엇갈림구간

왜 배우는가: 고속국도에서 진입과 진출이 짧은 간격으로 이어지는 구간은 차로 변경이 한 곳에 몰려 용량과 안전을 크게 좌우한다. 교통영향평가와 도로 설계 모두 엇갈림분석을 요구하므로 실무에서 반드시 다뤄야 하는 개념이다.

출제 이력: 제137회 1교시 4번, 제120회 4교시 5번, 제99회 3교시 1번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

엇갈림구간은 진입 연결로와 진출 연결로 사이에서 두 교통류가 차로를 바꾸며 서로 교차하는 본선 구간이다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 엇갈림구간(Weaving Section)
• 엇갈림 교통류
• 비엇갈림 교통류
• 엇갈림 강도계수
• 교통량비(Vw/V)
• 엇갈림 구간 길이
• 차로 변경

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면 고속도로 본선을 달리는 차량이 나갈 연결로 쪽으로 차로를 옮기고, 들어오는 차량은 본선에 합류하려고 차로를 옮기는 구간이다. 두 흐름이 같은 구간에서 얽히기 때문에 엇갈린다고 부른다.

정식 정의는 다음과 같다. 엇갈림구간은 진입 연결로가 본선에 합류한 지점부터 진출 연결로가 본선에서 분기하는 지점까지, 서로 다른 목적지를 향하는 교통류가 차로 변경을 통해 교차하는 본선 구간이다.

합류는 한 흐름이 다른 흐름에 합쳐지는 현상이고, 분류는 한 흐름이 둘로 갈라지는 현상이다. 엇갈림구간은 이 둘이 짧은 거리에 연속하거나 겹쳐 일어나는 경우로 볼 수 있다.

가상의 예로, 진입 연결로 바로 다음에 진출 연결로가 나오는 본선을 생각한다. 진입 차량은 본선에 합류한 뒤 곧바로 차로를 바꿔 다음 진출 연결로로 빠져나가야 한다. 이때 본선 직진 차량과 진입 차량이 같은 구간에서 차로를 놓고 경쟁한다.

엇갈림 교통류는 한 연결로에서 진입하여 다른 연결로로 진출하기 위해 차로를 바꿔야 하는 교통류다. 구간 안에서 차로를 한 번 이상 바꾸는 흐름이 여기에 속한다.

비엇갈림 교통류는 차로를 바꾸지 않고 구간을 통과하는 교통류다. 본선을 그대로 직진하는 차량이 대표적이다.

교통량비는 구간 총 교통량 V에 대한 엇갈림 교통량 Vw의 비다. 식으로 쓰면 다음과 같다.

$\frac{V_w}{V}$

여기서 Vw는 엇갈림 교통량(pcph), V는 엇갈림 구간의 총 교통량(pcph)이다. 이 비가 클수록 차로 변경이 한 구간에 집중되어 운영 조건이 나빠진다.

엇갈림구간의 핵심은 차로 변경이 한 구간에 몰리는 것이다.

엇갈림구간은 차로 변경 횟수에 따라 세 가지 형태로 나눈다.

• 형태 A: 두 교통류 모두 최소 한 번은 차로를 바꿔야 한다.
• 형태 B: 한쪽 교통류는 차로 변경 없이 통과하고, 다른 쪽은 차로를 최대 한 번 바꾼다.
• 형태 C: 한쪽 교통류는 차로 변경 없이 통과하고, 다른 쪽은 차로를 최소 두 번 바꿔야 한다.

차로 변경이 많은 형태일수록 교통류 간 상호 간섭이 커진다. 차량은 감속과 끼어들기를 반복하고, 교통류 속도는 비엇갈림 흐름보다 낮아진다. 이 속도 차이가 엇갈림구간 분석의 핵심 지표가 된다.

엇갈림 강도계수는 교통류가 차로 변경을 얼마나 강하게 요구하는지 나타내는 계수다. 도로용량편람의 엇갈림 분석에서 쓰는 계수다.

3. 등장 배경과 필요성

도시 간선도로와 고속국도의 진출입이 늘고 인터체인지 간격이 짧아지면서 엇갈림구간이 자주 생긴다. 진입로와 진출로가 짧은 거리에 연달아 놓이면 차로 변경이 한 구간에 몰린다.

차로 변경은 속도 차이가 큰 본선에서 일어나므로 사고 위험이 크다. 차로 변경으로 교통류가 흔들리면 본선 전체의 정체와 추돌 사고로 이어질 수 있다.

설계 단계에서 연결로 위치와 본선 차로 수를 정하려면 엇갈림 운영을 미리 예측해야 한다. 엇갈림 구간 길이와 차로 수를 바꾸면 차로 변경 여유가 달라지므로 신설과 개량 모두 이 분석이 필요하다.

교통영향평가 지침 제16조 제4호는 서비스수준 분석에 엇갈림분석을 포함하도록 정한다. 분석 항목은 엇갈림구간의 형태, 엇갈림 강도계수, 엇갈림구간의 총 차로 수, 엇갈림 교통량, 엇갈림구간의 총 교통량, 엇갈림구간의 길이, 엇갈림과 비엇갈림 교통류의 평균속도다. 승용차 환산계수는 최근년도 도로용량편람 기준에 따라 제시한다. 다만, 도로용량편람을 적용하지 아니할 경우에는 그 내용과 객관적인 자료를 구체적으로 제시하여야 한다.

엇갈림 운영을 분석하지 않으면 설계 단계에서 차로 수가 부족하거나 구간 길이가 짧은 상태가 그대로 굳어진다. 개량 단계에서는 기존 정체 원인이 엇갈림인지 단순 교통량 과다인지 구분해야 대책이 맞다. 따라서 엇갈림 분석은 신설과 개량 모두에서 원인을 진단하는 도구로 쓰인다.

4. 구성요소·원리·절차

엇갈림구간(Weaving Section)은 진입 교통류와 진출 교통류가 짧은 거리 안에서 서로 차로를 바꾸며 교차하는 구간이다. 본선에 진입로가 합류한 뒤 곧바로 진출로가 나타나는 형태에서 주로 생긴다. 차로 변경이 몰리면 교통류 사이의 상충이 늘고 교통 흐름이 불안정해진다.

구성요소는 다음 표와 같이 나눠 본다.

표의 pcph는 승용차 환산 시간당 교통량이다. 모든 교통량 값은 승용차 환산계수를 적용해 같은 단위로 맞춘다.

엇갈림 교통류의 속도는 차로 변경 횟수와 구간 공간에 따라 정해진다. 구간이 짧고 교통량 비가 크면 차로 변경이 한곳에 몰려 속도가 낮아진다. 구간이 길고 차로 수가 충분하면 차로 변경이 분산돼 속도가 유지된다. 차로 변경 횟수가 많을수록 엇갈림 구간의 속도는 떨어진다. 엇갈림 강도계수는 이 상호작용을 하나의 값으로 나타낸 것이다. 강도계수는 엇갈림 교통류와 비엇갈림 교통류에 대해 각각 구한다.

비엇갈림 교통류는 엇갈림 교통류가 차로를 바꾸며 만든 빈틈을 지나간다. 두 흐름이 같은 차로를 나눠 쓰므로 비엇갈림 교통류의 속도도 함께 떨어진다. 그래서 분석은 두 흐름을 떼어 보지 않고 함께 평가한다.

절차는 다음 순서로 진행한다.

• 엇갈림 형태를 판별한다. 흐름별로 필요한 차로 변경 횟수에 따라 A형, B형, C형으로 나눈다. A형은 모든 엇갈림 교통류가 최소 1회 차로를 바꾼다. B형은 한쪽 흐름이 차로 변경 없이 통과하고 다른 흐름은 최대 1회 바꾼다. C형은 한쪽 흐름이 차로 변경 없이 통과하고 다른 흐름은 최소 2회 바꾼다.
• 첨두시 교통량을 조사해 V, Vw, Vnw를 구하고 교통량 비를 계산한다.
• 엇갈림 강도계수와 비엇갈림 강도계수를 각각 구한다.
• 엇갈림·비엇갈림 교통류의 평균속도(kph)를 구하고 본선 설계속도와 비교한다.
• 구간 길이, 총 차로 수, 교통량으로 밀도를 구하고 서비스수준을 정한다.

1단계와 2단계는 자료 준비이고, 3단계부터 4단계까지가 계산이다. 5단계는 앞 결과를 종합한 판정이다. 계산 순서를 지키면 중간 값이 틀렸을 때 어디서 틀렸는지 찾기 쉽다.

교통량 비는 다음 식으로 구한다.

$V_R = \frac{V_w}{V}$

여기서 V_w는 엇갈림 교통량(pcph), V는 엇갈림 구간의 총 교통량(pcph)이다. 두 값의 단위가 같으므로 V_R은 단위가 없다. 엇갈림 교통량은 총 교통량보다 클 수 없으므로 V_R은 0과 1 사이의 값이다. 교통량 비가 한쪽으로 치우치면 섞임이 적고, 비슷하면 섞임이 크다. 이 섞임의 정도가 강도계수 산정의 출발점이다.

교통량 비가 같아도 구간 길이와 차로 수가 다르면 서비스수준이 달라진다. 그래서 다섯 단계를 함께 본다.

판정 결과가 기준에 못 미치면 구간 길이나 차로 수를 바꾸는 대안을 세우고 1단계부터 다시 검토한다.

5. 관련 법령·기준·표준

엇갈림구간의 교통영향 분석은 「도시교통정비 촉진법」에 따른 교통영향평가 제도 안에서 이루어진다. 교통영향평가 지침은 같은 법 제15조제3항과 같은 법 시행령 제13조의2제5항에 따른 세부기준이다. 엇갈림분석은 지침 제16조의 서비스수준 분석 항목 가운데 하나다. 기준 값은 다음 표와 같다.

표의 기준 수치는 조사 시간과 보존 기간이 전부다. 엇갈림 강도계수와 서비스수준 판정 값은 최근년도 도로용량편람의 표를 그대로 쓴다. 답안에는 편람 기준을 따랐다고 밝힌다.

승용차 환산계수는 도로용량편람의 값을 기본으로 쓴다. 편람 값을 쓰지 않을 때는 그 내용과 객관적 자료를 함께 제시해야 한다. 지침은 이 원칙을 제16조 단서에 둔다.

교통량 조사는 가로와 교차로를 대상으로 하며 첨두일과 첨두시를 먼저 정한다. 조사 결과는 평일, 토요일, 일요일로 구분해 제시한다. 엇갈림구간은 이 조사 결과를 입력으로 쓰므로 자료 구분이 틀리면 판정도 틀린다.

엇갈림구간이 있는 고속국도는 「도로법」에 따라 국토교통부령으로 지정·고시된다. 고속국도법은 2014년 1월 21일 폐지되어 도로법에 통합됐다. 이후 고속국도의 법적 근거는 도로법 하나로 모인다. 교통영향평가 지침 원문의 최종 개정일은 2021년 4월 13일이다. 분석 항목과 기준은 현행 원문 문구를 따른다.

교통 분야의 기준은 두 축으로 나뉜다. 지침은 절차와 분석 항목을 정하고, 편람은 계산에 쓰는 값을 준다. 답안에서는 법령 조항과 편람 기준을 함께 밝히면 된다. 조항 번호를 모두 외울 필요는 없고 조사 항목과 기준 값의 구조를 알면 충분하다.

6. 유형과 비교

엇갈림구간은 차로 변경 횟수에 따라 A형, B형, C형으로 나눈다. 형태가 달라지면 엇갈림 교통류가 바꿔야 할 차로 수와 상충이 생기는 위치가 달라진다. 따라서 답안에는 형태를 먼저 판별하고, 그 형태에 맞춰 교통류를 분석하는 순서로 쓴다.

형태 판별은 진입 연결로와 진출 연결로의 위치 관계를 본다. 진입 직후에 진출이 이어지면 차로 변경 경로가 짧아 상충이 한 곳에 집중된다.

엇갈림구간은 차로를 바꾸는 교통류가 구간 전체에서 교차하는 구간이다.