인터체인지 연결로

왜 배우는가: 인터체인지 연결로는 고속도로와 일반도로를 잇는 출입 구간이라 교통사고와 정체가 가장 많이 발생하는 곳이다. 연결로 형식과 설계 기준을 알아야 설계 적정성을 판단할 수 있어 기술사 시험에서 반복적으로 출제된다.

출제 이력: 제119회 4교시 1번, 제100회 3교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

인터체인지 연결로는 입체교차에서 한 도로의 교통을 다른 도로로 분기하거나 합류시키기 위해 설치하는 도로 부분이다. 인터체인지 연결로는 입체교차에서 두 도로 사이 교통을 분기·합류시키는 전용 도로로, 본선과 접속하는 출입 구간이다.

키워드

• 인터체인지(Interchange)
• 연결로(Ramp)
• 분기로(Diverge ramp)
• 합류로(Merge ramp)
• 루프 연결로(Loop ramp)
• 직결 연결로(Direct ramp)
• 변속차로(Speed-change lane)

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 연결로는 고속도로에서 나가는 길과 들어오는 길이다. 본선을 달리는 차량이 다른 도로로 빠져나가거나, 다른 도로의 차량이 본선으로 들어올 때 이용하는 도로가 연결로다. 교차 방식 중 입체교차에서만 생긴다. 평면교차에서는 교차로와 회전차로로 처리한다.

정식 정의는 다음과 같다. 연결로는 입체교차에서 상이한 도로 간 교통이 서로 이동할 수 있도록 설치하는 도로로, 접속 도로와 본선의 설계속도 차이를 완화하는 기능을 함께 가진다. 연결로는 제한된 공간 안에서 설계속도를 확보하면서 선형을 짜야 하므로 곡선 반지름과 편경사가 설계의 핵심이 된다.

핵심 용어를 풀이하면 다음과 같다. 분기로는 본선에서 빠져나가는 연결로이고, 합류로는 본선으로 들어오는 연결로다. 루프 연결로는 고리 모양으로 회전하며 좌회전 교통을 처리하는 연결로다. 직결 연결로는 좌회전 교통을 직접 연결하는 연결로로, 방향별 직결형에 쓰인다. 연결로는 방향별로 독립된 도로이므로 한쪽 방향 교통 문제가 다른 방향에 전이되지 않는다.

연결로 설계에서 루프 연결로의 설계속도는 표 속도에서 관련 기준이 정한 범위만큼 뺀 값 으로 정할 수 있다. 이 값은 선형이 급곡선이 되기 쉬운 루프형에서 속도를 낮추는 조정이다.

3. 등장 배경과 필요성

도로망이 확장되면서 교차 교통량이 커졌다. 평면교차로는 신호와 교차 교통으로 인해 용량에 한계가 있었다. 교통량이 많은 도로에서는 입체교차가 필요해졌고, 이때 본선과 다른 도로를 잇는 연결로가 함께 등장했다.

연결로가 필요한 이유는 크게 세 가지다. 첫째, 본선의 고속 교통을 방해하지 않고 출입시킨다. 둘째, 상충과 교차를 줄여 사고를 감소시킨다. 셋째, 좌회전과 우회전 교통을 분리하여 용량을 확보한다. 연결로는 이 세 목적을 만족하도록 형식과 길이를 정한다.

연결로의 설계는 평면교차와 다르게 기준이 적용된다. 도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙은 입체교차의 연결로에 대해 길어깨와 차로 등 일부 조항을 달리 적용한다. 따라서 연결로 설계는 본선 기준을 그대로 옮기지 않고 연결로 전용 기준을 따른다.

연결로는 본선의 설계속도와 접속 도로의 설계속도를 함께 고려해야 한다. 두 설계속도의 차이가 크면 감속차로와 가속차로가 길어진다. 설계속도 차이가 큰 구간에서 사고 위험이 높다는 점이 연결로 설계를 어렵게 하는 이유다.

연결로 편경사도 정해진 기준이 있다. 도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙은 연결로의 최대 편경사를 8퍼센트 이하 로 정한다. 도시지역 차도의 최대 편경사 6퍼센트보다 큰 값이다. 연결로는 곡선이 급하게 꺾이는 구간이 많아 편경사를 더 허용하기 때문이다.

정리하면 연결로는 본선 교통을 안전하게 분기·합류시키기 위해 필요한 도로다. 연결로의 형식, 설계속도, 편경사, 변속차로 길이는 모두 이 목적에서 출발한다. 2절에서 정의한 용어와 3절의 배경을 이해하면 4절 이후의 구성요소와 기준이 자연스럽게 이어진다. 연결로 형식과 변속차로의 구체 기준은 각각 4절과 5절에서 다룬다.

4. 구성요소·원리·절차

연결로(Ramp)는 본선과 교차도로를 잇는 단방향 도로다. 인터체인지 한 곳은 본선 직진부, 감속차로, 연결로 본체, 가속차로, 접속부로 나뉜다. 각 구성요소의 기능과 설계 포인트는 다음 표와 같다.

연결로의 설계속도는 접속하는 도로의 설계속도에 따라 정한다. 상급 도로와 하급 도로의 설계속도 조합으로 표에서 기준 속도 범위를 찾는다. 루프 연결로는 표의 속도에서 관련 기준이 정한 범위만큼 뺀 값을 설계속도로 쓸 수 있다.

연결로 곡선부에는 편경사를 둔다. 연결로의 최대 편경사는 8퍼센트 이며 도시지역 본선보다 크다. 편경사가 설치되는 차로가 2개 이하이면, 편경사를 0에서 최대치까지 접속시키는 길이를 편경사 접속설치율로 정한다. 접속설치율은 설계속도가 높을수록 완만해진다. 접속길이는 차로폭, 편경사 크기, 접속설치율의 역수를 곱하여 구한다.

$L = b \times \Delta i \times N$

여기서 L은 접속설치 길이(m), b는 회전축에서 편경사가 설치되는 차로폭(m), \Delta i는 편경사 변화량(비율), N은 접속설치율의 분모다. 예를 들어 b=3.5\text{m}, \Delta i=0.08, N=175 이면 L = 3.5 \times 0.08 \times 175 = 49\text{m} 이다. 결과는 연결로 길이로 보아 상식 범위다.

연결로 설계 절차는 다음과 같다.

• 본선과 교차도로의 설계속도를 확인하고 연결로 설计속도를 표에서 정한다.
• 연결로 평면곡선 반지름을 정하고 편경사를 최대 8퍼센트 이내로 둔다.
• 편경사 접속설치 길이를 접속설치율로 산정하고 회전축을 정한다.
• 감속차로와 가속차로 길이를 기준 표와 보정률로 산정한다.
• 분기·합류 시거와 표지 배치를 검토한 뒤 평면도와 종단도를 완성한다.

연결로의 입체교차 구간에는 「도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙」의 일부 조항이 적용되지 않는다. 차로폭, 길어깨 폭 등 본선 기준 조항은 연결로에 그대로 적용하지 않는다. 이 점은 답안에서 연결로 고유 기준으로 따로 쓴다.

5. 관련 법령·기준·표준

연결로 기준은 「도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙」(약칭 도로구조시설기준규칙)에 있다. 주요 조항과 기준값은 다음 표와 같다.

감속차로 최소 길이는 본선 설계속도와 연결로 설계속도의 조합으로 정한다. 본선 설계속도 100km/h, 연결로 설계속도 60km/h 이면 최소 120미터다. 본선 설계속도 80km/h, 연결로 설계속도 40km/h 이면 최소 100미터다. 두 값은 제35조 표의 칸에서 읽은 값이다.