제3장 고속도로 엇갈림 구간

 

1 개 요

 

(1) 정의 및 적용 대상

    엇갈림 구간은 합류 구간 바로 다음에 분류 구간이 있을 때 또는 유입 연결로 바로 다음에 유출 연결로가

    있을 때, 이 두 지점이 연속된 보조차로로 연결되어 있어 교통류의 엇갈림이 발생하는 구간이다. 엇갈림 구간

    의 운행 특성은 엇갈림 구간의 형태와 길이 및 폭에 영향을 받는다.

    본 분석 체계는 본선-연결로 엇갈림 형태와 연결로-연결로 엇갈림 형태에 적용할 수 있다. 다른 대부분의

    엇갈림 형태는 고속 통행이 요구되는 고속도로의 위계상 안전과 소통상의 장애 요인이 되므로 설계시에는 이

    를 고려하지 않는 것이 바람직하다.

    엇갈림(weaving)이란 교통통제 시설의 도움 없이 상당히 긴 도로를 따라가면서 동일 방향의 두

    교통류가 엇갈리면서 차로를 변경하는 교통 현상을 말한다. <그림 3-1>은 엇갈림 구간에서 교통류가

    엇갈리는 현상을 나타낸 것이다. 그림에서 교통류 A→D와 교통류 B→C는 원하는 방향으로 가기 위해

    엇갈려야 하므로 교통류 A→D와 B→C는 “엇갈림 교통류”라 하고, 교통류 A→C와 B→D는 엇갈리지

    않고도 원하는 방향으로 갈 수 있기 때문에 “비엇갈림 교통류”라고 한다.

    이러한 엇갈림은 모든 도로(고속도로, 다차로 도로, 2차로 도로, 간선도로 혹은 집산도로)에서 존재

    하는데, 출입 지점의 위치와 목적지를 가기 위해 변경해야 하는 차로 수에 따라 여러 형태가 생길 수

    있다.

    엇갈림 구간은 운전자들이 원하는 도로 지점으로 접근하기 위해 필수적인 차로 변경이 요구되는

    구간으로 다른 도로 구간보다는 상충 빈도가 높아 교통 혼잡이나 사고 발생 가능성이 더 높다. 이러한

    교통류 형태가 발생하는 구간에 대해서는 도로 설계 단계에서부터 적절히 대처하지 않으면 교통혼잡과

    교통사고 발생의 가능성도 대단히 커지게 되며, 운영 단계에서도 구조적인 한계는 있지만 그에 상응하는

    조처가 요구된다.

    본 편람에서 제시하는 방법론은 기본적으로 고속도로에 적용할 수 있으며, 고속도로 이외의 자동차

    전용도로나 설계 수준이 높은 지방부 일반도로에도 적용할 수 있다. 엇갈림 구간의 형태 면에서는

    하나의 유입 연결로 다음에 유출 연결로가 보조차로로 이어져 있는 본선-연결로 엇갈림 형태와 그

    변형인 연결로-연결로 엇갈림 형태에 적용할 수 있다. 다른 형태의 엇갈림 구간은 본 편람에서 다루지

    않는다.

 

A

B

C

D

 

그림 3-1 엇갈림 구간의 교통 흐름

 

(2) 엇갈림 구간의 특성

    엇갈림 구간의 교통류 특성에 영향을 미치는 도로 기하구조 요소에는 다음 3가지가 있다.

 

① 엇갈림 구간의 형태

② 엇갈림 구간의 길이

③ 엇갈림 구간의 폭(차로 수)

 

1) 엇갈림 구간의 형태

   엇갈림 구간의 형태는 엇갈림을 하는 차량이 차로를 변경해야 하는 최소 횟수와 출입 지점의 위치에

   따라 여러 가지 형태가 생긴다. 차로 변경 횟수는 진입 차로와 진출 차로의 위치와 차로 수에 따라 결정

   되는데, 이들은 차로 변경을 포함한 엇갈림 구간의 운행 특성에 큰 영향을 미치기 때문에 엇갈림 구간의

   설계에서 매우 중요하다. 엇갈림 교통류가 목적지를 향해 가기 위해 차로를 변경해야 하는 빈도가

   잦을수록 해당 엇갈림 구간의 교통 상태는 악화되어 서비스수준은 열악해진다. 결과적으로 엇갈림

   구간의 형태는 출입 연결로의 위치에 지배를 받게 되어 있다.

   본 편람에서는 본선-연결로 엇갈림과 연결로-연결로 엇갈림 형태를 다룬다. 각 형태의 특징은

   다음과 같다.

 

(가) 본선-연결로 엇갈림

     본선-연결로 엇갈림 형태는 각각의 엇갈림 차량들이 원하는 방향으로 주행하기 위해 반드시 한 번의

     차로 변경을 해야 하는 구간을 말한다. 즉, 진입 연결로 다음에 진출 연결로가 위치하며, 두 연결로가

     연속된 보조차로로 연결된 구간을 말한다.

     본선에 진입하는 연결로 차량은 본선 측 인접 차로로 들어가기 위해 보조차로에서 차로를 변경하여야

     하며, 본선에서 진출하는 연결로 차량은 본선 측 인접 차로에서 보조차로로 차로를 변경하여야 한다.

 

A

B

C

D

 

그림 3-2 연결로 엇갈림 형태

 

(나) 연결로-연결로 엇갈림

     연결로-연결로 엇갈림 형태는 본선-연결로 엇갈림을 본선이 아닌 본선에 연접 설치되어 집산도로

     기능을 하는 측도에서 일어나게 한 형태로서, 본선에서 연결로로 진출하는 교통류(A→D 방향)와,

     연결로에서 본선으로 진입하는 교통류(B→C 방향)가 엇갈리기 때문에, 이 엇갈림 구간내의 모든 차량은

     한 번의 차로 변경을 반드시 해야 한다.

     연결로-연결로 엇갈림 형태는 고속 교통에 부적합한 엇갈림이라는 교통 현상을 저속 교통 기능의

     도로인 집산도로로 이격시켜 처리한 바람직한 설계 형태라고 볼 수 있다.

 

A

B

C

D

 

그림 3-3 연결로-연결로 엇갈림 형태

 

2) 엇갈림 구간의 길이

    엇갈림 차량들은 진입로와 본선이 만나는 지점에서 진출로 시작 부분까지의 엇갈림 구간내에서

    필요한 차로 변경을 수행해야 하기 때문에, 엇갈림 구간의 길이는 안전하고 원활한 엇갈림 주행에

    중요하다. 엇갈림 구간의 길이는 운전자가 엇갈림에 필요한 차로를 변경하는 데 드는 시간과 공간을

    제한한다. 따라서, 다른 요인은 일정하다고 가정할 때, 엇갈림 구간 길이가 짧을수록 운전자가 차로를

    변경하기가 어려우며, 그로 인한 혼란의 정도는 높아진다. 반대로, 이 길이가 길수록 엇갈림의 영향은

    적어진다.

    엇갈림 구간 길이는 <그림 3-4>에서 엇갈림 구간 진입로와 본선이 만나는 지점에서 진출로 시작

    부분까지의 거리 즉, 물리적인 고어부 사이의 거리로 한다.

    엇갈림 구간의 길이는 본선-연결로 엇갈림 구간의 경우 최소 200m를 넘게 하는 것이 통행 안전상

    바람직하며, 750m를 넘는 경우 엇갈림이 일어난다기보다는 합류와 분류 움직임이 독립적으로 본선

    교통류에 영향을 미친다고 볼 수 있다. 이 경우에는 독립된 유출입로로 간주하여 연결로 접속부의

    분석 절차에 따라 서비스수준 등을 분석하면 된다.

    연결로-연결로 엇갈림 구간의 길이는 두 연결로의 본선 진출부와 진입부 사이의 거리에 좌우되는데,

    이 길이를 최소 150m로 한다. 이는 연결로-연결로 엇갈림 구간이 집산도로 기능을 하는 측도에 설치

    되기 때문에 그 설계 수준이 낮고 위계 차이가 적음을 고려한 것이다.

 

엇갈림 구간의 길이(L)

 

그림 3-4 엇갈림 구간의 길이

 

3) 엇갈림 구간의 폭

    엇갈림 구간의 차로 수로 표현되는 엇갈림 구간의 폭도 이 구간의 운영 상태에 큰 영향을 미치는

    요소이다. 엇갈림 구간의 폭이 넓을수록 엇갈림 교통류가 이 구간에 미치는 영향은 작으며, 통행속도도

    그만큼 덜 제약을 받는다.

 

(3) 용어 정의

◦ 비엇갈림 교통류 : 엇갈림 구간에서 다른 교통류와 엇갈리지 않아도 원하는 방향으로 진행할 수

  있는 교통류를 말하며, 이 교통량을 비엇갈림 교통량(Vnw)이라 함.

◦ 비엇갈림 속도(Snw, kph) : 엇갈림 구간에서 비엇갈림 교통류의 공간 평균 속도.

◦ 엇갈림(weaving) : 교통통제 시설의 도움 없이 상당히 긴 도로를 따라가면서 동일 방향의 두

  교통류가 엇갈리면서 차로를 변경하는 교통 현상.

- 엇갈림 구간 : 엇갈림 현상이 발생하는 구간으로, 합류 구간 바로 다음에 분류 구간이 있을 때

  또는 유입 연결로 바로 다음에 유출 연결로가 있을 때, 이 두 지점이 연속된 보조차로로 연결

  되어 있어 교통류의 엇갈림이 발생하는 구간.

- 엇갈림 구간 길이 : 엇갈림 구간 진입로와 본선이 만나는 지점에서 진출로 시작 부분까지의 거리,

  즉 물리적인 고어부 사이의 거리.

◦ 엇갈림 교통류 : 엇갈림 구간에서 원하는 방향으로 진행하기 위해 다른 교통류와 엇갈려야 하는

  교통류를 말하며, 이 교통량을 엇갈림 교통량(Vw)이라 함.

◦ 엇갈림 속도(Sw, kph) : 엇갈림 구간에서 엇갈림 교통류의 공간 평균 속도.

◦ 엇갈림 형태 : 엇갈림을 하는 차량이 차로를 변경해야 하는 최소 횟수와 출입 지점의 위치에 따라

  생기는 여러 가지 형태를 말함. 본 편람에서는 본선-연결로 엇갈림과 연결로-연결로 엇갈림

  형태를 다루고 있음.

- 본선-연결로 엇갈림 형태(ramp weave)

    : 본선 편측에 유입 연결로 바로 다음에 유출 연결로가 설치되어 있고 이 두 접속부가 연속된

      보조차로로 연결되어 있는 형태로, 각 엇갈림 차량들은 원하는 방향으로 주행하기 위해서는

      반드시 한 번의 차로 변경을 해야 함.

- 연결로-연결로 엇갈림 형태(frontage weave)

    : 본선-연결로 엇갈림을 본선이 아닌 본선에 연접 설치되어 집산도로 기능을 하는 측도에서

      일어나게 한 형태로서, 본선에서 연결로로 진출하는 교통류와, 연결로에서 본선으로 진입하는

      교통류가 엇갈리기 때문에, 이 엇갈림 구간내의 모든 차량은 한 번의 차로 변경을 반드시

      해야 함.

 

2 분석 방법론

 

연결로 엇갈림 구간의 서비스수준을 분석하는 방법은 다음과 같다.

 

① 엇갈림 구간의 효과척도로는 평균 밀도를 사용한다.

② 속도 추정 모델 또는 현장 조사에 의해서 엇갈림 구간의 엇갈림 속도와 비엇갈림 속도를 구한다.

③ 구해진 속도를 근거로 엇갈림 구간의 밀도를 계산한다.

④ 계산된 밀도를 바탕으로 해당 엇갈림 구간의 서비스수준을 판정한다.

 

측도 엇갈림 구간의 경우, 엇갈림 구간의 교통량 또는 교통량과 속도를 바탕으로 한 밀도에 근거하여 서비스

수준을 판정한다.

 

(1) 엇갈림 속도와 비엇갈림 속도 산출

 

본선-연결로 엇갈림 구간의 분석에서 가장 중요한 절차는 엇갈림 구간내의 엇갈림 교통류와 비엇갈림

교통류의 공간 평균 속도를 산출하는 것이다. 계획 및 설계 단계에서는 다음 추정식에 따라 속도를

추정하며, 운영 분석 단계에서는 현장 조사나 다음 추정식을 통해 속도를 산출한다.

본선-연결로 엇갈림 구간의 속도 추정식은 (식 3-1), (식 3-2) 그리고 (식 3-3)과 같다.

 

  또는         또는 

      

 

(식 3-1)

 

   ×         (식 3-2)

   ×         (식 3-3)

 

여기서,

  또는     엇갈림 교통류와 비엇갈림 교통류의 평균 속도(kph)

  본선의 설계속도(kph)

  비엇갈림 교통류에 따른 엇갈림 강도 계수

  엇갈림 교통류에 따른 엇갈림 강도 계수

  교통량 비(Volume ratio, Vw/V)

  엇갈림 구간의 총 교통량(pcph)

   엇갈림 교통량(pcph)

  엇갈림 구간의 총 차로 수

  엇갈림 구간의 길이(m)

 

속도 산출시 관련 변수들을 적용할 때에는 다음의 적용 한계를 고려해야 하며, 이를 넘어서는 경우는

적용상의 주의를 요한다.

 

① 엇갈림 교통량 비(VR) ≤ 0.50 ( N = 3, 본선 차로수 = 2 인 경우 )

    ≤ 0.45 ( N = 4, 본선 차로수 = 3 인 경우 )

    ≤ 0.40 ( N = 5, 본선 차로수 = 4 인 경우 )

② 엇갈림 구간 교통량

    ‧ 본선-연결로 엇갈림 구간의 총 교통량(V/n) ≤ 2,000pcphpl (<표 3-2> 참조)

    ‧ 본선-연결로 엇갈림 구간의 엇갈림 교통량(Vw) ≤ 2,800pcph

    ‧ 연결로-연결로 엇갈림 구간의 엇갈림 교통량(Vw) ≤ 3,000pcph

    연결로-연결로 엇갈림 구간의 경우, 교통류 특성상 엇갈림 속도와 비엇갈림 속도의 구분이 불필요

    하며 모든 사업 단계에서 별도의 속도 산출 과정을 거치지 않고 교통량을 바탕으로 서비스수준을

    판단한다(<표 3-3> 참조). 운영 분석 단계에서 보다 정확한 서비스수준 분석이 필요할 경우 현장

    조사된 속도와 교통량에 따라 산출된 평균 밀도로 해당 엇갈림 구간의 서비스수준을 판정한다

    (<표 3-1> 참조).

    또, 연결로-연결로 엇갈림 구간은 그 자체의 서비스수준뿐만 아니라 인접 상류부 연결로 접속부

    (분류부)와 하류부 연결로 접속부(분류부)의 서비스수준을 함께 분석하여 해당 유역의 서비스수준을

    시스템 차원에서 분석할 필요가 있다. 이에 대해서는 본 편람 제5장 고속도로 종합 분석 편을 참조

    하면 된다.

 

(2) 평균 밀도 산출

    속도 추정식 또는 현장 조사에 따라 산출된 엇갈림 속도와 비엇갈림 속도를 토대로 엇갈림 구간내의

    평균 속도를 계산한 후, 평균 밀도를 산출한다.

 

  





   



 



 

(식 3-4)

 

D =

V/N

S

 

(식 3-5)

 

여기서,

S = 엇갈림 구간의 모든 차량에 대한 평균 속도(kph)

S w = 엇갈림 차량의 평균 속도(kph)

S nw = 비엇갈림 차량의 평균 속도(kph)

V = 엇갈림 구간의 총 교통량(pcph)

V w = 엇갈림 교통량(pcph)

V nw = 비엇갈림 교통량(pcph)

D = 엇갈림 구간의 평균 밀도(pcpkmpl)

 

(3) 서비스수준 판정

    본선-연결로 엇갈림 구간과 연결로-연결로 엇갈림 구간의 서비스수준을 판단하는 척도는 밀도이며,

    각 서비스수준은 <표 3-1>과 같다. 본선이 아닌 지선에서 엇갈림이 일어나는 연결로-연결로 엇갈림

    구간의 밀도 기준이 본선에서 엇갈림이 일어나는 본선-연결로 엇갈림 구간의 밀도 기준보다 25~40%

    정도 열악하게 제시되어 있는데, 이는 해당 도로 수준에 대해 이용자가 기대할 수 있는 서비스수준

    개념과 관련되어 있다.

 

<표 3-1> 엇갈림 구간의 서비스수준

 

서비스수준

밀도(D, pcpkmpl)

연결로 엇갈림 구간 측도 엇갈림 구간

A ≤ 6 ≤ 8

B ≤ 12 ≤ 13

C ≤ 17 ≤ 18

D ≤ 22 ≤ 25

E ≤ 27 ≤ 38

F ＞ 27 ＞ 38

 

(4) 엇갈림 구간의 용량

    엇갈림 구간의 용량은 용량 상태의 밀도값을 기준으로 산출하였는데, 본선-연결로 엇갈림 구간의

    경우 27pcpkmpl, 연결로-연결로 엇갈림 구간의 경우 37.5pcpkmpl에 해당하는 서비스수준 E의 최대

    교통량으로 정의된다.

    따라서, 용량은 설계속도, 엇갈림 구간의 길이, 교통량 비 그리고 차로수에 따라 변한다. <표 3-2>는

    이들 변수에 대한 본선-연결로 엇갈림 구간의 용량을 나타낸 것이다. 이 용량은 본선-연결로 엇갈림

    구간을 설계할 때 수요에 따른 한계값 점검시 사용한다.

 

<표 3-2> 본선-연결로 엇갈림 구간의 용량

 

a. 설계속도 100kph 이상 (단위 : pcph)

교통량 비

(VR)

엇갈림 구간 길이 (L, m)

150 300 450 600

N=3 (본선 2차로)

0.10 5,100 5,200 5,400 5,500

0.20 5,000 5,100 5,300 5,400

0.30 4,900 5,000 5,200 5,300

0.40 4,800 4,900 5,100 5,200

N=4 (본선 3차로)

0.10 6,900 7,100 7,300 7,500

0.20 6,800 7,000 7,200 7,400

0.30 6,600 6,800 7,100 7,300

0.40 6,500 6,700 7,000 7,200

N=5 (본선 4차로)

0.10 8,600 8,900 9,200 9,300

0.20 8,400 8,700 9,000 9,200

0.30 8,200 8,600 8,900 9,100

0.40 8,100 8,400 8,800 9,000

b. 설계 속도 80kph (단위 : pcph)

교통량 비

(VR)

엇갈림 구간 길이 (L, m)

150 300 450 600

N=3 (본선 2차로)

0.10 4,600 4,800 4,900 5,000

0.20 4,500 4,700 4,800 4,900

0.30 4,400 4,600 4,700 4,800

0.40 4,300 4,500 4,600 4,700

N=4 (본선 3차로)

0.10 6,200 6,400 6,600 6,700

0.20 6.100 6,300 6,500 6,600

0.30 5,900 6,200 6,400 6,500

0.40 5,700 6,100 6,300 6,400

N=5 (본선 4차로)

0.10 7,800 8,000 8,300 8,400

0.20 7,700 7,900 8,200 8,300

0.30 7,600 7,800 8,100 8,200

0.40 7,300 7,600 8,000 8,100

 

연결로-연결로 엇갈림 구간의 경우, 설계 수준이 낮고 엇갈림 공간상의 제약이 따르므로 본선-

연결로 엇갈림 구간처럼 관련 변수에 따른 용량 등 교통 특성 변수의 민감도가 떨어진다. 따라서, 연결로

-연결로 엇갈림 구간에서는 현장 설계 및 운행 여건을 고려하여 <표 3-3>과 <그림 3-5>와 같이

 서비스수준별 밀도와 교통량, V/c, 속도 등의 총괄적인 기준을 적용한다.

 

<표 3-3> 연결로-연결로 엇갈림 구간의 서비스수준별 최대 교통량과 속도 기준

 

서비스수준 밀도

(pcpkmpl)

교통량

(pcph)  비

속도

(kph)

A ≤ 7.5 ≤ 1,000 ≤ 0.16 ≥ 65

B ≤ 12.5 ≤ 1,500 ≤ 0.33 ≥ 60

C ≤ 17.5 ≤ 2,000 ≤ 0.58 ≥ 55

D ≤ 25.0 ≤ 2,500 ≤ 0.83 ≥ 50

E ≤ 37.5 ≤ 3,000 ≤ 1.00 ≥ 40

F ＞ 37.5 ＜ 3,000 ＜ 1.00 ＜ 40

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

속도(km/h)

서비스 수준 A 서비스 수준 B

서비스 수준 C

서비스 수준 D

서비스 수준 E

서비스 수준 F

15 pc/km 25 pc/km

35 pc/km

50 pc/km

75 pc/km

엇갈림 교통량(pcph)

 

그림 3-5 연결로-연결로 엇갈림 구간의 서비스수준

 

3 적용 절차

   엇갈림 구간 분석 방법론의 적용 절차는 엇갈림 구간의 형태별로 계획 및 설계 단계와 운영 분석 단계로

   나누어 적용한다. 본 분석 체계는 국내 엇갈림 구간 중 가장 전형적인 형태인 본선-연결로 엇갈림 구간과

   연결로-연결로 엇갈림 구간에 적용할 수 있다.

 

(1) 계획 및 설계 단계

    본선-연결로 엇갈림 구간을 계획하고 설계할 때에는 시행 착오법에 의해 설계 서비스수준에 맞는 엇갈림

    구간의 길이를 결정하거나, 추정된 속도와 밀도를 바탕으로 서비스수준을 판정한다.

    연결로-연결로 엇갈림 구간을 계획하고 설계할 때에는 주어진 설계 조건에 따른 서비스수준 분석 절차를

    주로 적용하며, 엇갈림 구간의 길이는 별도의 결정 절차를 따르는 것보다는 설계 수준상 최소 150m를 확보하는

    것으로 한다.

    본선-연결로 엇갈림 구간을 계획하거나 설계할 때 엇갈림 구간의 적정 길이 결정을 위해서는 다음

    분석 과정의 1~4 단계를, 단순히 설계 대상 엇갈림 구간의 서비스수준 분석을 위해서는 운영 분석

    단계의 분석 절차를 따르면 된다. 엇갈림 구간의 적정 길이를 결정할 때에는 본선 설계속도, 엇갈림

    구간을 통행하는 방향별 교통량, 차로수를 토대로 시행 착오법에 의해 최대 허용 엇갈림 길이 범위

    내에서 계획된 서비스수준을 만족하는 적정 엇갈림 구간 길이를 산정한다.

    설계속도 100kph 이상인 고속도로의 경우는 원활한 차량 소통과 안전한 엇갈림 운행을 위해 엇갈림

    구간을 설치하지 않는 것이 바람직하며, 설치할 경우라도 집산도로(측도)를 설치하여 본선보다는

    지선에서 엇갈림이 발생하도록 한다.

 

(가) 1단계 : 도로 및 교통 조건의 규정과 설계 조건 설정

 

      계획 및 설계 대상 엇갈림 구간에 대하여 다음과 같은 도로 및 교통 조건을 설정한다.

 

․ 도로 조건 : 설계 속도, 접근 방향별 차로수, 차로 폭, 최대 허용 엇갈림 구간 길이

․ 교통 조건 : 방향별 1시간 교통수요, 중차량 구성비, 첨두시간계수, 승용차 환산계수

․ 설계 조건 : 설계 서비스수준

 

      설계 서비스수준은 도시지역의 경우 D 수준, 지방지역의 경우 C 수준으로 한다.

 

(나) 2단계 : 교통량의 첨두시간 승용차 교통량 환산 및 변수 한계 점검

 

첨두시간계수, 중차량 구성비와 승용차 환산계수로 방향별 1시간 교통량을 첨두시간 승용차 교통량

으로 환산한다. 이때 첨두시간계수는 조사가 불가능할 경우 0.90(도시부)~0.95(지방부) 사이의 값을

적용하며, 승용차 환산계수는 고속도로 기본구간의 값을 적용한다.

엇갈림 교통량 관련 변수(VR, V/n, Vw)들의 한계를 점검한다(본 장의 3-2-1절 참조).

 

(다) 엇갈림 구간 길이에 따른 서비스수준 판정

 

예측된 엇갈림 구간의 교통량, 엇갈림 비, 본선 설계속도, 차로수를 토대로, 최대 허용 엇갈림 구간

길이부터 시작하여 시행 착오법으로 엇갈림 구간 길이에 따른 서비스수준을 판정한다.

 

(라) 4단계 : 적절한 엇갈림 구간 길이 결정

 

최종적으로 시행 착오법에 의해 서비스수준을 만족하는 엇갈림 구간 길이 중에서 적정 엇갈림 구간

길이를 정한다.

 

1 단계 : 도로 및 교통 조건의

규정과 설계 조건 설정

2 단계 : 교통량 환산 및 변수 환계

점검

3 단계 : 엇갈림 구간 길이에 따른

서비스 수준 판정

최대 허용 엇갈림 구간 길이

4 단계 : 직접 엇갈림 구간 길이

결정

 

그림 3-6 엇갈림 구간 계획 및 설계 분석 과정

 

(2) 운영 분석 단계

     운영 분석 단계에서는 본선-연결로 엇갈림 구간의 경우, 비엇갈림 차량과 엇갈림 차량의 속도를 조사하고

     이를 교통량으로 가중 평균하여 밀도를 산출하여 이 구간의 서비스수준을 판별한다. 연결로-연결로 엇갈림

     구간의 경우, 고속도로 기본 구간의 운영 분석 방법과 같이, 엇갈림 구간의 교통량과 속도를 직접 조사하여

     밀도를 산출하여 서비스수준을 판정한다.

 

1) 본선-연결로 엇갈림 구간의 운영 상태 분석

    본선-연결로 엇갈림 구간의 운영 상태를 분석하는 과정은 <그림 3-7>과 같다.

 

1 단계 : 도로 및 교통 조건 조사

2 단계 : 교통량을 첨두시간 승용차 교통량으로 환산

3 단계 : 방향별 교통량의 도식화 및 변수 한계 점검

4 단계 : 교통류별 평균 속도 계산 및 밀도 산출

5 단계 : 서비스 수준 판정

 

그림 3-7 본선-연결로 엇갈림 구간 운영 분석 과정

 

(가) 1단계 : 도로 및 교통 조건 조사

 

분석 대상 엇갈림 구간의 도로 및 교통 조건을 조사한다. 도로 조건에는 접근 방향별 차로수, 차로

폭 및 엇갈림 형태가 있으며, 교통 조건에는 방향별 15분 교통량, 중차량 구성비 등이 있다.

 

(나) 2단계 : 교통량을 첨두시간 승용차 교통량으로 환산

 

첨두시간계수와 중차량 구성비는 현장에서 조사하고 승용차 환산계수는 고속도로 기본구간에서

제시한 값을 사용하여 방향별 1시간 교통량을 첨두시간 승용차 교통량으로 환산한다.

 

    ×  



 

(식 3-6)

 

여기서,

   첨두시간 환산 교통량(pcph)

  1시간 교통량(vph)

  첨두시간계수

   중차량 보정계수

 

(다) 3단계 : 방향별 교통량의 도식화

 

엇갈림 교통량과 비엇갈림 교통량을 도식화한다. 모든 교통량은 첨두시간의 승용차 단위로 나타낸

다. 엇갈림 교통량 관련 변수(VR, V/n, Vw)들의 한계를 점검한다(본 장의 3-2-1절 참조).

 

Vf

4,500 pcph

Vr

970 pcph

800 pcph

600 pcph

370 pcph

3,700 pcph

600 pcph

800 pcph

370 pcph

410 m

Vw1 = 800pcph(가장 많은 엇갈림 교통량)

Vw2 = 600pcph(가장 적은 엇갈림 교통량)

Vw = 600 + 800 = 1,400pcph(총 엇갈림 교통량) ≤ 2,800pcph

Vnw = 3,700 + 370 = 4,070pcph(총 비엇갈림 교통량)

V = 600 + 800 + 3,700 + 370 = 5,470pcph(엇갈림 구간의 총 교통량)

V/N = 5,470/4 = 1,368pcph ≤ 2,000pcph

VR = 1,400 / 5,470 = 0.26(교통량 비) ≤ 0.45

L = 410m(엇갈림 구간의 길이)

N = 4(엇갈림 구간의 총 차로수)

 

그림 3-8 방향별 교통량의 도식화

 

(라) 4단계 : 교통류별 평균 속도(Snw, Sw) 계산 및 밀도 산출

     엇갈림 구간의 모든 차량에 대한 공간 평균 속도는 (식 3-1), (식 3-2) 그리고 (식 3-3)으로 계산

     하거나 현장에서 조사한다. 현장 조사시에는 첨두시에 승용차 최소 30대 이상에 대해 엇갈림 구간의

     시종점(물리적인 노즈 양단)에서 차량의 통과 시각을 계측하여 통행시간을 산출하고, 엇갈림 길이를

     이 통행시간으로 나눈 값의 평균을 평균통행속도로 한다. 계산된 속도를 토대로 (식 3-4)와 (식 3-5)에

     의해 밀도를 산출한다.

 

(마) 5단계 : 산출된 밀도로 서비스수준 판정

     산출된 밀도와 <표 3-1>의 서비스 수준별 기준 값을 비교하여 해당 엇갈림 구간의 서비스수준을

     판정한다.

 

 

2) 연결로-연결로 엇갈림 구간의 운행 상태 분석

   연결로-연결로 엇갈림 구간의 운영 상태 분석은 고속도로 기본구간의 운영 분석 과정과 동일하게

    <그림 3-9>와 같이 한다.

 

1 단계 : 도로 및 교통 조건 조사

2 단계 : 교통량 환산 및 변수 한계 점검

3 단계 : 서비스 수준 판정

 

그림 3-9 연결로-연결로 엇갈림 운영분석 과정

 

(가) 1단계 : 도로 및 교통 조건 조사

      분석 대상 엇갈림 구간의 도로 및 교통 조건을 조사한다. 도로 조건에는 차로 폭 및 엇갈림 구간

      길이가 있으며, 교통 조건에는 방향별 15분 교통량, 속도 그리고 중차량 구성비 등이 있다.

(나) 2단계 : 교통량의 첨두시간 승용차 교통량 환산 및 변수 한계 점검

      첨두시간계수와 중차량 구성비는 현장에서 조사하고 승용차 환산계수는 고속도로 기본구간에서

      제시한 값을 사용하여 방향별 1시간 교통량을 첨두시간 승용차 교통량으로 환산한다((식 3-6) 참조).

      엇갈림 교통량 관련 변수(Vw)의 한계를 점검한다(Vw ≤ 3,000).

(다) 3단계 : 서비스수준 판정

      첨두시간 승용차 환산 교통량과 속도를 토대로 다음과 같은 공식에 의해 밀도를 산출한다. 계산된

      밀도는 각 서비스수준의 경계 값으로 제시된 밀도와 비교하여 운영 상태를 판정한다.

 

    ×

 

 

(식 3-7)

 

여기서,

D = 밀도(pcpkmpl)

V P = 15분 첨두시간 승용차 환산 교통량(pcph)

S = 엇갈림 구간의 모든 차량에 대한 공간 평균 속도(kph)

N = 엇갈림 구간의 총 차로수(2차로)

 

4 예 제

 

<예제 1> 본선-연결로 엇갈림 구간의 설계

다음과 같은 도로 및 교통 조건을 갖는 지방부 고속도로에 엇갈림 구간을 설계하려고 한다. 이 도로의 서비스

수준을 D로 유지하기 위한 최소 엇갈림 구간 길이를 결정하라.

도로 및 교통 조건

 

- 본선 설계속도 80kph  본선 교통량 6,200pcph/방향

- 본선 양방향 8차로 - 유입 교통량 600pcph

- 본선-연결로 엇갈림 형태 - 유출 교통량 700pcph

- 첨두시간계수 0.92 - 유입→유출 교통량 0pcph

- 최대 허용 엇갈림 구간의 길이 400m

 

<풀 이>

 

1) 교통량을 첨두시간 승용차 교통량(VP)으로 환산하고 변수 한계를 점검한다.

 

① 교통량 환산

     Vnw = 5,500+0 = 5,500pcph

     Vw = 600+700 = 1,300pcph

Vnw, P = 5,500/0.92 = 5,978pcph

Vw, P = 1,300/0.92 = 1,413pcph

VR = 1,413/7,391 = 0.19

V/N = 7,391/5 = 1,478pcph

 

② 변수 한계 점검 : 이상 없음

Vw = 1,300pcph ≤ 2,800pcph

VR = 0.19 ≤ 0.40

V/N = 1,478pcph ≤ 2,000pcph

 

2) 엇갈림 구간 길이에 따른 서비스수준을 판정한다. ((식 3-1)~(식 3-5) 및 <표 3-1> 참조)

    엇갈림 구간의 길이를 50m씩 증감시켜 가며 최적 엇갈림 구간 길이를 계산한다. 계산의 편의를 위해

    100m씩 하여 그 길이를 계산하면 다음과 같다.

 

① L = 400m일 때

 

   ×      

   ×      

      

    

 kph

      

    

 kph

 











 kph

   × 



 pcpkmpl ☞ 서비스수준 D

② L = 300m일 때

      kph

      kph

 











 kph

   × 



 pcpkmpl ☞ 서비스수준 D

③ L = 200m일 때

      kph

      kph

 











 kph

   × 



 pcpkmpl ☞ 서비스수준 E.

 

3) 적정 엇갈림 구간 길이를 결정한다 : 최소 엇갈림 구간 길이 300m(서비스수준 D 유지).

    <예제 2> 본선-연결로 엇갈림 구간의 운영 상태 분석

    다음과 같은 도로 및 교통 조건을 갖는 엇갈림 구간이 있다. 이 엇갈림 구간의 서비스수준을 판정하라.

    도로 및 교통 조건

 

- 설계속도 80kph - 본선 교통량 4,000vph

- 양방향 본선 6차로 - 유입 800vph

- 본선-연결로 엇갈림 형태(평지 구간) - 유출 1,000vph

- 첨두시간계수 0.95 - 중형 중차량 구성비 20%

- 엇갈림 구간의 길이 350m

 

<풀 이>

1) 교통량을 첨두시간 승용차 교통량(VP)으로 환산한다.

 

PHF = 0.95 ET2 = 1.5

        

VP(A→C) = 3,000 / (0.95×0.91) = 3,470pcph

VP(A→D) = 1,000 / (0.95×0.91) = 1,157pcph

VP(B→C) = 800 / (0.95×0.91) = 925pcph

 

2) 방향별 교통량을 도식화하고 변수 한계를 점검한다.

 

3,470

1,157

925

Vnw = 3,470

Vw = 2,082

A

B

C

D

Vw = 2,082pcph ≤ 2,800pcph

V/N = (3,470+2,082)/4 = 1,388pcph ≤ 2,000pcph

VR = 2,082 / 5,552 = 0.38 ≤ 0.45

 

3) 비엇갈림 차량과 엇갈림 차량의 평균 속도와 밀도를 계산한다.

 

VP = 5,552pcph, N = 4(보조차로 포함), VR = 0.38

   ×      

   ×         

       

      

 kph

       

      

 kph

 



 



 

 

 kph

   × 

 

 pcpkmpl

 

4) 서비스수준을 판정한다(<표 3-1> 참조) : 서비스수준 D.

    <예제 3> 연결로-연결로 엇갈림 구간의 운영 상태 분석

    다음과 같은 도로 및 교통 조건을 갖는 엇갈림 구간이 있다. 이 엇갈림 구간의 서비스수준을 판정하라.

    도로 및 교통 조건

 

- 연결로-연결로 엇갈림 형태 - 유입 교통량 900vph

- 첨두시간계수 0.95 - 유출 교통량 1,200vph

- 엇갈림 구간의 길이 200m - 중형 중차량 구성비 10%

- 현장에서 조사된 엇갈림 구간 모든 차량의 공간평균속도 55kph

 

<풀 이>

 

1) 교통량을 첨두시간 승용차 교통량(VP)으로 환산하고 변수 한계를 점검한다.

 

① 교통량 환산

 

PHF = 0.95 ET2 = 1.5

fHV = 1/[1+0.1(1.5-1)] = 0.95

VP(A→D) = 1,200 / (0.95×0.95) = 1,329pcph

VP(B→C) = 900 / (0.95×0.95) = 997pcph

VP = 1,329 + 997 = 2,326pcph

1,329

A 997

B

C

D

 

② 변수 한계 점검

 

Vw = 2,326pcph ≤ 3,000pcph

 

2) 교통량과 관측 속도를 바탕으로 밀도(D)를 계산한다.

 

D =

2, 326

55×2

= 21.15 pcpkmpl

 

3) 서비스수준을 판정한다.(<표 3-1> 참조) : 서비스수준 D

 

<부록 A> 부호 정의

◦ Snw = 비엇갈림 교통류의 평균속도(kph)

◦ Sw = 엇갈림 교통류의 평균속도(kph)

◦ SD = 본선의 설계속도(kph)

◦ S = 엇갈림 구간의 모든 차량에 대한 평균속도(kph)

◦ Wnw = 비엇갈림 교통류에 따른 엇갈림 강도 계수

◦ Ww = 엇갈림 교통류에 따른 엇갈림 강도 계수

◦ VR = 교통량 비(Vw/V)

◦ V = 엇갈림 구간의 총 교통량(pcph)

◦ Vw = 엇갈림 교통량(pcph)

◦ D = 엇갈림 구간의 평균 밀도(pcpkmpl)