도로 설계속도와 기하구조(선형, 횡단, 편경사, 시거 등) 관련성 설명
1. 개요
1) 도로 설계 시 설계속도는 도로 기능이 충분히 발휘되는 조건(기상상태, 차량 대수) 하에서 평균적 운전실력을 가진 운전자가 쾌적성 유지한 채 운전할 수 있는 어떤 구간의 최고 안전 속도를 의미
2) 설계속도는 도로의 평면 곡선반경, 평면곡선 길이, 편경사, 완화곡선, 정지시거, 종단 경사, 종단곡선 등 기하구조에 직접 영향.
2. 설계속도와 기하구조의 관련성
1) 평면곡선반경
① 자동차가 도로의 평면 곡선부를 주행할때 횡방향력이 주어진 한도를 초과하지 않도록 평면곡선반경
으로 결정
-i: 편경사
-f: 마찰계수(0.1~0.16)
-v: 설계속도(km/h)
2) 평면곡선길이
① 평면곡선부에서 운전자가 핸들조작 곤란 느끼지 않고 통과하도록 평면 곡선길이(L)를 4초간 주행하는 길이 이상으로 확보
-t: 주행시간(4초)
-v: 주행속도(km/h)
3) 편경사
① 평면곡선부에서 곡선 바깥쪽으로 작용되는 원심력 영향 줄이기 위해 곡선부 횡단면에서 곡선이 안쪽으로 향하도록 하는 편경사 설치.
4) 완화곡선 및 완화구간
① 평면곡선부를 주행하는 자동차에 대한 원심력을 점차 변화시켜 일정한 주행속도 및 주행 궤적 유지를 위해 완화곡선을 접속 설치
② (경사의 변이) 직선부 표준 횡단경사 구간에서부터 원곡선부에 설치되는 최대 편경사의 선형변화를 주행속도와 평면곡선 반경에 따라 접속
③ (폭원의 변이) 급한 평면 곡선부에서 확폭 할 때 평면 곡선부 확폭된 폭과 표준 횡단 폭을 자연스럽게 접속
④ (선형의 변이) 평면곡선부 원곡선의 시작점과 끝점에서 꺾어진 형상을 시각적으로 원활하게 보이도록 접속
5) 정지시거
① 운전자가 같은 차로 상에 있는 고장차 등의 장애물 또는 위험요소를 알아차리고 제동을 걸어 안전하게 정지하거나 장애물을 피해서 주행하는데 필요한 길이를 설계속도에 따라 산정한 거리
② D= 반응시간동안 주행거리 + 제동 정지거리
6) 종단경사, 오르막차로
① 승용차는 3% 오르막 종단경사에서 거의 영향받지 않으며 4~5% 오르막 경사도 평지와 비슷한 속도로 주행 가능
② 종단경사구간 제한 길이는 중량/마력비 200lb/hp 트럭 표준으로 오르막 구간 진입속도는 다음 중 작은 속도 적용
- 설계속도 80km/h 이상인 경우: 80km/h
- 설계속도 80km/h 미만인 경우: 설계속도와 같은 속도
7) 시각적으로 필요한 종단곡선길이
① 종단경사 차이 작으면 충격완화, 시거 확보위한 종단곡선길이도 짧아져 운전자에게 선형이 급하게 꺾여 보이는 시각상 문제 발생
② 시각적 원활성을 고려하여 설계속도에서 3초간 주행한 거기로 설계
3. 결론
1) 설계속도는 도로 선형 설계를 위한 기본속도로서 기하구조 한계값 결정에 직접 관계가 있고 이 값은 교통량과 예상되는 조건에 충분히 안전해야 함.
2) 설계속도는 도로 기능과 중요도, 지형, 지물, 환경여건, 경제성 등에 충분한 타당성을 갖고 주행 안전성과 쾌적성이 확보되어야 함.