평면곡선

평면곡선

1. 평면곡선의 길이

자동차가 도로에 곡선부를 주행할 때 꼭 곡선부의 길이가 짧으면 우선 핸들을 꺾자마자 곧바로 반대 방향으로 꺾어야 하므로로 차내의 사람도 횡방향의 힘을 받게 되어 위험하게 된다. 국산 반경이 큰 경우 원심 가속도의 관점에서 볼 때 이론적으로는 비교적 짧은 곡선의 길이 로도 충분 하지만 있대 도로 교각이 작으면 운전자에게는 곡선 길이가 실제보다 짧아 보이고 곡선 반경도 실제보다 작은 것으로 착각하게 된다. 따라서 곡선 길이는 이 두 가지에 조건을 만족하도록 규정하고 있다.

 

1) 자동차 운전자가 핸들 조작에 곤란을 느끼지 않은 조건

갑작스런 평면선형의 변화는 운전자로 하여금 급한 핸들조작을 야기하게 된다. 핸들이 급격하게 꺾이게 되면 이를 통제하는 운전자의 역량에 따라 위험한 순간이 올 수 있다. 그렇기 때문에 두 다른 평면곡선 사이에 완화구간을 두게 되어 운전자가 이 변화를 충분히 감지하고 적응 할 수 있도록 해야 한다.

 

곡선부의 길이를 L (m), 곡선부의 통과시간을 t(sec), 속도를 V(m/sec)라 하면 L은 다음과 같다.

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L=t * V

L : 곡선부의 길이

t  : 곡선부의 통과시간

V : 속도

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핸들조작에 곤란을 느끼지 않을 곡선부의 주행시간은 4초 이상으로 알려지고 있으며 이 값에 의해 L을 구하면 최소 완화구간 길이의 2배가 된다.

 

2) 곡선의 길이가 실제보다 짧아 보이는 착각을 일으키지 않을 조건

 

곡선의 길이가 실제 보다 짧아 보이는 착각을 일으키지 않을 조건 도로교각이 작으면 곡선장이 실제보다 짧아 보이고 도로가 급하게 절곡 되어 있는 착각을 일으킨다

 

운전자가 착각을 일으키는 도로 교각의 한계는 5도로 알려지고 있다. 따라서 도로 교각이 5° 이상일 경우에는 1)의 조건을 만족 토록 하고 도로 교각이 5° 미만일 때는 2)의 조건을 만족하도록 하여 다음과 같이 평면 곡선의 최소 길이로 규정하고 있다. 이때 원곡선과 완화 곡선의 조화를 위해서는 경험상으로 원 곡선 반경 R과 클로소이드 파라미터 A 관계가 R>=R/3이나 적용 시에는 A> R/2로 해야 한다.

 

 

2. 곡선부의 확폭

곡선부를 주행하는 차량의 점용 폭은 평면곡선 반경과 차량의 길이에 따라 다르다. 평면곡선 반경이 작은 곡선부에서는 차량의 회전궤적이 차로를 넘어가므로 차량의 주행 궤적에 맞는 증가폭을 각 차로마다 추가시켜야 하는데 이 증가폭을 확폭량이라고 한다.

 

설계기준 자동차는 고속도로 및 주간선도로의 경우 세미트레일러, 보조간선도로 및 집산도로의 경우 세미트레일러 또는 대형 자동차, 국지도로의 경우 대형 자동차 또는 소형 자동차이므로 이를 고려한 확폭량을 적용해야 한다.

 

확폭량을 곡선부에 설치할 때에는 완화구간이나 완화곡선 내에 설치해야 한다. 이 방법은 a=Ln/L의 비를 구해 설치한다.

 

3. 완화구간 및 완화곡선의 길이

완화구간이란 편경사변화 또는 확폭량을 설치하기 위한 변이 구간으로서 설계속도 60km/h 이하에서는 다음 이상의 길이로 설계한다.

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설계속도(km/h)	완화구간 최소길이(m)
50 40 30 20	30 25 20 15

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완화곡선은 직선부와 곡선부의 접속부에서 사용하게 되는 완화곡선 즉 클로소이드 곡선 설치구간으로서 설계속도 60km/h이상의 도로의 곡선부에서는 다음과 같은 완화곡선을 설치한다.

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설계속도(km/h)	완화구간 최소길이(m)
120 110 100 90 80 70 60	70 65 60 55 50 40 35

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직선과 원곡선 사이에 완화곡선을 설치할 때 이정량에 포함되느니 여유 폭에 비하여 매우 작은 경우에는 직선과 원곡선을 직접 접속시켜도 실제의 주행은 직선부에서 완화곡선으로 주행할 수 있다. 따라서 이때는 완화곡선을 생략해도 무방하다, 이의 기준은 이정량 S=200cm일 때를 기준으로 하며, 곡선반경의 적용 값이 다음 이하일 때는 완화곡선을 생략할 수 있다.

설계속도(km/h)	계산값(m)	적용 곡선반경(m)
120 100 80 70 60	921.6 640.0 409.6 313.6 230.4	3,000 2,000 1,300 1,000 700