도로의 평면선형설계

Ⅰ. 개 요

1. 도로의 선형이란, 도로설계의 기준이 되는 기하학적인 선이 평면적, 종단적으로 그리는 선의 형태, 또는 3차원적으로 그리지는 기하학적인 선의 형상을 말한다.

2. 선형설계의 기본방침은, 자동차 주행의 안전성, 쾌적성 및 운전자의 시각적, 심리적 안전성을 확보하는 동시에 주변환경(지형, 지물, 경관 등)과 조화를 이루어야 한다.

3. 도로의 선형은 도로가 완성된 후에는 개량이 거의 불가능하고, 반영구적으로 자동차의 주행을 규제하게 된다. 따라서, 선형설계는 도로설계의 기본요소이며 도로의 생명이라 할 수 있다.

 

Ⅱ. 선형설계시 기본적인 고려사항

1. 주변환경(지형, 지물, 경관 등)과의 조화.

2. 설계구간은 가급적 길게 하여 선형의 연속성 유지.

3. 자동차 주행상 안전성, 쾌적성 확보 및 운전자의 시각적, 심리적 안정감 확보

4. 공사비와 편익비의 균형으로 경제적 타당성을 갖을 것

5. 평면선형과 종단선형 상호조합에 유의할 것.

6. 곡선이 주요한 설계요소가 되도록 할 것.

 

 

7. 종단선형은 차량의 등판능력을 고려하여 계획

8. 평면선형, 종단선형, 횡단구성과의 조화 → 입체적 선형계획

9. 당해도로 기능에 부합된 선형설계

․고급도로 - 속도의 연속성, 안전성, 쾌적성 중시, 이동성 부여

․저급도로 - 접근성부여, 교통집산역활

10. 도시부, 평지부 도로 → 직선이 주요설계요소

지방부, 산지부 도로 → 곡선이 주요설계요소

Ⅲ. 평면선형 설계 요소

1. 직 선

가. 설치구간

: 평탄지, 산사이 넓은 골짜기, 시가지, 직선가로망지역, 장대교, 터널구간

나. 설치길이(독일 RAL)

1) 최대 - 설계속도의 20배

2) 최소길이

- 반대방향으로 굴곡하는 곡선사이에 삽입된 직선 : 2V 이상

- 같은방향으로 굴곡하는 곡선사이에 삽입된 직선 : 6V 이상

 

2. 원 곡 선

가. 설치구간

1) 직선설치 불가능 지역

2) 긴직선의 단조로움 해소

3) 산지부의 공사비 절감

나. 설치길이

1) 최소 곡선반경 : R ≥ V2 / 127(i+f)

2) 최소 곡선길이 : L = (V×t)/3.6

다. 곡선의 종류

: 단곡선, 복합곡선, 배향곡선(S-Curve), 반향곡선

 

 

3. 완화곡선

가. 설치구간

1) 직선과 원곡선의 접속시,

2) 대원과 소원의 접속시

나. 설치길이

1) 60km/h이상 도로에 설치

2) 최소길이 : 120km/h(70m), 100km/h(60m), 80km/h(50m)

다. 설치목적

: 곡율의 접속, 편구배 접속설치, 확폭 접속설치, 시각적 원활

라. 종 류

: Clothoid, Lemniscate, Meconnell, 대수나선곡선

Ⅳ. 평면선형 설계의 일반방침

1. 가능한 큰곡선 반경 적용 (최소곡선반경의 1.5배 이상, 특히 고성토 구간)

2. 충분한 곡선장을 확보 (특히, 교각이 5°이하인 경우)

3. 원곡선 반경과 Clothoid Parameter와의 관계식 성립

4. 클로소이드곡선을 사용할 때 비대칭형곡선도 무방 (부득이한 경우)

5. 두 클로소이드가 배향할 경우, Parameter 값이 같거나 2배이하 적용

6. 배향곡선의 중간개제 직선길이(Parameter접속시도 동일)

L ≤ (A1 + A2) / 40

7. 복합곡선 설치는 가급적 피하고 클로소이드를 사용함이 바람직

A ≥ 1/2 RS ( RS : 작은 원곡선 반경)

8. 같은 방향으로 굴곡되는 두곡선사이의 짧은 직선구간 설치는 피한다.

 

 

9. 종단선형과 관련에 유의하여 입체적인 선형이 되도록 할 것.

10. 최단주행거리, 주행시간단축으로 편익발생이 크고, 건설비가 적게드는 선형 검토

 

Ⅴ. 결 론

1. 평면선형 설계시 종단선형과의 조화를 이루어야하며, 주행적인 측면과 경제성, 환경적인 측면을 조합 고려하여 평면선형을 계획하여야 한다.

2. 선형설계는 차량의 고속화, 중량화에 따른 교통사고의 대형화 추세에 대응하여, 안전성, 쾌적성, 연속성 및 경제성에 유의하여 설계하여야 한다.

3. 도로의 기능 및 성격에 따라 중요시하고 강조되어야 할 요소(경제성, 사회성, 교통기술측면, 구조기술측면, 환경적 측면)들을 종합적으로 검토

4. 특히 반영구적인 도로를 만들기 위해서는 설계기준의 최소치 규정에 구애됨이 없이 설계조건, 지형조건 등에 따라 가능한한 큰 값을 적정하게 사용

5. 또한, 컴퓨터에 의한 선형설계기법 도입으로 도로 전산화에 의한 선형설계 및 검토가 이루어져, 보다 양질의 선형설계가 되도록 최선을 다하여야 하겠다.