설계기준자동차

왜 배우는가: 설계기준자동차는 도로의 선형, 차로폭, 평면곡선부 확폭, 교차로 회전반경 등 거의 모든 기하구조 설계의 입력값이다. 설계차량을 잘못 잡으면 시설 규모와 안전성이 함께 무너지므로 실무 설계의 출발점이다. 기술사 시험에서는 기능별 구분과 차종 선정 원리를 묻는 용어형 문항으로 반복 출제된다.

출제 이력: 제136회 1교시 1번, 제116회 1교시 3번, 제94회 1교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

설계기준자동차는 도로 구조설계의 기준이 되는 자동차로, 도로의 기능별 구분에 따라 세미트레일러·대형자동차·승용자동차 등으로 정한다.

• 설계기준자동차(Design Vehicle)
• 도로의 기능별 구분(주간선도로·보조간선도로·집산도로·국지도로)
• 최소회전반경(Minimum Turning Radius)
• 차량 제원(폭·높이·길이·축간거리·앞뒤 내민 길이)
• 평면곡선부 확폭(Widening on Horizontal Curves)
• 소형차도로(설계기준자동차가 소형자동차인 도로)
• 오프트래킹(Offtracking)

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 도로를 설계할 때 "어떤 크기의 차가 이 도로를 기준으로 다니는가"를 정한 것이다. 차로 폭, 곡선 반지름, 교차로 회전부는 모두 이 차의 크기와 회전 특성에 맞춰 정해진다.

정식 정의는 「도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙」 제2조제2호가 정한다. 설계기준자동차란 도로 구조설계의 기준이 되는 자동차를 말한다. 같은 규칙 제5조제1항은 도로의 기능별 구분에 따라 설계기준자동차를 정한다. 다만, 우회할 수 있는 도로(해당 도로 기능이나 그 상위 기능을 갖춘 도로만 해당한다)가 있는 경우에는 도로의 기능별 구분에 관계없이 대형자동차나 승용자동차 또는 소형자동차를 설계기준자동차로 할 수 있다.

핵심 용어 풀이

• 설계기준자동차: 도로의 폭·곡선·교차로를 설계할 때 기준으로 삼는 가상의 대표 차량이다. 실제 차량의 평균이 아니라 안전하게 통행할 수 있어야 하는 가장 큰 차량 기준으로 잡는다.
• 차량 제원: 설계기준자동차의 폭, 높이, 길이, 축간거리, 앞·뒤 내민 길이, 최소회전반경을 말한다. 이 값들이 차로폭, 곡선 확폭, 회전부 반지름 계산의 입력이 된다.
• 오프트래킹: 곡선을 돌 때 뒤축의 궤적이 앞바퀴 궤적의 바깥쪽으로 벗어나는 현상이다. 대형차와 세미트레일러일수록 커지므로 곡선부 확폭의 이유가 된다.

설계기준자동차는 교통 흐름의 평균 차량이 아니다. 해당 도로 기능에서 통행이 예상되는 차종 중 기하구조를 가장 엄격하게 요구하는 차종을 기준으로 정한다.

3. 등장 배경과 필요성

도로 설계에서는 차량의 크기와 회전 특성이 선형과 시설 규모를 결정한다. 차량 크기를 기준 없이 정하면 설계자마다 차로폭과 회전 반지름이 달라져 사고 위험과 시설 낭비가 동시에 생긴다. 그래서 법규로 기능별 기준 차량을 정해 설계의 통일성을 확보한다.

도로 기능이 높아질수록 통행하는 차량이 커지고 무거워진다. 주간선도로에서는 세미트레일러를, 국지도로에서는 대형자동차나 승용자동차를 기준으로 삼는 이유가 여기에 있다. 같은 기준을 모든 도로에 적용하면 골목길이 과도하게 넓어지고, 반대로 간선도로에 승용차 기준을 쓰면 대형차가 차로를 넘어 통행하게 된다.

또 곡선부에서는 차량이 길수록 뒤축 궤적이 바깥으로 벗어나므로, 설계기준자동차의 길이와 축간거리가 확폭량을 결정한다. 설계기준자동차 개념은 이런 기하구조 계산을 하나의 기준으로 묶는 출발점이다.

4. 구성요소·원리·절차

설계기준자동차는 세 가지 요소로 이루어진다. 첫째는 자동차 종류, 둘째는 제원(폭·높이·길이·축간거리·앞뒤 내민 길이·최소회전반경), 셋째는 제원이 적용되는 기하 요소다. 종류는 도로의 기능에 따라 정하고, 제원은 차로 폭과 곡선부 확폭, 교차로 회전 궤적을 결정하는 입력값이 된다. 설계기준자동차 제원이 곡선부 확폭량과 회전 궤적을 결정한다.