다차로도로 제6장

 

1. 개 요

 

(1) 다차로도로의 정의

    다차로도로는 고속도로와 함께 지역간 간선도로 기능을 담당하는 양방향 4차로 이상의 도로로서, 고속도로와

    도시 및 교외 간선도로의 도로 및 교통 특성을 함께 갖고 있으며, 확장 또는 신설된 일반국도가 주로 이에 해당

    된다. 다차로도로는 완전 출입 제한된 도로가 아니라는 점에서 자동차 전용도로와는 구별되며, 평균 신호교차로

    간의 거리는 2km 이상(평균 신호등 밀도가 0.5개/km 이하)로 본다. 도로시설 주변의 개발 정도에 관계없이

    신호등 밀도 기준치를 초과하면 도시 및 교외 간선도로에 해당된다.

    국내 다차로도로에는 시설 측면에서 신호등과 같은 대표적인 단속류 시설이 설치되어 있기 때문에

    연속 교통류와 단속 교통류가 혼재한다. 이 결과 다차로도로는 고속도로와 같이 연속 교통류가 보장되는

    시설 수준에서부터 도시 및 교외 간선도로의 시설 수준에 이르기까지 폭 넓은 시설 수준을 보이고 있다.

    그런 측면에서 국내에서 대표적인 다차로도로의 유형으로는 확장 또는 신설된 4차로 일반국도가 이에

    해당된다.

    도로의 기능 측면에서 다차로도로는 고속도로와 함께 주로 지역간 간선도로 기능을 하지만, 기능

    면에서나 시설 수준 면에서 고속도로보다는 떨어지는 일반도로에 속한다.

    또한, 지방부 다차로도로에 설치되는 유출입 지점과 신호등 여건은 시간이 지남에 따라 주변 개발로

    인하여 도로 및 교외 간선도로와 유사한 시설여건과 통행 특성을 갖게 된다. 그러나 신호등 밀도에서

    0.5개/km를 초과하는 도시 및 교외 간선도로와는 구별된다.

    본 장은 주로 국내 지방부 도로 중에서 4차로 이상의 일반국도를 포함한 다차로도로의 서비스수준

    분석에 적용할 수 있다. 지방부 일반도로에 자주 나타나는 신호등 밀도 0.5개/km 초과 지역도로에 대한

    분석은 도시 및 교외 간선도로 분석 방법에 따라 분석하며 고속국도 외에 일반도로 중에서 자동차 전용

    도로로 지정된 다차로도로의 경우 고속도로의 분석 방법에 따라 분석한다.

    신호교차로 연결로-일반도로 접속부 비신호교차로 회전교차로 도시 및 교외 간선도로 대중교통 보행자 시설 자전거도로

 

(2) 다차로도로의 유형 구분

    다차로도로는 도로 및 교통특성에 따라 <표 6-1>과 같이 2가지 유형으로 구분한다.

    다차로도로는 연속 교통류 특성과 단속 교통류 특성을 함께 갖고 있어 그 도로교통 특성의 변동

    범위가 폭 넓게 관측된다. 이러한 폭 넓은 변동폭을 고려하여 다차로도로의 서비스수준을 합리적이고

    일관성 있게 분석하기 위하여 시설을 2가지 유형으로 구분한다. 유형 구분의 주요 기준으로는 설계

    속도, 신호등 밀도가 있으며, 그 외에 최대 통행속도, 입체화 수준, 도로변 개발 정도와 연결관리

    수준 등을 고려할 수 있다. 각 구분 기준이 상충할 때에는 설계속도, 신호등 밀도 순으로 그 유형을

    정한다.

    유형 Ⅰ의 경우, 연속류 특성이 가장 강하게 나타나는 도로로서, 설계속도는 90~100kph, 기본조건의

    각 최대 통행속도는 87kph와 97kph이다. 유형 I의 특징은 신호교차로가 없으며 입체교차로가 되어

    있고 출입 연결로와 측도가 설치된 도로를 말한다.

    유형 Ⅱ의 경우, 연속류 특성이 다소 우세하게 나타나는 도로로서, 설계속도는 70∼80kph, 기본조건의

    최대 통행속도는 87kph와 70kph이다. 부속시설 측면에서 신호등 밀도가 0.5개/km 이하이며, 부분적

    으로 입체화가 된 상태의 도로를 말한다.

    신호등 밀도가 0.5개/km 초과인 시설 여건을 가지는 다차로도로는 단속류 특성이 빈번하게 나타나는

    특성상 도시 및 교외 간선도로의 유형에 해당된다.

    여기서 기본 조건의 최대 통행속도는 해당 도로 유형의 기본 조건에서 구간 평균 교통량이 500vphpl

    이하에서 관측된 평균 통행속도를 말한다.

    다차로도로의 서비스수준 분석은 이러한 시설 유형에 따라 분석 기준과 방법을 달리 하고 있다.

    (6-3-1 분석 과정 참조)

 

<표 6-1> 다차로도로 유형 구분

 

구 분

설계속도

(kph)

신호등 밀도

(개/km)

기본 조건의 최대 통행속도

(BSP, kph)

유형Ⅰ 100, 90, 80 0 97, 87

유형Ⅱ 80, 70 ≤ 0.5 87, 70

 

주) 입체교차로, 출입 연결로, 측도, 중앙분리대 등 부속시설 수준은 여건에 따라 차이가 있으며, 각 구분 기준이

     상충할 경우 설계속도, 신호등 밀도 순으로 그 유형을 정한다.

 

(3) 분석 대상 구간 분할

    다차로도로의 서비스수준을 분석하기 위하여 각 유형별로 분석 대상 구간 분할방법을 달리한다. 유형 I은

    고속도로 구성요소(기본구간, 연결로 접속부, 엇갈림 구간)를 토대로 구간 분할하며, 유형 II의 분석 기본구간은

    신호교차로에서 다음 신호교차로까지 분할한다.

    연속 교통류와 단속 교통류가 혼재하는 다차로도로의 특성상 서비스수준 분석을 하기 위해서 각

    유형별로 분석 대상 구간 분할방법을 다르게 제시하였다. 유형 I은 고속도로 구성요소(기본구간, 연결로

    접속부, 엇갈리 구간)를 토대로 구간 분할한다. 유형 II는 분석 대상 구간은 <그림 6-1>과 같이 신호

    교차로에서 다음 신호교차로까지 길이로 분할한다.

 

그림 6-1 다차로도로 유형 II 분석 대상 구간 분할 예

 

ⅰ) <그림 6-1>과 같이 분석 기본구간으로서 도로용량이 변하는 지점(차로 수, 경사구간, 입체교차로,

     신호교차로)에서 다음 지점까지 한 방향의 길이 이다.

ii) 만약 두 개 이상의 연속된 구간이 도로용량(차로수), 교통수요, 자유속도, 제한속도가 비슷하면

   하나의 구간으로 분석한다.

   유형 I은 고속도로 분석 방법(본 편람 제 2장 참조), 유형에 해당되지 않는 다차로도로는 도시 및

   교외 간선도로 분석 방법에 따라 분석한다.(본 편람 제 12장 참조)

 

(4) 용어 정의

◦ 다차로도로 : 다차로도로는 고속도로와 함께 지역간 간선도로 기능을 담당하는 양방향 4차로

  이상의 도로로 고속도로와 도시 및 교외 간선도로의 도로 및 교통 특성을 함께 갖고 있음. 완전

  출입 제한된 도로가 아니라는 점에서 자동차 전용도로와는 구별되며, 평균 신호등 밀도가 0.5개/km

  이하인 점에서 도시 및 교외 간선도로(0.5개/km 초과)와도 구별됨.

◦ 유출입 지점 : 우회전으로만 본선에 출입할 수 있는 수준의 유출입로와 신호등이 설치되지 않은

  교통량이 적은(50대/일) 좌회전 접근로를 포함함.

◦ 종단선형 경사도(H, hilliness) : 종단 곡선이 경사진 정도로 단위 길이당 상향 경사 구간의

  고저차의 합으로 표현한 척도. 단위 길이는 3km 이상으로 함.

◦ 평균 통행속도(kph) : 주어진 도로 및 교통 조건에서 차량들이 내는 통행속도의 평균.

- 기본 조건의 최대 통행속도(BSP)

  : 신호등의 영향을 받지 않는 평지, 직선 구간 다차로도로에서 교통량이 500vphpl 이하일 때

    승용차가 낼 수 있는 최대 통행속도의 평균. 다차로도로 유형에 따라 97kph, 87kph(유형Ⅰ),

    87kph, 70kph(유형 Ⅱ)로 정함.

- 주어진 도로 조건에서의 최대 통행속도(SP1)

  : 도로 조건이 주어졌을 때 교통량이 500vphpl 이하인 수준에서 승용차가 낼 수 있는 최대 통행

    속도의 평균. 도로 조건에는 차로폭 및 측방여유폭, 평면 및 종단 선형, 유출입 지점수 등이

    포함되어 있음.

- 평균 통행속도 : SP1에서 신호등과 교통량을 고려한 차종별 평균 통행속도(SP2, ST2)를 차종

  구성비에 따라 평균한 것.

◦ 평면선형 굴곡도(B, bendiness) : 평면 곡선이 굽어진 정도를 단위 구간 길이당 평면 곡선부

  교각의 합으로 표현한 척도. 단위 길이는 3km 이상으로 함.

 

2 분석 방법론

 

(1) 효과척도

    다차로도로의 효과척도는 평균 통행속도와 V/c비를 사용한다. 평균 통행속도는 연속 교통류와 단속 교통류가

    혼재된 다차로도로 유형 II의 통행 특성을 잘 나타내는 효과척도이며, V/c비는 다차로도로 유형 I의 통행 특성을

    잘 반영하는 효과척도이다.

    단위 시간당 통행할 수 있는 교통량을 의미하는 교통량대용량비(V/c)는 연속 교통류 특성을 가지는

    도로의 서비스 상태를 나타내는 가장 좋은 지표이며, 단위 시간당 통행할 수 있는 거리의 평균값을

    의미하는 평균 통행속도는 연속 교통류와 단속 교통류가 혼재하는 도로유형 II의 서비스 상태를 나타

    내는 가장 좋은 지표이다. 즉, 신호등이 일정 간격으로 설치되어 있는 도로 특성상 이를 이용하는

    교통류의 서비스수준을 재는 척도는 단일 지점의 속도보다는 구간 평균 통행속도 개념이 더 합리적이다.

    이러한 점에서 유형 I은 교통량대용량비를 주 효과척도로 평균 통행속도는 보조 효과척도로 사용하며,

    유형 II는 기본적으로 단속류 시설인 신호등이 설치되어 있다는 점에서 V/c는 적합성이 떨어지기 때문에

    평균 통행속도로 주 효과척도, V/c는 보조 효과척도로 활용한다.

 

(2) 최대 통행속도와 속도 영향 인자

    최대 통행속도란 서비스수준 A 상태(구간 평균 교통량 500vphpl 이하)의 교통류 조건에서 승용차가 내는

    평균 통행속도를 말한다. 이 속도는 기본 조건의 평균 통행속도와 주어진 조건의 평균 통행속도로 대별된다.

    평균 통행속도에 영향을 미치는 인자에는 도로 조건으로 차로폭 및 측방여유폭, 평면선형과 종단선형, 유출입

    지점수 등이 있고, 교통 및 신호 운영 조건으로 교통량과 신호등 밀도 등이 있다.

 

1) 기본 조건

    다차로도로의 기본 조건은 도로 기하구조, 교통 조건 그리고 주변 환경이 차량의 통행에 지장을

    주지 않는 조건을 말하며, 그 조건은 다음과 같다.

① 차로폭 3.5m 이상, 측방여유폭 1.5m 이상

② 직선 및 평지 구간

③ 신호등 개수 : 0개/km

④ 유출입 지점수 : 0개/km

 

2) 최대 통행속도와 속도 영향 요인

    다차로도로의 경우, 기본 조건에서 최대 통행속도는 신호등이 설치되지 않은 직선 구간에서 관측된

    평균 통행속도를 말하는데, 유형Ⅰ의 경우 97kph와 87kph, 유형Ⅱ의 경우 87kph와 70kph로 한다.

    유형Ⅰ의 도로는 지배적인 선형 조건이 고속도로에 가까운 도로이며, 신호등 밀도가 0개/km인 도로에서

    주로 관측된다. 유형Ⅱ의 도로는 지방부 일반국도에서 일반적으로 나타난다.

    다차로도로를 주행하는 차량의 평균 통행속도에 영향을 미치는 요인으로는 도로 시설 조건과 교통

    및 운영 조건이 있다. 도로 시설 조건에는 차로폭 및 측방여유폭, 평면선형과 종단선형, 유출입 지점수,

    신호등 밀도 등이 통행속도에 영향을 미친다. 교통 및 운영 조건에는 교통량과 직진 주방향의 주기 대

    녹색시간비(g/C)가 통행속도에 영향을 미친다.

    중앙분리대 설치 여부는 안전 측면에서 주요 영향 인자로 볼 수 있으며, 통행속도에는 큰 영향을

    미치지 않는다. 과속 단속을 위해 설치되는 무인단속 카메라는 단일 지점에 설치할 경우 일정 구간의

    평균 통행속도에 큰 영향을 미치지 않으며, 구간 단속할 경우 운전자가 해당 제한속도에 근접하도록

    감속하는 것으로 나타난다.

 

3) 차로폭 및 측방여유폭

    차로폭은 차로를 구분 짓는 차선(차로와 차로 경계 표시선)의 중심선에서 중심선까지의 거리를 말하며,

    적정 차로폭은 3.5m이다. 차로폭이 3.5m보다 좁으면 운전자들은 다른 차로의 차량과 측방여유를

    확보하기 위하여 서로 떨어지려고 한다. 이 때문에 운전자들은 동일 차로에서 차량간의 간격을 넓게

    유지하면서 감속 운행하려는 경향을 보인다.

    측방여유폭은 바깥 차로의 차선 끝에서부터 장애물까지의 거리를 말하며, 기본 조건의 측방여유폭은

    1.5m 이상이다. 중앙분리대용 방호벽은 차로 끝에서부터 1.5m 내에 있어도 장애물로 간주하지 않는다.

    측방여유폭의 제한에도 운전자들은 차로폭을 제한할 때와 비슷한 감속 반응을 보인다. <표 6-2>는

    차로폭과 측방여유폭에 따른 속도 감소 정도를 나타낸 것이다.

 

<표 6-2> 차로폭 및 측방여유폭 속도 보정계수(FWC)

 

측방여유폭(m)

최대 통행속도 감소(kph)

차로폭 3.5m 차로폭 3.25m 차로폭 3.0m

1.5 0 1 3

1.0 1 2 4

0.5 2 3 5

0.0 3 4 6

 

4) 도로 선형 조건

   도로의 평면선형과 종단선형은 차량의 통행속도에 영향을 준다. 구간 평균 통행속도를 주 효과척도로

   하는 다차로도로의 경우, 특정 지점의 선형 조건보다 일정 구간의 전반적인 선형 조건을 나타내는

   평면선형 굴곡도(bendiness, B)와 종단선형 경사도(hilliness, H)를 통행속도 영향 인자로 간주한다.

   평면선형 굴곡도는 도로가 평면상 굴곡된 정도를 나타내는 지표로 단위 구간 길이(L)에 대한 교각

   (θ)의 변화 정도로 정의된다. 교각은 평면선형의 각 교점(IP)의 교각을 말한다. 종단선형의 굴곡도는

   도로가 종단상 오르내리는 정도를 나타내는 지표로 노선의 구간 길이(L)에 대한 고저차(h)로 정의된다.

   속도 영향 인자는 그 중에서 해당 방향에 포함된 오르막 경사 구간의 고저차 자료만 사용한다. 선형

   조건 지표는 분석 소구간별 선형 조건을 바탕으로 산출하되, 구간 길이가 3km 미만인 경우 상류부 구간의

   자료까지 사용한다. 시점부 구간의 경우 해당 구간의 평균값을 사용한다.

 

   평면선형 굴곡도    종단선형 경사도    (식 6-1)

 

여기서

   곡선부의 교각(°)

   종단 경사의 고저 차 

  노선의 구간 길이 평균  

θ1

θ2

θ3

시점 종점

IP1

IP2

IP3

평면 선형

B=(θ1+θ2+θ3)/L (시점↔종점)

L(구간 길이)

hh 2 1

h3

h4

L(구간 길이)

종단 선형

H=(h1+h3)/L (시점→종점)

=(h2+h4)/L (종점→시점)

 

그림 6-2 평면선형 굴곡도와 종단선형 경사도 개념도

 

평면선형 굴곡도와 종단선형 경사도가 클수록 직선 또는 평지 조건에서보다 통행속도는 떨어진다.

<표 6-3>, <표 6-4>는 평면선형 굴곡도와 종단선형 경사도에 따른 통행속도 감소 정도를 각각 나타낸

것이다.

 

<표 6-3> 평면선형 속도 보정계수(FB)

 

평면선형 굴곡도

(B,。/km)

최대 통행속도 감소

97kph 87kph, 70kph

≤ 10 0 0

≤ 20 1

1

≤ 40 2

≤ 60 3 2

≤ 80 4 3

 

<표 6-4> 종단선형 속도 보정계수(FH)

 

종단 선형 경사도

(m/km)

최대 통행속도 감소(kph)

승용차

중차량

97kph 87kph, 70kph

≤ 2 0 0 0

≤ 5 1 1 3

≤ 10 2 2 5

≤ 20 4 4 10

≤ 30 6 6 15

≤ 40 9 8 19

≤ 50 11 10 22

≤ 60 13 12 25

≤ 70 15 14 27

≤ 80 17 16 28

≤ 90 19 18 30

 

5) 유출입 지점수

   다차로도로의 단위 구간 내에 설치된 한 방향 유출입 지점수도 통행속도에 영향을 미치는 인자이다.

   이 유출입 지점수는 우회전으로만 본선에 출입할 수 있는 수준의 유출입로와 신호등이 설치되지 않은

   교통량이 적은(50대/일) 좌회전 접근로를 포함한다.

 

<표 6-5>는 유출입 지점수에 따른 속도 감소 정도를 나타낸 것이다.

 

<표 6-5> 유출입 지점수 속도 보정계수(FA)

 

유출입 지점수(개/km) 최대 통행속도 감소(kph)

0 0

≤ 4 1

≤ 8 2

≤ 12 3

≤ 16 4

≤ 20 6

＞ 20 8

 

6) 교통량과 신호등 밀도

   다차로도로에 설치된 신호등은 통행속도에 매우 큰 영향을 미친다. 이 신호등에는 다차로도로에

   설치된 횡단보도 신호등과 교차로 신호등을 모두 포함하되, 주방향 직진 신호의 주기 대 녹색시간비

   (g/C)가 0.6 이상의 신호등을 대상으로 한다. 주방향 직진 신호의 g/C가 0.6 미만의 신호교차로의 경우

   독립 신호교차로로 간주하며 별도의 지체 영향을 평가한다(신호교차로편 참조).

   신호등이 교통류의 속도에 미치는 영향은 구간 평균 교통량과 차종에 따라 달라진다. 교통량은 다차로

   도로에서 신호등과 함께 통행속도에 가장 큰 영향을 미치는 인자이다. 교통량에 따른 통행속도 감소

   정도는 고속도로와 같은 연속류 도로에서보다 신호등이 설치된 단속류 도로에서 더 크다. 이는 주로

   교차로의 지체와 노측 출입 교통량 등의 영향 때문이다.

   다차로도로에서 신호등과 교통량에 따른 속도 감소는 구간 평균 교통량이 500vphpl 이하일 때에는

   교통량별 감속 영향이 거의 없어 <표 6-6>에 의해 신호등 설치 밀도에 따른 기본적인 감소폭만 보정해

   주면 된다. 반면, 구간 평균 교통량이 이를 초과할 때에는 <표 6-6>에 의한 속도 보정에 <표 6-7>에

   따라 교통량에 의한 추가 속도 보정을 해 주어야 한다.

 

<표 6-6>은 구간 평균 교통량이 500vphpl 이하일 때 신호등 설치 밀도와 주방향 직진 평균 g/C에

따른 차종별 속도 감소 정도를 나타낸 것이다.

 

<표 6-6> 신호등의 속도 보정계수(교통량이 500vphpl 이하일 때, FS)

 

주방향 직진 신호의 평균

g/C

최대 통행속도 감소(kph)

신호등 밀도(개/km)

≤ 0.3

신호등 밀도(개/km)

≤ 0.5

소형차 중차량 소형차 중차량

0.80 1 1 2 2

0.75 1 1 4 3

0.70 2 2 5 5

0.65 3 2 7 6

0.60 4 3 9 8

 

주) 소형차 : 승용차, 소형중차량 / 중차량 : 중형, 대형 중차량

 

<표 6-7>은 구간 평균 교통량이 500vphpl을 초과할 때 신호등 설치 밀도와 교통량에 에 따른 차종별

속도 감소 정도를 나타낸 것이다.

 

<표 6-7> 교통량에 따른 속도 보정계수(구간 평균 교통량 500vphpl 초과시, FV)

 

a. 승용차의 경우 (단위 : kph)

교통량(vphpl)

신호등 밀도(개/km)

≤ 0.1 ≤ 0.3 ≤ 0.5

500 1 1 1

600 1 1 2

700 1 2 3

800 2 2 4

900 2 3 5

1,000 3 4 6

1,100 4 5 7

1,200 4 6 8

1,300 6 8 10

1,400 8 10 12

1,500 9 11 16

1,600 12 14 19

1,700 16 19 22

1,800 20 23 24

b. 중차량의 경우 (단위 : kph)

교통량(vphpl)

신호등 밀도(개/km)

≤ 0.1 ≤ 0.3 ≤ 0.5

500 1 1 3

600 1 2 4

700 2 2 4

800 2 3 5

900 2 3 6

1,000 3 4 7

1,100 3 4 8

1,200 4 5 9

1,300 4 6 10

1,400 5 7 12

1,500 6 8 14

1,600 7 9 17

1,700 9 12 20

1,800 10 15 24

 

주) 교통량의 범위가 중간에 있는 경우, 보간법을 사용한다.

 

(3) 용 량

   다차로도로의 용량은 연속 교통류 조건이 확보되는 유형 Ⅰ에서 설계속도 100kph는 2,200pcphpl, 설계속도

   80kph는 2,000pcphpl을 적용한다. 유형 Ⅱ의 도로에서는 신호교차로의 용량에 제약을 받는다.

   다차로도로는 연속 교통류와 단속 교통류가 혼재하는 도로 교통 특성을 갖고 있다. 연속 교통류가

   확보되는 도로 구간에 대해서는 차로당 최대 교통량을 바탕으로 용량을 제시할 수 있다. 반면, 단속

   교통류의 영향이 큰 도로 구간에 대해서는 연속류 도로의 용량 개념을 제시하는 것은 불합리하다.

   다차로도로의 최대 통행속도가 97kph과 87kph(설계속도 80~100kph, 제한속도 80kph이상)인 유형

   Ⅰ에서 용량은 설계속도 80kph는 2,000pcphpl, 설계속도 100kph는 2,200pcphpl를 적용한다. 신호

   교차로가 설치된 유형 Ⅱ는 (식 6-2)와 같이 신호교차로 용량 개념을 적용한다.

 

   × ×  (식 6-2)

 

여기서,

c = 직진 방향 차로의 용량(pcph)

N = 교차로에서 직진 차로 수

S = 포화 교통량(pcphpl)

g/C = 평균 녹색시간비

 

(4) 서비스수준

    다차로도로의 서비스수준의 기준은 평균 통행속도와 V/c를 효과척도로 <표 6-8>, <표 6-9>와 같다. 이 기준을

    바탕으로 단일 구간의 서비스수준을 판정하며, 분석 대상 구간 전체의 서비스수준도 판정할 수 있다.

 

1) 단일 구간 서비스수준 기준

    다차로도로의 서비스수준을 평가하는 데에는 다차로도로 유형별 특성을 감안해야 한다. 이를 위해서는

    유형 특성에 따라 차등화된 적용 기준을 필요하며, 이와 같은 개념을 바탕으로 설정한 다차로도로의

    서비스수준 기준은 <표 6-8>, <표 6-9>와 같다. 주어진 기준은 유형 I인 경우 기본구간에 대해 설계

    속도에 따라 A~F 수준으로 차등화 하였고, 유형 II는 자유속도와 유효 평균 녹색시간비(g/C)에 따라

    A~F 수준으로 차등화하고 있다. 유형 I의 나머지 구성요소, 엇갈림구간과 연결로 접속부의 서비스수준

    기준은 고속도로편을 참조한다.

 

<표 6-8> 다차로도로 유형 I 서비스수준(기본구간)

 

서비스수준

설계속도 100kph 설계속도 80kph

V/c

서비스 교통량

(승용차/시/차로)

속도

(kph)

V/c

서비스 교통량

(승용차/시/차로)

속도

(kph)

A ≤ 0.27 ≤ 600 ≥ 97 ≤ 0.25 ≤ 500 ≥ 86

B ≤ 0.45 ≤ 1,00 ≥ 95 ≤ 0.40 ≤ 800 ≥ 85

C ≤ 0.61 ≤ 1,350 ≥ 93 ≤ 0.58 ≤ 1,150 ≥ 84

D ≤ 0.80 ≤ 1,750 ≥ 88 ≤ 0.75 ≤ 1,500 ≥ 79

E ≤ 1.00 ≤ 2,200 ≥ 77 ≤ 1.00 ≤ 2,000 ≥ 67

 

<표 6-9> 다차로도로 유형 II 서비스수준

 

서비스수준 V/c

자유속도(kph) 서비스 교통량 (승용차/시/차로)

87 70 g/C = 0.8 g/C = 0.6 g/C = 0.5

A ≤ 0.20 ≥ 86 ≥ 70 350 250 200

B ≤ 0.45 ≥ 84 ≥ 68 800 600 500

C ≤ 0.70 ≥ 76 ≥ 61 1,250 900 800

D ≤ 0.85 ≥ 68 ≥ 54 1,500 1,100 950

E ≤ 1.00 ≥ 58 ≥ 46 1,750 1,500 1,100

 

2) 유형별 전체 서비스수준 기준 판정 및 분석 방법

   앞서 판정된 각 구간별 서비스수준에 대해 도로망 수준에서 분석 대상 구간 전체의 서비스수준을

   판정할 필요가 있는 경우 다음과 같은 절차를 따른다.

 

① 전체 분석 대상 구간에 적용할 수 있는 서비스수준별 기준값을 산정한다. 즉, 각 분석 구간별 서비스

    수준의 기준값을 토대로 (식 6-3)을 이용하여 분석 대상 전체 구간의 서비스수준 기준을 산정한다.

 

   









 

 



(식 6-3)

여기서,

Si = 전체 구간에 대한 서비스수준 i의 경계값(평균 통행속도, kph)

L = 전체 구간 길이(km)

n = 분할된 구간 개수

Ln = 구간 n의 길이(km)

Sn,i = 구간 n의 서비스수준 i의 경계값(평균 통행속도, kph)

 

② 각 구간별로 계산된 평균 통행속도를 (식 6-4)를 이용하여 전체 구간 평균 통행속도로 환산한다.

 

  











 



 

(식 6-4)

 

여기서,

S = 전체 구간의 평균 통행속도(kph)

L = 전체 구간 길이(km)

n = 분할된 구간 개수

Ln = 구간 n의 길이(km)

Sn = 구간 n의 평균 통행속도(kph)

 

③ 전체 구간의 평균 통행속도와 ①단계에서 산정된 서비스수준 기준값을 비교하여 전체 구간에 대한

    서비스수준을 평가한다.

 

 

3. 분석 과정

 

(1) 운영 상태 분석

가. 운영 상태 분석은 다차로도로의 특정 구간에 대해 현재의 운영 상태를 나타내는 서비스수준을 분석하는

    것이다. 이 결과를 도로 공급 정책의 판단 지표로 삼거나 기존 도로의 효과적인 운영 개선 대안을 모색하는

    데에 활용한다.

나. 운영 상태 분석 과정은 <그림 6-3>에 따르며, 방향별로 분석한다. 유형 I은 고속도로의 서비스수준 분석

     절차를 따르며, 유형 II는 도로 및 교통 조건 설정, 최대 통행속도(SP1) 산정, 구간별 평균 통행속도 산정,

     서비스수준 평가 순으로 서비스수준을 분석한다.

 

SP1

 

그림 6-3 다차로도로 서비스수준 분석 과정

 

분석 대상의 다차로도로는 앞에서 정립한 유형구분에 의해서, 부속 시설(입체 교차로, 평면 교차로

밀도)과 설계속도에 따라 도로 유형(I, II)을 결정한다. 유형 I은 고속도로의 서비스수준 분석 과정을

따르며, 다차로도로 유형 II의 상세한 서비스수준 분석 과정은 다음과 같다.

 

1) 도로 및 교통 조건 설정

    대상 다차로도로에 대한 서비스수준을 분석하기 위한 입력 자료를 수집하는 단계이다. 입력 자료에는

    크게 도로 조건과 교통 조건이 필요하다. 도로 조건에는 도로(선형, 설계속도, 유 ․ 출입 형태, 평면

    교차로)와 교통 시설(신호 주기, g/C) 등이 해당된다. 교통 조건에는 교통량과 차량 구성(승용차, 중차량)

    등이 해당된다.

    도로 조건의 경우는 대부분 설계 도면을 토대로 자료를 수집하고, 도면에서 수집할 수 없는 자료는

    직접 현장 조사를 한다. 교통 조건은 각 조사 지점에서 분석 시간대 동안 관측한 구간 교통량 자료 또는

    계획시에는 구간별 수요를 이용하는데, 첨두시간 환산 교통량(Vp)을 쓴다.

 

2) 최대 통행속도 산정

    각 구간별로 승용차의 최대 통행속도를 산정한다. 최대 통행속도 산정 방법은 다음과 같이 두 가지

    방법에 의해 결정한다.    ⅰ) 현장 관측에 의한 방법 ⅱ) 이론식에 의한 방법

 

ⅰ) 현장 관측에 의한 방법

     현장 관측에 의한 방법은 현장에서 직접 각 차량들의 공간 속도를 측정하는 것이다. 시간과 예산을

     고려하여 적절한 조사 방법을 선택한 다음, 조사 대상 구간의 평균 교통량이 500vphpl 이하에서 승용

     차에 대하여 30개 이상의 표본을 관측한다. 이렇게 관측된 자료를 토대로 각 차량별로 평균치에 해당

     되는 공간 속도를 최대 통행속도로 선정한다.

 

ⅱ) 이론식에 의한 방법

     이론식에 의한 방법은 (식 6-5)를 이용하여 이상 조건의 자유속도를 도로 조건에 따른 보정계수를

     적용하여 분석 대상 구간의 최대 통행속도를 산정한다.

 

            (식 6-5)

 

여기서,

  주어진 도로 조건에 대한 승용차의 최대 통행속도(kph)

  기본 조건에서 승용차의 최대 통행속도(kph)

설계속도 80kph : 87kph, 설계속도 70kph : 70kph

  차로폭 및 측방 여유폭 보정계수(<표 6-2>)

  평면선형 보정계수(<표 6-3>)

  종단선형 보정계수(<표 6-4>)

  유출입 지점수 보정계수(<표 6-5>)

 

3) 구간별 평균 통행속도 산정

    최대 통행속도, 신호등 밀도, 교통량 범위에 따라서 차종별로 평균 통행속도를 산정한다. 차종별로

    산정된 평균 통행속도는 차종별 구성 비율에 따라 가중치를 주어 전체 차량에 대한 평균 통행속도를

    산출한다.

 

ⅰ) 분할된 소구간의 평균 교통량이 500vphpl 이하 일 때

    차종별 최대 통행속도를 신호등 밀도 보정계수를 적용하여 보정한다.

 

       (식 6-6)

            (식 6-7)

 

여기서,

   승용차의 평균 통행속도(kph)

   중차량의 최대 통행속도(kph)

   승용차의 최대 통행속도(kph)

 

  차종별 신호 밀도에 따른 신호등 보정계수(kph)(<표 6-6>)

 

차종별로 산출된 평균 통행속도는 (식 6-8)과 같이, 전체 차량에 대한 평균 통행속도를 산출한다.

      ×    ×  (식 6-8)

 

여기서,

S = 평균 통행속도(kph)

SP2 = 승용차의 평균 통행속도(kph)

ST2 = 중차량의 평균 통행속도(kph)

p = 중차량 비

 

ⅱ) 분할된 소구간의 평균 교통량이 500vphpl을 초과할 때

     교통량 수준이 500vphpl보다 큰 경우는 차종별로 최대 통행속도를 신호등 보정계수 이외에 교통량과

     신호등 추가 지체를 포함한 보정계수로 다음과 같이 보정한다. 전체 차량에 대한 평균 통행속도는 앞의

     방법과 동일하게 산정한다.

 

         (식 6-9)

 

              (식 6-10)

      ×    × 

 

여기서,

  차종별 신호등밀도에따른교통량보정계수(kph)(<표 6-7>)

 

4) 각 구간별 서비스수준 평가

    세 번째 단계에서 산출된 평균 통행속도를 토대로 각 구간별 서비스수준을 평가한다.

 

5) 전체 구간의 서비스수준 평가

    각 구간별로 분석된 서비스수준을 토대로 전체 분석 대상 구간에 대한 서비스수준을 분석하는 단계

    이다. 먼저, 해당 분석 대상 구간의 운영 상태를 판단하는 기준(서비스수준)을 설정하고, 각 구간별로

    산정된 평균 통행속도를 바탕으로 전체 구간에 대한 평균 통행속도를 산정한다. 전체 구간의 평균통행

    속도와 설정된 서비스수준 기준을 비교하여 전체 구간에 대한 서비스수준을 판정한다. 자세한 분석

    절차는 앞에서 제시한 바 있다.

 

6) 상세한 서비스수준 산정방법

    교차로의 상세한 서비스수준 분석이 필요할 경우는 다음과 같이 분석한다.

 

ⅰ) 분석 구간을 구간과 교차로로 분할함.

ⅱ) 구간은 다차로도로 서비스수준 분석 방법론 적용

ⅲ) 교차로는 신호교차로 분석 방법론 적용

ⅳ) 전체 구간 서비스수준 평가

 

  









 

   







 





여기서,

  평균 통행속도(km/h)

  전체구간 길이(km)

    각 구간별 평균 통행속도(km/h)

    각 구간별 길이(km)

  각 교차로별 제어지체(초)

 

(2) 계획 및 설계 분석

가. 다차로도로를 계획 또는 설계할 때 주요 분석 과정은 대상 구간의 개략적인 서비스수준을 분석하는 경우와

     적정 차로수를 산정하는 경우로 대별된다.

나. 운영 상태 분석과 달리 개략적으로 설정된 도로 및 교통 조건을 토대로 계획 및 설계도로의 서비스수준을

     평가한다.

     계획 및 설계 단계에서 해당 대상 구간의 서비스수준 분석은 운행 단계에서만큼 상세하지 않으며

     해당 계획 또는 설계도로의 개략적인 서비스수준을 평가한다. 분석 대상의 다차로도로는 앞에서 정립한

     유형구분에 의해서, 도로 유형(I, II)을 결정한다. 유형 I은 고속도로의 계획 및 설계 분석 과정을

     따르며, 유형 II는 다음과 같은 절차를 따른다.

 

1) 분석 대상 구간 분할

․ 분석 대상 구간의 분할 기준은 교통수요가 변하는 지점에서 다음 변하는 지점까지 한 방향의 길이다.

  각 분할된 구간은 그 종점의 신호교차로까지를 포함하며, 그 시점의 신호교차로는 이웃 분석 대상

  구간에 포함한다(<그림 6-4> 참조).

․ 각 분할된 대상구간에서 유효 녹색시간비(g/C)가 제일 작은 신호교차로를 임계지점(Criticall) 지점

  으로 선정한다. 임계지점의 용량과 g/C가 다차로도로의 용량분석과 통행속도 산정하는데 적용한다.

 

그림 6-4 분석 대상 구간 분할 방법(계획 및 설계 분석)

 

2) 최대 통행속도 산정

․ 제한속도, 유출입 밀도, 유효 녹색시간비(g/C), 신호교차로 밀도에 따라 최대 통행속도를 산정한다.

  제한속도 70kph인 경우 최대 통행속도는 70kph이다.

 

       ×   ×   ×  ×

여기서,

S = 최대 통행속도(kph)

α = -7.64 (제한속도 80kph) 또는 0(제한속도 90kph)

DA = 유출입 밀도(개/km)

g/C = 유효 녹색시간 비

DS = 신호교차로 밀도(개/km)

 

3) 용량 산정과 통행속도 예측

․ 각 구간별 용량은 교차부와 단조부로 구분하여 다음과 같은 공식에 의해 산정하며, 통행속도 산정시

  교차부 용량을 적용한다.

 

① 교차로 용량

용량(대/시) = Si × N × FHV × g/C

여기서,

Si = 포화 교통류율(pcphpl)

N = 차로수(회전차로는 제외)

FHV = 중차량 보정계수(신호교차로편 참조)

g/C = 유효 녹색 시간비

 

② 단조부 용량

     용량(대/시) = Si × N × FHV

     여기서,

     Si = 2,000(pcphpl)

     N = 차로수

     FHV = 중차량 보정계수(고속도로 기본구간 편 참조)

     ․ 통행속도 산정은 다음과 같은 공식에 의해 산정한다.

              

      

 

여기서,

s = 평균 통행속도(km/h)

sf = 자유속도(km/h)

V = 교통량(대/시)

c = 용량(대/시)

 

4) 적정 차로수 산정

․ 서비스수준을 평가 시 V/c비와 통행속도를 <표 6-4>와 비교하여 개략적으로 평가한다.

․ 목표 서비스수준 및 교통수로에 따른 차로 수를 평가 시 교차부 용량이외에 단로부용량도 평가한다.

  만약 계획 교통수요에 비해 교차부 용량은 부족하지만, 단로부 용량이 만족할 경우는 단로부용량

  을 토대로 차로 수를 결정과 함께 교차부 운영개선을 위한 대책을 수립한다.

 

4 예 제

 

<예제 1> 다차로도로 일반지형의 서비스수준 평가

 

다음과 같은 도로 및 교통 조건을 갖는 일반국도 5km 구간이 있다. 이 도로에 대한 구간별 자료는 <그림 6-5>에 도시된

것과 같다. 이 도로의 구간별 자료를 바탕으로 속도를 추정하고 구간 및 전체 구간의 서비스수준을 판정하라.

도로 및 교통 조건

 

- 설계속도 80kph

- 양방향 4차로

- 차로폭 3.5m

- 측방여유폭 1.5m

- 첨두시간계수(PHF) 0.95

- 중차량 구성비 5%

 

가 정

 

- 포장 상태와 기후 조건은 양호한 상태로 가정

- 시내 방향에 대한 서비스수준만 분석

 

 

그림 6-5 분석 대상 구간

 

구간자료

구분 구간 구간 1 구간 2

구간 길이(km) 3.0 2.0

차로 수(양방향) 4 4

구간 교통량(대/시) 1,900 2,500

유출입지점 수(개) 2 3

평면굴곡도(∘/km) 6 6

종단경사도(m/km) 2 2

신호교차로 자료

구분 교차로 ① ②

신호주기 140 120

g/C 0.75 0.80

 

<풀 이>

 

1) 도로 유형 결정

    분석 대상 구간은 2개의 구간으로 분할되며(<그림 6-5> 참조), 2개 구간 모두 신호등 밀도가 0.5개/km

    이하인 유형 II에 해당된다.

 

2) 주어진 도로 조건에서 구간별 승용차의 최대 통행속도(SP1)를 산출한다.

    SP1 = BSP - FWC - FB - FH - FA (<표 6-2>~<표 6-5>)

    = 87 - 1 - 1 - 1 - 1 = 83kph (구간 1)

   = 87 - 1 - 1 - 1 - 1 = 83kph (구간 2)

 

3) 구간별 평균 통행속도(SP2, ST2, S)를 산출한다.

   이 예제에서는 교통량이 500vphpl 이상이므로, 교통량 보정을 해야 한다.

   SP2 = SP1 - FS - FV (<표 6-6>~<표 6-7>)

   = 83 - 4 - 5.5 = 73.5kph (구간 1)

   = 83 - 2 - 9.0 = 72.0kph (구간 2)

   ST2 = 80 - FWC - FH - FA - FS - FV (<표 6-2>, <표 6-4>~<표 6-7>)

   = 80 - 1 - 3 - 1 - 4 - 6.5 = 64.5kph (A구간)

   = 80 - 1 - 3 - 1 - 2 - 9.5 = 63.5kph (B구간)

   S = (1-p)×SP2 ＋ p×ST2

   = (1-0.05)×73.5 ＋ 0.05×64.5 = 73.1kph (구간 1)

   = (1-0.05)×72.0 ＋ 0.05×63.5 = 72.1kph (구간 2)

 

4) 서비스수준을 판정한다.(<표 6-8>)

    전체 구간 서비스수준 기준 판정 : 서비스수준별 평균 통행속도 기준을 계산

 

  











 



 

에서

 

  

 











 

 

- 전체 구간 서비스수준 기준 판정 : 이 속도를 앞의 전체 구간 서비스수준 기준과 비교하면 분석

  대상 전체 구간의 서비스수준은 D이다.

 

<예제 2> 설계 시 차로 수 결정

다음과 같은 도로 및 교통 조건을 갖는 지방지역 일반국도 확장 설계를 하고자 한다. 이 도로의 운영 상태를 D로 유지

하려면 몇 차로로 설계해야 하는가?

 

도로 및 교통 조건

- 설계속도 80kph

- 차로폭 3.5m

- 측방여유폭 1.5m

- 지형은 평지

- 첨두시간계수( ) 0.95

- 중방향 설계시간교통량 ( DDHV) 3,000대/방향

- 중차량 구성비 15%

- 신호등 밀도 0.5개/km

- 신호교차로 g/C : 0.6

 

가 정

 

- 포장 상태와 기후 조건은 양호한 상태로 가정

 

<풀 이> 고속도로 기본구간의 차로수 산정 방법에 따라 산정한다.

 

1) 설계시간 교통량을 첨두시간계수로 보정한다.

 



= 3,000/0.95 = 3,158vph

2) 다차로도로 유형 결정 및 최대 서비스 교통량을 계산한다(<표 6-1>, <표 6-9> 참조).

- 다차로도로 유형은 유형 II

- 최대 서비스 교통량 계산

 

(가) 임계 신호교차로 용량 : MSFD(g/C = 0.6) = 1,100pcphpl

 

(나) 구간 용량 : MSFD(설계속도 80kph) = 1,500pcphpl

 

3) 보정계수의 값을 찾는다.

 -차로폭 및 측방여유폭 보정계수( , <표 6-2> 참조)

 -중차량 보정계수( , <표 2-3> 및 <표 2-4>참조)

 

fW = 1.0, ET1 = 1.5

   



 



 



= 0.93

 

4) 공급 서비스 교통량  을 산정한다.

(가) 임계 신호교차로 용량

 

    

 ×  ×  

  1,100×1×0.93 = 1,023vphpl

 

(나) 구간 용량

 

    

 ×  ×  

  1,500×1×0.93 = 1,395vphpl

 

5) 차로 수(N)를 결정한다.

(가) 임계 신호교차로 용량

 

   



= 3,158/1,023 = 3.08 차로/방향

 

(나) 구간 용량

 

   



= 3,158/1,395 = 2.26 차로/방향

 

☞ 설계 서비스수준이 D인 점을 고려하면, 구간은 편도 3차로가 필요하며, 신호교차로 부근은 4차로가

    필요하다.

    만약 신호운영 변경에 의해 g/C를 0.8로 할 경우, 임계 신호교차로 용량과 차로 수는 다음과 같다.

 

    

 ×  ×  

  1,500×1×0.93 = 1,395vphpl

   



= 3,158/1,395 = 2.26 차로/방향

 

따라서 g/C를 변경할 수 없는 경우 신호교차로부근은 4차로, 구간은 3차로이면 서비스수준 D를 유지할

수 있다. g/C 0.6 초과하여 신호운영 가능할 경우 구간과 동일하게 차로 수 3차로이면 서비스수준 D를

유지할 수 있다.

 

<예제 3> 설계 단계에서 서비스수준 및 용량 검토

 

다음과 같은 도로 및 교통 조건을 갖는 지방부 중소도시를 우회하는 왕복 4차로 일반도로 6km를 신설 설계 중에 있다.

이 도로에 대한 구간별 자료는 <그림 6-6>에 도시된 것과 같다. 서비스수준과 용량 측면에서 이 도로의 문제점을 분석

하고 개선 대안을 검토해 보라.

 

도로 및 교통 조건

- 설계속도 80kph

- 양방향 4차로

- 차로폭 3.5m, 측방여유폭 1.5m

- 지형은 평지

- 첨두시간계수(PHF) 0.95

- 중차량 구성비 5%

가 정

- 포장 상태와 기후 조건은 양호한 상태로 가정

그림 6-6 분석 대상 구간

구간 자료(양방향 동일)

구분 구간 (a) (b)

구간 길이(km) 2.0 4.0

차로 수(양방향) 4 4

중방향 설계시간교통량(DDHV) 2,300(대/방향) 2,200(대/방향)

유출입지점수(개) 4 5

신호운영 자료

구분 교차로 ① ②

C(초) 120 120

g/C 0.7 0.8

판정 임계 교차로(Critical Point)

 

<풀 이>

1) 분석 대상 구간 분할

   분석 대상 구간 6km에 대한 구간 분할 결과, 교통수요가 변화가 크지 않기 때문에 한 개의 구간으로

   구분하였으며, 유형 II로 구분된다.

 

2) 설계시간 교통량을 첨두시간계로 보정한다.

     

    

    = 2,200/0.95 = 2,315vph

     

    

    = 2,300/0.95 = 2,421vph(적용)

 

3) 최대 통행속도 산정한다.

           ×   ×   ×  ×

          ×    ×    ×  × 

     

 

4) 용량 산정과 통행속도 예측한다.

 

① 교차로 용량

    

 ×  ×   × 

   ×  ×  × 

   대시

 

② 단로부 용량

    

 ×  ×  

   ×  × 

   대시

 

③ 통행속도 산정

         

 

         



 

 

5) 서비스수준을 판정한다.(<표 6-9>)

서비스수준 D

 

6) 개선 방안을 검토한다.

  - 교차로간 구간 용량과 교차로 용량은 구간 수요를 처리할 수 있다.

  - 임계 교차로 : 구간 용량에 비해 임계 교차로의 용량은 23%가 감소되었기 때문에 교차로 접근부의

    차로 수 증설하거나 신호운영 개선(g/C비율 0.8이상 등) 대안을 검토할 필요가 있다.

  - 각 설계 대안별 용량 확보 수준과 서비스수준(평균 통행속도) 변화 및 소요 예산을 검토하여 최적의

     대안을 찾는다.

 

<부록 A> 부호 정의

 

◦ BSP = 기본 조건에서 승용차의 최대 통행속도(kph)

◦ SP1 = 주어진 도로 조건에 대한 승용차의 최대 통행속도(kph)

◦ SP2 = 주어진 도로 및 교통 조건에 대한 승용차의 평균 통행속도(kph)

◦ ST2 = 주어진 도로 및 교통 조건에 대한 중차량의 평균 통행속도(kph)

◦ S = 평균 통행속도(kph)

◦ B = 평면선형 굴곡도(°/km)

◦ H = 종단선형 경사도(m/km)

◦ FWC = 차로폭 및 측방여유폭 보정계수(kph)

◦ FB = 평면선형 보정계수(kph)

◦ FH = 종단선형 보정계수(kph)

◦ FA = 유출입 지점수 보정계수(kph)

◦ FS = 차종별 신호등 밀도에 따른 신호등 보정계수(kph)

◦ FV = 차종별 신호등 밀도에 따른 교통량 보정계수(kph)

 

<부록 B> 2001년 도로용량편람과 개정 편람과의 차이점

 

구 분 2001 편람 2013 편람

분석대상

- 신호교차로 간격 1km 이상인 다차로 도로

- 단속류와 연속류 혼재

- 설계속도, 신호등 밀도, 기본 조건의 최대 평균통행

   속도에 따라 3개의 도로 유형으로 구분

- 신호교차로 간격 2km 이상인 다차로 도로

- 단속류와 연속류 혼재

- 설계속도, 신호등 밀도, 기본 조건의 최대 평균통행

  속도에 따라 2개의 도로 유형으로 구분

주 요

보정계수

- 속도 보정 : 차로폭 및 측방여유폭, 도로 선형(평면,

  종단), 유출입 지점수, 신호등, 교통량 등

- 속도 보정 : 신호등 밀도 변경에 따른 각 보정계수

재정립

주 요

효과척도

- 평균통행속도(신호등 지체 고려) - 평균 통행속도(신호등 지체 고려)이외에 V/c 추가

용 량

- 유형 Ⅰ : 2,000pcphpl

- 유형 Ⅱ, Ⅲ : 신호교차로 용량 제약

- 유형 I : 설계속도 100kph인 경우 2,200pcphpl,

설계속도 80kph인 경우 2,000pcphpl

- 유형 II : g/C비에 따라 용량 제시

서 비 스

수 준

- 도로 유형과 신호등 밀도별 서비스수준 기준

- 연속류, 단속류 모두 고려

- 도로 유형과 g/C별 서비스수준 기준

- 연속류, 단속류 모두 고려

- 계획 및 설계 분석에 대한 개략적인 서비스수준

  분석 절차 제시