편경사 접속설치율

왜 배우는가: 편경사 접속설치율은 곡선부 편경사를 직선부에서 어떻게 완만하게 연결할지 정하는 기준으로, 도로 선형설계의 기본이다. 배수와 차량 횡방향 안정성을 함께 고려해야 하므로 시험에서 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제128회 3교시 1번, 제115회 4교시 1번, 제110회 1교시 1번, 제108회 3교시 1번, 제101회 4교시 1번, 제100회 1교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

편경사 접속설치율은 직선부 횡단경사에서 편경사까지 변화시키는 구간의 기울기 변화율을 정한 값으로, 편경사 접속설치길이 산정의 기준이 된다.

• 편경사(Superelevation)
• 편경사 접속설치(Superelevation Runoff)
• 접속설치율(Runoff Rate)
• 회전축(Axis of Rotation)
• 최대 편경사(Maximum Superelevation)
• 배수 횡단경사(Cross Slope for Drainage)
• 완화곡선(Transition Curve)
• 횡방향 마찰력(Lateral Friction)

2. 개념 풀이

쉽게 말하면, 곡선부 바깥쪽을 높이는 기울기를 직선부 평평한 노면에서 곡선부 편경사까지 서서히 늘려 가는 과정이다. 이때 한 차로가 얼마나 빨리 기울어지는지를 나타내는 비율이 접속설치율이다.

편경사는 평면곡선부에서 차량이 원심력에 저항하도록 설치하는 횡단경사다. 직선부는 배수를 위해 중앙이 높은 횡단경사를 갖고, 곡선부는 편경사를 갖는다. 두 경사를 잇는 구간이 편경사 접속설치 구간이다.

편경사 접속설치율은 설계속도에 따라 정해지는 편경사 변화의 최대 허용 비율이다. 이 비율이 작을수록 접속구간이 길어지고 노면이 완만하게 기울어진다. 접속설치율은 편경사를 어느 길이에 걸쳐 설치할지를 결정하는 기준값이다.

회전축은 편경사를 만들 때 노면이 기울어지는 기준선이다. 중앙분리대가 있는 도로나 다차로 도로에서는 회전축 위치에 따라 편경사 접속설치길이가 달라진다.

배수 횡단경사는 빗물을 노면 밖으로 흘려보내는 경사다. 편경사를 접속할 때 직선부의 배수 기능이 깨지지 않아야 하므로, 편경사가 0에 가까워지는 지점에서 배수 경사가 확보되는지 확인해야 한다.

3. 등장 배경과 필요성

곡선부에서 차량은 원심력을 받는다. 편경사가 없으면 타이어의 횡방향 마찰력만으로 이 힘을 견뎌야 하므로 마찰계수에 대한 부담이 커지고 미끄럼 위험이 높아진다. 편경사는 이 부담을 줄이기 위해 설치한다.

그러나 편경사를 직선부 끝에서 갑자기 주면 차량이 급격히 기울어 승차감이 나빠지고 운전자가 불안을 느낀다. 그래서 편경사를 일정한 길이에 걸쳐 완만하게 늘리는 접속설치가 필요하다. 접속설치율은 이 완만함을 수치로 정한 것이다.

또 편경사가 커지면 노면 배수가 어려워진다. 빗물이 곡선 안쪽으로 모이면 수막현상과 배수 불량이 생긴다. 따라서 접속설치 방법은 편경사 크기와 함께 배수 조건을 같이 고려해야 한다. 설계 기준은 도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙 제21조가 최대 편경사를 정하고 있으며, 회전축으로부터 편경사가 설치되는 차로수가 2개 이하인 경우 편경사 접속설치 길이는 설계속도별 최대 접속설치율로 산정한 길이 이상이어야 한다고 하고 있다.

평면곡선이 원곡선만으로 이루어질 때와 완화곡선을 함께 쓸 때 편경사 설치 방법이 다르다. 완화곡선이 있으면 편경사를 완화곡선 전체 길이에 걸쳐 점진적으로 주는 것이 원칙이다.