기술사 공부하는 자료 공유

Ⅰ. 개 요

1. 자동차가 곡선부를 주행할 때 곡선반경이 작으면,

핸들조작이 곤란하고, 주행 쾌적도가 떨어질 뿐만아니라

특히 고속주행도로(고속도로)의 경우 사고위험이 크다.

2. 설계속도가 높아짐에 따라 최소곡선반경도 커지고, 편경사도 커지나,

타이어의 노면마찰계수(f)는 감소하게 되으로,

선형설계시 이의 상관관계를 고려하여 최소곡선반경(R)의 1.5배 이상의 값을 적용하고,

적절한 편경사를 설치하여 자동차의 안전성과 쾌적성을 도모해야 함.

3. 여기서는 각 요소들의 결정기준과 곡선반경과 편경사의 상관성에 대하여 기술하기로 한다.

Ⅱ. 각 요소들의 결정

1. 최대편경사의 결정

가. 결정요소

1) 주행의 쾌적성

2) 지형조건

3) 지역성(도시부, 지방부)

4) 기상여건(다우, 다습, 적설, 결빙 등)

5) 자전거등의 분리 여부

나. 우리나라의 최대편경사 적용

: 위의 조건들에 따라 다르나, 일반적으로

- 고속도로의 경우 본선에서 최대편경사 : 6%

연결로 " : 8%를 적용하고 있다.

2. 횡방향 미끄럼마찰계수(f) 결정

가. f는 노면과 타이어의 횡방향 마찰계수인 동시에

차안의 사람이 느끼는 횡방향 가속도의 크기를 나타낸 것

나. f는 실측치로부터 구할 수 있으며, 이값은 쾌적성을 고려하여 결정한다.

- 쾌적성을 고려하는 경우 : 마찰계수(f) = 0.1～0.15

가속도(g) = 0.3～0.6m/sec2이상

3. 최소곡선반경 결정

Ⅲ. 평면곡선 반경과 편경사와의 상관성

1.개요

: 최대편경사와 최소곡선반경이 정해지면,

곡선반경에 대하여 어느정도 편경사를 설치할 것인가의 문제가 생긴다.

즉, 설계속도에 따른 곡선반경에 대해 설치해야 할 편경사를 규정해야 한다.

2. 곡선반경과 편경사와의 관계

가. 곡선반경(R)에 대하여 마찰계수(f)를 결정하면, 편경사(i)를 구할 수 있다.1,000 2,000 3,000 (R)

나. 곡선반경이 작아짐에 따라 i+f의 값은 급격히 증가한다.

다. R이 작을 경우, 설계속도가 커지면 속도증가에 대한 i+f 값의 증가량도 커진다

라. R이 작은 경우, 약간의 속도증가에도 쾌적성에 큰 영향이 있게 되며,

R이 큰 경우, 쾌적성을 유지할 수 있는 속도의 범위가 넓어져 간다.

3. 곡선반경과 편경사, 설계속도와의 상관성

Ⅳ. 설계에의 적용

1. 최대, 최소 편경사의 적용

가. 최대 편경사(Smax)

1) 해당 설계속도의 최소곡선반경 범위내에서 적용

2) 적설한냉지역, 도시지역의 경우 : Smax = 6% 적용

그 외지역 : Smax = 8% 적용

3) 우리나라 고속도로의 경우

- 본선 Smax = 6% 적용, 연결로 Smax = 8% 적용

나. 최소 편경사(Smin)

1) 편경사를 생략할 수 있는 크기의 곡선반경 범위내에서 적용

2) Smin = -2% 즉, 표준횡단경사 임.

2. 편경사를 생략할 수 있는 곡선반경

: R ≥ V2 / 127(i+f)에서 f=0.035적용

Ⅴ. 결 론

1. 곡선반경과 편경사설치는「자동차의 주행안전성 확보와 운전자의 쾌적성 유지를 위하여 설치한다」는 원칙이 준수되어야 한다.

2. 실제 주행속도는 설계속도의 70-90% 정도인 점을 감안하여 주행속도와 이에 따른 곡선반경에 대해 편경사를 설치하여야 한다.

3. 고속도로 설계는 표준화되어 큰 무리가 없으나, 그 외의 도로는 실제 편경사 설치시 잦은 오류가 발생되고 있는 실정이므로, 이에 개선노력이 필요하다.

4. 추후 개선방안

: IC 설계시 본선과 연결로 접속부의 편경사 접속설치

- 곡선반경별 편경사 접속설치 기준은 어느정도 정립되어 있으나,

- 본선편경사와 연결로 편경사의 접속부처리에 대한 명확한 기준이 정립되어 있지 않으므로 이에 대한 명확한 기준정립이 필요.

Ⅰ. 개 요

1. 편경사란 차량이 도로의 곡선부를 주행할 때 곡선부 외측으로 원심력이 생겨 차량의 미끄러짐, 전도하려는 힘, 인체에 횡방향력이 작용하게 되므로 이를 방지하기 위하여 곡선 내측으로 하향 횡단 경사를 설치하는 것을 말한다.

2. 완화곡선이 설치되는 구간은 편경사의 변화 또는 확폭량을 설치하기 위하여 취하는 편경사 및 확폭량의 접속구간이며 완화구간이라 한다.

Ⅱ. 최대 편경사

1. 기본식

여기서, V : 속도(m/sec) R : 곡선(m)

g : 중력가속도(9.8m/sec2) f : 마찰계수

G : 총중량(kg) Z : 원심력

i : 편경사 (kgㆍm/sec2)

2. 최대 편경사 규정이유

1) 앞식에서 gi는 중력가속도의 노면에 대한 수직방향 성분

→ 차내의 사람에 미불쾌감

2) gf는 차내의 사람을 횡방향으로 밀어내는 힘 →불쾌감

3) 따라서 gf를 감소시키기 위해 i를 크게 취하는 것이 유리

4) i를 너무 크게 취할 경우

ㆍ 느린 속도 주행시 부자연스런 핸들 조작

ㆍ 제동시 횡방향으로 미끄러지는 경향

ㆍ 결빙시 발진 곤란

3. 최대 편경사 기준

※60km/h 미만의 도시부 도로는 편경사를 붙이지 않을 수 있다.

Ⅲ. 편경사를 생략할수 있는 최소곡선 반경

1. 곡선 반경이 커지면 원심력에 대해서 노면과 타이어의 마찰력 만으로 충분히 저항 할수 있으므로 편경사를 생략할 수있다.

2. Re =

여기서 Re : 편경사 생략 최소 곡선 반경

: 표준 횡단경사(-0.02 또는 -0.015)

: 0.035

3. 편경사를 생략할수 있는 최소곡선 반경(표준 경사 2%적용시)

Ⅳ. 편경사 적용시 주의사항

1. 6% 이상의 편경사 : 차량의 주행, 특성 및 기상조건을 충분히 검토

2. 도시부 도로

1) 안전성 및 쾌적성 측면에서 설치하는 것이 원칙

2) 설계속도가 60km/hr미만의 부득이한 경우 편경사 생략가능

3) 연도의 상황, 교차점, 가로와의 관계, 배수등으로 부득이한 경우 생략가능

4) 횡 방향 미끄럼 마찰계수가 f = 0.15까지는 생략할수 있으나 f=0.15이상인 경우

적용

3. 중앙분리대의 분리대는 Level로 하고 측대는 본선과 동일하게 설치

4. 길어깨는 -4%를 표준으로 하고 본선 변화에 따라 차등적용

Ⅴ. 결론 및 의견

1. 편경사 설치는 도로의 연도조건, 적설 한냉지역, 배수처리문제등을 고려하여 주행의 안전성과 쾌적성을 확보 할수 있도록 충분히 검토하여 설치

2. 도로의 편경사는 운전자가 쉽게 판단할수 없는 요소이므로 불합리한 설계, 시공등으로 사고와 직결되는 경우가 많으므로 신중을 기하여 설치

3. 지방지역 중 적설한냉지역의 최대편경사를 6%로 규정하고 있으나. 규칙 해설집에는 적설한냉지역에 대한 용어해설이 없어 적용이 곤란하여 대부분의 설계가 종래와 같이 최대편경사를 6%로 적용함

4. 최대편경사를 6%, 7%, 8%로 구분하고 있으나, 7%에 대한 적용기준이 없어 실제 적용치 않음