 운행 특성이 규정된다.

•

유입 연결로의 합류 과정

–

대개 간격 찾기, 속도 조정, 합류와 합류 후 운행 등의 단계를 거친다. 우선 연결로 차량은 본선 교통류를 방해하지 않고 본선에 진입할 수 있는 간격을 찾는다.

–

따라서 접속 차로 차량들간의 간격은 연결로에서 본선으로 진입할 수 있는 용량과 관계가 있다. 주어진 간격 중에서 진입하기에 적절한 간격을 선택하여 그 간격에

진입하기 위한 자신의 계획된 경로를 따라 진입하고, 진입한 후 정상적인 합류가 아닌 경우 본선 차량과 연결로 차량은 약간의 속도 조정을 해야 한다.

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

유출 연결로의 분류 과정

–

유입의 경우는 본선 차량과 연결로 유입 차량간의 상호 작용을 고려해야 하므로 다소 복합적이나, 유출 연결로의 분류 과정은 대부분 유출 차량의 의사 결정을 따르므로 비교적 단순하다.

–

또, 본선의 통과 차량은 본선에서 유출하려는 차량이 감속할 경우 마찰을 피해 감속이나 차로 변경 등을 할 수 있지만, 그 정도에 있어서는 유입 연결로만큼 심한 편은 아니다.

유출 차량은 유출부에 대한 예고 표지판을 본 후에 유출을 위한 상황을 인지한다.

–

인지 과정이 정상적으로 이루어졌을 경우 유출하려고하는 차량은 연결로가 접속되어 있는 차로 방향으로 차로 변경을 하며 분류를 위해 감속을 해야 한다. 감속은 직접식인 경우 주로 본선에서 이루어지나 평행식인 경우 감속차로에서도 이루어진다.

–

유출을 위한 바깥 차로로의 차로변경 조작과 감속이 적절히 수행되었을 경우 유출하려는 차량은 계획한 경로를 따라 분류를 실행한다.

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

본선주행차량의 반응

•

연결로를 유출입하는 차량에 대한 본선 주행 차량의 반응은 크게 감속과 차로 변경이다. 차로 변경의 대부분은 본선의 고속 차량이 연결로의 저속 차량과의 마찰을 피하기 위한 것인데, 차로 변경을 하지 않으면 감속이 불가피해지기 때문이다.

•

연결로 합류부나 분류부에서 발생하는 상충을 피하기 위한 본선 차량의 차로 변경은, 그 정도에 있어서 일반적으로 고속도로 기본구간의 차로 변경보다 더 잦다고 할 수 있다.

•

연결로 접속부에서 본선 차량의 속도 감속의 정도도 분류부보다는 합류부에서 더 크게 나타나며, 분류부의 경우 거의 영향을 받지 않는다.

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

본선 용량(a)

•

영향권 용량: 분류부(b1) 및 합류부(b2)

•

연결로 용량(c)

•

연결로 접속부의 용량은 크게 연결로의 용량과 본선의 용량으로 나눌 수 있다.

분석의 초점을 주로 본선에 두고 있기 때문에 본 장에서는 본선의 용량과 서비스수준 분석에 초점을 둔다.

•

연결로 접속부의 용량은 분류부의 상류 지점과 합류부의 하류 지점의 최대 통과 교통량과 관계가 있다. 이 개념은 고속도로 기본구간의 분석 개념과 크게 다르지 않다.

•

즉, 합류부나 분류부의 용량은 결국 연결로 접속부의 분류 직전 또는 합류 직후 구간의 용량에 지배를 받는다는 가정 하에서 이 구간의 용량을 산정할 수 있으며, 서비스수준도 이와 같은 시각에서 판단한다.

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

연결로 접속부 및 연결로 용량

–

고속도로 본선의 자유속도와 연결로의 자유속도에 따라 변함

•

연결로 접속부 및 연결로 용량

•

<표 4‐1>과 <표 4‐2>에서 제시된 용량 값은 연결로 접속부의 서비스 수준 분석 절차 진행 여부를 판단하기 위해 사용된다.

•

표에서 제시하고 있는 용량 값이 나타나는 지점 중에서 한 지점이라도 용량 값을 초과하게 되면 서비스 수준 분석 절차를 진행하지 않는다.

•

제시된 표에서 제시하는 지점의 용량 값을 모두 초과하지 않을 때 분석 절차를 진행한다.

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

서비스수준 효과척도

–

연결로 접속부의 서비스수준을 평가하기 위한 효과척도는 영향권의 밀도로 한다.

–

연결로 접속부의 영향권 밀도는 보조차로를 포함하여 접속차로로부터 두 개 차로의 평균 밀도로 한다.

–

영향권의 밀도 (Density, pcpkmpl)

–

보조차로를 포함하여 접속차로로부터 두 개 차로의 평균 밀도

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

분석과정

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

•

예제 1번

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•

분석표를 이용한 풀이

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예제 2번

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

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제 4장 고속도로 연결로 접속부 제 4장 고속도로 연결로 접속부

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제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

•

고속도로는 상하류 부분 구간의 운영에 잠재적인 영향을 주는 여러 요소들로 구성된 복합적인 시설이다.

•

고속도로를 하나의 체계로 볼 때 이러한 부분 구간들은 고속도로의 구성 요소가 되므로 설계 또는 운영분석시에는 고속도로 체계 차원에서 이들 분석 과정을 종합할 필요가 있다.

•

이러한 요소들을 고속도로 전체의 관점에서 종합하는 문제 및 운영상의 영향에 대해 설명하고자 한다.

•

여기서 제시되는 절차는 고속도로의 특정 소구간에 적용되는 것보다는

부정확하며, 산출되는 지표들은 근사값이므로 원칙적으로 여러 가지 운영상의 영향에 대한 상대적인 분석 개념을 제시한 것이다. 그렇지만 이러한 절차들은 각 구간이 시스템에 주는 전반적인 영향에 대한 이해와 통찰의 기초를 제공해 준다.

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제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

(49)

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제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

•

① 고속도로 기본구간 : 엇갈림 구간이나 연결로 접속부 차량의 합류 및 분류의 영향을 받지 않는 고속도로 구간이다.

•

② 엇갈림 구간 : 교통 통제시설의 도움 없이 두 교통류가 맞물려 동일 방향으로 상당히 긴 도로를 따라가면서 엇갈리는 구간. 엇갈림은 합류 구간에 이어

분류구간이 있거나, 유입 연결로 바로 다음에 유출 연결로가 있어 이 두 연결로가 연속된 보조차로로 연결되어 있는 구간에서 발생한다.

•

③ 연결로 접속부 : 유입 또는 유출 연결로가 고속도로 본선에 접속되는 구간.

연결로 접속부에서 본선 차량은 합류나 분류 차량과의 마찰을 피하여 감속을 하거나 차로를 변경하므로 기본구간보다 혼란이 심하다.

(50)

5050

제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

•

① 엇갈림 구간 : 엇갈림이 시작되는 진입 연결로의 100m 상류 지점부터 엇갈림이 끝나는 진출 연결로의 100m 하류 지점까지의 구간

•

② 진입 연결로 : 연결로 접속부의 100m 상류 지점부터 400m 하류 지점까지의 구간

•

③ 진출 연결로 : 연결로 접속부의 400m 상류 지점부터 100m 하류 지점까지의 구간

(51)

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제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

•

① 연결로 접속부나 엇갈림 구간의 영향권을 벗어난 각 구간은 독립된 고속도로 기본구간으로 간주한다.

•

② 이 고속도로 기본구간 내에서 종단 경사가 3%이상이고 경사길이가

500m이상인 구간 또는 종단경사가 2%이상 3%미만이고 경사길이가 1.5km이상인 구간을 특정경사구간으로 구분하여 분석하여야 한다.

•

지형이 급격히 변하는 경우, 즉 평지부에서 구릉지나 산지로 변하는 경우는 하나의 구간을 분리시킨 소구간으로 나누어야 한다. 급한 경사구간이 포함되지 않은 긴 기본구간은 4장에 규정된 것과 같이 평지, 구릉지 및 산지의 확장

부분으로 생각하면 된다. 하향 경사구간은 특별히 처리할 만한 지형 자료가 없다면 일반적으로 평지로 생각하면 된다(2장 고속도로 기본구간 참조).

(52)

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제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

•

③ 엇갈림 구간과 연결로 접속부는

<그림 5‐2>의 영향권을 고려하여 분할하면 된다.

•

④ 일차적으로 각각의 연결로 접속부는 분리하여 생각하지만, 영향권을 고려하여 인접 하류부나 상류부의 연결로와 함께 분석해야 한다.

•

⑤ 명확하게 엇갈림 구간으로 구분할 수 있는 연결로(연결로 엇갈림

구간)는 엇갈림 구간의 분석 절차에 따라 분석한다. 엇갈림 형태 중에서 복잡한 교통류간 엇갈림을

발생시키는 형태로 설계 하는 것은 가급적 피해야 한다.

(53)

5353

제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

•

구간별 분석

•

① 설계 서비스수준, 수요 교통량과 교통 특성, 평면 및 종단 선형 그리고 개략적인 연결로 위치를 결정한다.

•

② 2장의 상세한 절차를 이용하여 앞에서 설명한 방법으로 분할한 고속도로 각 소구간에 대해 필요한 기본 차로수를 정하며, 각 연결로의 유출입 교통량에 따른 차로수는 4장에서 설명한 방법에 따라 결정한다.

•

③ 연결로 접속부의 위치나 구간별 차로수에 따라 엇갈림 구간이 발생할 수 있는 잠재 지역을 찾는다. 다음의 세 가지 관점에서 4장의 절차를 이용하여 각 연결로 접속부를 분석한다. 이들 중 한 가지 또는 두 가지는 고려할 필요가 없겠지만, 한 가지 이상의 유효한 분석이 최적 대안 설정을 위해 필요한 경우도 있다.

–

독립된 연결로로 분석

–

인접한 하류의 연결로와 연계하여 분석

–

인접한 상류의 연결로와 연계하여 분석

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제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

•

구간별 분석

•

④ 엇갈림 구간은 이 구간에서 일어날 만한 운영 상태를 결정하기 위하여 3장의 절차에 따라 분석하여야 한다. 설계를 할 때 유입 연결로 다음에 유출 연결로가 계속되는 경우는 보조 차로가 설치된 엇갈림 가능 구간과 보조 차로가 없는 연결로의 조합, 이 두 가지 측면을 모두 검토하여야 한다.

•

⑤ 만약 앞의 ③항과 ④항의 결과가 불합리하다면 다음과 같은 대안을 고려하여야 한다.

–

차로수 또는 연결로의 위치 변경 (교통 수요 분포에 영향을 줌)

–

새로운 형태를 설계해 보기 위해 ② 항에서 결정된 본선 구간과 연결로의 설계 변경

–

형태 변경, 엇갈림 발생 방지 또는 영향 감소 등을 위해 주요 인터체인지의 설계 변경

•

⑥ 앞의 ② 항에서 ④ 항까지를 반복한다.

(55)

5555

제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

•

분석결과의 종합

–

각 구성 요소를 독립된 시설물로 간주하여 분석한 결과는 고속도로 시스템 차원에서 다시 종합하여 검토할 필요가 있다.

–

특정 구간의 서비스수준이 좋게 판정되더라도 상하류의 다른 구간 서비스수준이 이보다 나쁘다면 결국 특정 구간을 포함한 상하류 구간의 서비스수준은 가장 나쁜 서비스수준을 보이는 구간의 수준으로 결정되기 때문이다.

–

서비스수준의 평가 기준이 각 구성 요소별로 약간씩 차이가 있으므로 계획 및 설계시 구간별 평가 결과를 절대 비교한다는 것은 그 의미가 떨어진다. 다만, 열악한

서비스수준을 보이는 구간에 대한 개선하는 데에 분석 결과를 활용할 수 있다.

–

본 편람 2, 3, 4장의 절차에 따라 각 소구간의 서비스수준이 결정되었을 때, 어떤 수준을 해당 설계 구간의 서비스수준으로 해야 하는 지를 결정해야 한다. 용량 측면에서 볼 때 분석 구간의 최대 교통량은 가장 나쁜 서비스수준을 보이는 구간의 용량에 좌우됨을 감안하면, 그 중 가장 낮은 서비스수준 분석 결과가 분석 구간 전체의 서비스수준을 좌우하므로, 개선의 초점을 이 구간에 두고 설계 및 운영 개선 방안을 찾아야 한다.

–

물론 재정상의 제약은 이러한 결정을 어렵게 만들 수도 있으나 잘못된 설계로 인해 향후 반복적인 정체 요인이 될 수 있음을 감안하여 보다 정확한 분석을 토대로 최적 대안을 선정해야 한다

(56)

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제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

•

고속도로 계획 및 설계시 고려해야 할 주요 사항은 설계속도, 설계 서비스수준, 차로 수 균형 원칙 등이 있다.

•

설계수준: 설계 속도, 설계 서비스수준

–

도로의 기능을 크게 접근성과 이동성으로 나눌 때, 접근성의 측정 지표는 도로간의 간격을 기준으로 하고, 이동성은 속도 또는 통행 시간을 기준으로 한다.

–

고속도로는 무엇보다도 고속의 이동성이 요구되는 도로이므로 설계 수준은 어떤 도로보다도 높아야 한다.

–

일반적으로 고속도로의 설계 수준은 설계 서비스수준이나 설계속도로 표현된다.

–

설계 서비스수준이란 설계 대상 도로의 서비스수준(혼잡 상태)을 어느 수준까지 허용할 것인가 하는 상황과 관련된 것이다. 이 수준은 해당 도로의 기능과 특성, 입지, 교통 특성 등을 고려하여 결정한다.

–

설계 대상 도로가 도시 지역에 위치하는 경우 운전자들이 혼잡 상태의 도로에 비교적 익숙해 있고 도로 부지의 확보가 어려운 점 등을 감안하여 설계 서비스수준을 낮게 잡을 수 있다.

–

반면, 지방 지역에 위치하는 지역간 고속도로의 경우 장거리 통행이 많은 지역간 교통 특성과 부지 확보가 상대적으로 쉽다는 점 등을 고려하면 도시 지역 도로보다는 나은 서비스수준으로 설계한다.

–

따라서, 이 수준에 따라 차로수도 다르게 결정될 수 있다.

(57)

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제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

•

설계 수준: 설계속도, 설계 서비스 수준 (계속)

–

도로를 설계할 때 일반적으로 사용하는 설계 서비스 수준

–

또, 설계속도란 도로의 기하구조를 결정하는 기본 요소의 하나로, ‘자동차의 주행에 영향을 미치는 도로의 물리적 형상을 상호 관련시키기 위하여 정해진 속도로서, 날씨가 쾌청하고 교통 밀도가 낮으며 자동차의 주행 조건이 도로의 구조적인 조건에만 영향을 미칠 때 보통의 운전 기술을 가진 운전자가 쾌적성을 잃지 않고 안전하게 주행할 수 있는 속도’를 말한다.

–

따라서, 설계 대상 도로의 기능이 접근성 보다는 고속의 이동성을 요구하는

고속도로에서 설계속도는 도로의 평면선형과 종단선형 설계시 가장 중요한 변수가 된다. ｢도로의 구조 ․시설 기준에 관한 규칙 해설｣(국토해양부, 2009)에는 고속도로의 설계속도를 최소 100kph로 규정하고 있다.

(58)

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제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

•

차로수 균형 원칙: 수요 공급의 균형

–

대부분의 경우 차로수는 재정상의 이유로 계획 단계에서 미리 결정되는 것이 보통이다.

그러나 차로 수는 계획도로의 전 구간이 아닌 일부 구간의 차로수임에 유의해야 한다.

–

일반적으로 차로수 결정의 대상이 되는 계획 구간은 유출입 교통이 발생하는 출입 시설 사이이므로, 유출입 교통량의 차이에 따라 구간별로 차로수를 다르게 정할 수 있다.

–

즉, 설계 구간별 교통 수요에 맞게 차로수를 다르게 제공하는 차로수 균형 개념에 따라 설계해야 한다.

–

이 개념은, 엇갈림 구간에서는 엇갈림에 필요한 차로 변경 수를 최소화하고, 연결로 유출입부에서는 균형 있는 차로 제공을 통해 구조적인 용량 감소 요인을 제거하기 위한 설계 개념이다. 특정 구간의 서비스수준이 유출입 교통량의 많고 적음에 따라 설계 서비스수준보다 떨어질 수 있는데, 이러한 경우에는 계획된 기본 차로수에 추가로 차로를 부가하여 설계해야 한다.

–

입체 교차 시설의 유출입 연결로나 엇갈림 구간 설계에서 차로수 균형 개념을 적용하지 않을 경우, 이 구간의 운영 특성상 다른 구간보다 많은 혼란을 야기시켜 상시적인 병목 구간이 될 수 있으므로 유의해야 한다.

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•

계획 설계 시의 분석 과정

–

용량 분석 절차는 원칙적으로 도로의 횡단면 구성 요소(차로수, 차로폭, 길어깨)의 설계 및 각 고속도로 소구간들의 차로수 결정에 사용된다. 일반적으로 다음과 같은 자료가 계획 및 설계 분석에 필요하다.

•

설계 서비스수준과 설계속도

•

평면 선형과 종단 선형

•

연결로와 인터체인지의 개략적인 위치

•

추정 수요 교통량 및 수요의 특성, 즉 교통류 중의 트럭, 버스 등 중차량의 구성비, 첨두 시간 계수(PHF) 등

–

분석은 5‐2절의 분석 원칙을 따르며, 계획 및 설계시의 일반적인 분석 과정은 다음과 같은 단계를 거친다.

•

1단계 : 설계 조건 파악(설계 서비스수준과 설계속도, 연결로 위치 및 교통수요)

•

2단계 : 각 소구간과 연결로의 차로수 결정

•

3단계 : 연결로 접속부의 분석

•

4단계 : 엇갈림 구간 분석

•

5단계 : 분석 결과의 종합 및 평가

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운영상태 분석

–

고속도로 운영 분석 방법은 설계시의 접근 방법과 거의 같지만 대안을 고려하지 않는다는 점에서 더 단순하다.

–

모든 교통량, 기하구조 및 교통 상태 등을 알아야 하며, 연결로의 위치, 엇갈림 형태 및 기타 특성에 따라 고속도로를 소구간으로 나누어 분석해야 한다.

–

운영 상태 분석은 교통류가 정상류 상태일 때와 통행 와해 상태일 때로 나누어 분석한다.

•

정상류상태의 분석

•

통행와해상태의 분석

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•

운영상태 분석

–

교통류가 정체되지 않은 정상류 상태를 분석할 때에는 앞에서 설명한 분석 지침에 따라 고속도로를 동질성 구간으로 나누어 다음 순서에 따라 분석하면 된다.

–

1) 2장의 절차에 따라 각 소구간의 서비스수준 결정

–

2) 다음과 같은 경우에 대하여 각 연결로 접속부의 서비스수준 결정 : 이들에 대한

검토는 4장의 분석 절차를 따라야 하며, 연결로가 명확하게 엇갈림 구간의 일부일 때는 3장의 절차를 이용해야 한다.

•

① 독립된 연결로

•

② 인접한 하류의 연결로와 연계

•

③ 인접한 상류의 연결로와 연계

–

3) 엇갈림 구간의 서비스수준 결정(3장의 절차)

–

특정 소구간이 이들 분석 방법 중 여러 가지로 적용이 가능한 경우, 그 중 가장 낮은 서비스수준 분석 결과를 보이는 경우를 적용한다. 각 소구간별 서비스수준을

종합하였을 때 가장 낮은 운영 상태를 나타내는 구간이 분석 구간 전체의 서비스수준을 좌우하므로, 개선의 초점을 이 구간에 두고 운영 개선 방안을 찾아야 한다.

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•

운영상태 분석

•

각 소구간에 대한 서비스수준을 표시한 <그림 5‐7>을 보면, 소구간 4의 엇갈림 유역이 병목 구간 또는 한계 구간이라는 것이 명확하게 나타난다. 표시된 운영 상태가 유지되는 동안 소구간 4가 서비스 수준 E의 악화된 상태로 운영되어도 다른 구간에 영향을 미치지만 않는다면, 다른 소구간들은 서비스 수준 B나 C로 운영될 수 있을 것이다.

•

교통량이 이보다 조금 더 증가하면 소구간 4는 제일 먼저 통행 와해 상태가 발생하게 될 것이며, 그 여파는 상류부인 소구간 3, 소구간 2 그리고 소구간 1의 차례로 퍼져나갈 것이다. 이 구간에서 통행 와해 상태가 발생하면 이 상태의 시공간적 확산은 다음 절의 상세한 분석 기법을 사용하여 추정할 수 있다.

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제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

•

통행와해상태 분석

–

고속도로의 운영 특성상 용량을 초과한 교통수요, 사고, 공사 등으로 인해 한 지점에서 통행 와해 상태가 발생하면, 그 여파는 고속도로 전체 구간에 미친다. 여기서는

고속도로의 한 지점에서 발생한 통행 와해 상태가 주는 시공간적 영향을 분석한다.

–

통행 와해 상태가 발생하는 동안이나 발생 직후 교통류의 움직임을 파악하기는 쉽지 않다. 그러나 중요한 것은 정체된 차량 행렬이 해소될 때 빠져나갈 수 있는 최대

교통량은 얼마나 되는가 하는 점이다.

–

많은 경우 차량들은 멈춰 있던 상태에서 정상적인 상태의 용량(설계속도 100kph일 때 2,200pcphpl)을 넘게 빠져나갈 수는 없다. 연속류 통행에서는 속도, 밀도 및 교통량 사이의 관계식이 용량 상태 전후 에서 불연속적이며, 정체 상태에서 출발할 수 있는 최대 교통량은 안정류 상태에서의 최대 교통량보다 적다.

–

고속도로에서 정지 상태의 차량 행렬로부터 출발하는 교통량은 적게는

1,500pcphpl에서 많게는 2,200pcphpl의 범위에 분포한다. 지역적인 운전자 특성이

여기에 주로 영향을 미치며, 그 범위는 용량 수준에 비해 32%까지의 용량 감소에서부터 거의 감소되지 않는 경우에까지 다양하게 나타난다.

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제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

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•

통행와해상태 분석

•

사고로 인한 일시적인 병목이나 기하구조상의 제약으로 인한 영구적인 병목이 정체 차량군 형성과 소멸에 미치는 영향은 작지 않다.

•

<그림 5‐8>에 표시된 경우를 생각해 보도록 하자. 기본 조건을 가진 설계속도 100kph의 3차로 고속도로의 한 구간에서 첨두 한 시간 동안의 교통수요는 5,500pcph, 첨두 시간 다음 한 시간 동안은 4,500pcph, 그 다음 한 시간 동안은 3,000pcph라고 가정한다.

•

만약, 첨두 시간의 시점에서 사고가 발생하여 15분 동안 한 차로가 차단되어 정체 차량군이 형성되었을 경우, 차로당 용량이 1,500pcphpl로 감소한다고 가정(이때의 용량은 2,200pcphpl이 될 수 없다)하면 이로 인해 다음과 같은 운영 여건의 변화를 예상할 수 있다.

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제 5장 고속도로 종합분석 제 5장 고속도로 종합분석

•

① 한 차로를 차단할 경우 용량은 곧바로 6,600pcph에서 4,400pcph 이하로

감소하며, 수요 교통량이 5,500pcph이기 때문에 즉시 정체 차량 행렬이 발생한다.

•

더구나 이로 인하여 용량이 3,000pcph로 떨어진다.(2차로만 통행하면 차로당 용량이 1,500pcphpl로 감소하는 것으로 가정했을 경우)

•

따라서, 사고가 발생한 직후 15분 동안은 5,500/4 = 1,375pc로 도착하여 3,000/4 = 750pc만 통과하며, 625pc의 차량 행렬이 정체 구간의 뒤쪽에 형성된다.

•

② 차단된 차로가 정상 개통된 후에도 멈춰 있는 차량 행렬이 여전히 존재하기 때문에 용량은 단지 1,500×3 = 4,500pcph로만 증가한다.

•

따라서, 다음 45분 동안은 5,500×3/4 = 4,125pc가 도착하여 4,500×3/4 = 3,375pc만 통과하게 되므로 750pc의 차량 행렬이 발생한다. (통과차량 750+3375 = 4125, 대기행렬 625+750=1375)

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•

③ 두 번째 한 시간 동안은 4,500pc의 도착 교통량이 모두 통과한다. 이때 차량 행렬은 증가하거나 감소하지 않고 안정된 상태를 유지하지만 분산되지는 않는다.

•

④ 그 후, 차량 행렬은 분산되기 시작하는데, 3,000pcph가 도착하고 4,500pcph가 통과하기 때문이다. 1,375pc(625 + 750)의 차량 행렬은 0.92시간(=

1,375/(4,500~3,000))에 걸쳐 분산된다.

•

따라서 본래의 용량까지 회복되기까지는 15분 동안의 한 차로 불통이 발생한 후 약 2.92시간이 소요 된다.

•

차량 행렬의 길이는 한 대당 유효 길이를 3개 차로에 동일하게 10m라고 가정할 때 4.583km (= (1,375/3)×10)에 달하게 되므로 첨두시에는 4km 이상의 길이로 한 시간 동안 지속된다.