지방부 2차로 도로용량

왜 배우는가: 지방부 2차로 도로는 국토 면적의 많은 부분을 차지하는 산지부·농촌 도로로서, 중앙선으로 왕복 교통을 나눠 쓰는 구조 때문에 추월 가능 여부에 따라 서비스수준이 크게 달라진다. 실무에서는 도로 확장 전 용량 진단과 개선 우선순위 결정에 쓰이고, 시험에서는 용량분석 절차와 용량증대 방안을 함께 묻는 문제로 반복 출제된다.

출제 이력: 제133회 4교시 2번, 제121회 2교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

지방부 2차로 도로용량은 서비스수준을 유지하면서 한 방향 또는 양방향으로 1시간 동안 통과할 수 있는 최대 승용차환산 교통량을 뜻한다.

지방부 2차로 도로용량은 추월 가능 여부가 서비스수준을 좌우하는 양방향 2차로 도로의 시간당 최대 통과 교통량이다.

• 지방부 2차로 도로
• 교통용량
• 추월 가능 구간
• 서비스수준
• 승용차환산계수
• 산지부 도로
• 도로용량편람

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면, 중앙선 하나로 두 방향이 나눠 쓰는 도로가 한 시간에 얼마나 많은 차를 감당할 수 있는지를 정하는 값이다. 2차로 도로는 4차로 도로와 달리 각 방향 차로가 하나뿐이어서, 앞차가 느리면 뒤차는 추월할 수 있을 때까지 따라가야 한다.

정식 정의는 도로용량 정의를 따른다. 주어진 도로·교통 조건에서 15분 동안 최대로 통과할 수 있는 승용차 교통량을 1시간 단위로 환산한 값이다. 2차로 도로에서는 여기에 추월 기회라는 조건이 더해진다. 교통량이 늘면 추월 기회가 줄고, 뒤따르는 차량의 비율과 평균통행속도가 함께 변한다.

도로용량은 조건이 같은 도로에서 서비스수준이 허용하는 최대 교통량이다. 일반적으로 서비스수준 E에 해당하는 교통량을 최대 서비스 교통량으로 본다. 2차로 도로의 서비스수준은 평균통행속도(ATS)와 추종률(PTSF, percent time spent following)로 나타낸다. 추종률은 뒤차가 앞차를 제약 없이 따라가는 시간의 비율이다.

추월 가능 구간은 반대 방향 교통이 없을 때 추월할 수 있는 중앙선 위 구간이다. 추월 기회가 적을수록 추종률이 높아지고 용량은 낮게 나타난다. 그래서 2차로 도로 용량은 도로 기하구조뿐 아니라 추월 구간의 길이 비율에도 의존한다.

승용차환산계수는 대형차·버스·트럭 등이 승용차보다 느리고 길어서 교통류에 미치는 영향을 승용차 대수로 바꾼 계수다. 산지부 도로에서는 종단 경사가 길수록 대형차 계수가 커져서 용량이 더 낮아진다. 교통영향평가 지침도 승용차 환산계수를 최근년도 도로용량편람 기준에 따라 제시하도록 정하고 있다.

산지부 도로는 지형 때문에 평면선형과 종단경사가 불리한 도로다. 곡선반경이 작고 경사가 긴 구간에서는 추월이 어렵고 대형차의 속도 저하가 커서 용량 분석 시 지형 보정이 필요하다.

3. 등장 배경과 필요성

국내 지방부에는 2차로 도로가 많고, 도시 외곽과 산지를 연결하는 간선 역할을 맡는다. 고속도로나 4차로 도로처럼 차로를 늘리기 어려운 곳이 많아서, 현재 도로가 감당할 수 있는 용량을 정확히 아는 것이 먼저 필요하다. 용량을 넘으면 지체와 사고가 늘고 물류와 생활권 접근성이 떨어진다.

교통영향평가 지침은 교통량의 서비스수준을 분석할 때 가로구간별 최대 허용용량과 V/C, 평균통행속도, 서비스수준을 제시하도록 정하고 있다. 2차로 도로도 같은 틀로 평가하되, 추월 조건과 대형차 비율을 별도로 반영해야 한다. 이 때문에 2차로 도로용량 분석은 도시부 가로와 다른 방법론을 쓴다.

근래에는 2+1 도로처럼 추월 차로를 일부 두는 형태가 나오면서, 2차로 도로의 용량 개선 방안으로 추월 구간 확보가 논의된다. 추월 기회가 늘면 추종률이 낮아져 같은 교통량에서도 서비스수준이 올라간다.

서비스수준 E 기준 용량은 본문 분석의 기준점으로 쓰이며, 평균통행속도와 추종률을 함께 봐야 한다.

4. 구성요소·원리·절차

지방부 2차로 도로의 용량은 방향별로 나뉜 두 차로를 한 도로가 공유하는 구조에서 나온다. 두 방향 교통이 한 차로씩 맡으므로 추월 기회가 용량과 서비스수준을 좌우한다. 따라서 구성요소를 방향분포, 추월가능구간, 중차량 혼입률, 지형 경사로 나누어 보는 것이 답안 구성의 출발점이다.

표의 값들은 교통량을 승용차 단위로 환산하고 방향별로 나누어 평가한다는 공통점이 있다. 서로 독립된 인자가 아니라 함께 작용하므로, 답안에는 어느 인자가 병목을 만드는지 판단하는 문장을 함께 쓴다.

원리는 다음과 같이 정리된다. 교통량이 증가하면 추월 가능 구간이 줄고 추종 차량 비율(PTSF, percent time spent following)이 높아진다. 평균 주행속도(ATS, average travel speed)가 떨어지면서 서비스수준이 낮아진다. 용량은 추월 기회가 거의 없어지는 수준의 교통량으로 결정된다. 이 관계를 용량은 추월 가능성과 방향별 교통량 분배에 의해 결정된다로 요약할 수 있다.

용량분석 절차는 다음과 같다.

• 도로 조건(차로폭, 노측여유폭, 경사, 추월가능구간 비율)을 조사한다.
• 교통 조건(방향별 교통량, 대형차 비율, 방향분포)을 조사하고 승용차 환산계수로 환산한다.
• 기본 용량과 보정계수를 적용해 방향별 용량을 구한다.
• 추종 차량 비율과 평균 주행속도를 산출해 서비스수준을 판정한다.
• 용량 부족 구간에 대해 증대 방안을 비교하고 선택한다.

분석 식은 다음과 같이 쓴다. 용량은 기본 용량에 보정계수를 곱한 값이다.

$$ c = c_B \times f_{d} \times f_{w} \times f_{HV} \times f_{g} $$

여기서 c는 방향별 용량(pcphpd, 승용차/시간·방향), c_B는 기본 용량(관련 편람이 정한 기본값), f_d는 방향분포 보정계수, f_w는 차로폭·노측여유폭 보정계수, f_{HV}는 중차량 보정계수, f_g는 경사 보정계수다. 보정계수의 세부값은 도로용량편람의 표를 따른다.

5. 관련 법령·기준·표준

지방부 2차로 도로의 용량과 서비스수준은 도로용량편람(Highway Capacity Manual 계열)의 분석 절차를 기준으로 한다. 교통영향평가 지침 제16조는 서비스수준과 승용차 환산계수를 최근년도 도로용량편람의 기준에 따라 제시하도록 정하고 있다. 가로구간 분석에는 구간별 차로 수, 차로폭, 최대 허용용량, 첨두시 교통량, V/C, 평균통행속도, 서비스수준을 포함한다. 엇갈림구간 분석 항목도 같은 조문에 있다. 이 기준은 도시 가로 중심으로 작성되어 있으므로, 산지부 2차로 도로에는 추종 차량 비율과 평균 주행속도를 기준으로 하는 방법을 함께 적용한다.

서비스수준은 6단계(A~F)로 구분한다. 추종 차량 비율과 평균 주행속도가 낮아질수록 등급이 나빠진다. 기준값은 다음과 같다.

위 표의 값은 용량편람과 학술 연구에서 널리 쓰이는 수준이며, 법정 기준이 아니라 분석 기준이다. 각 등급의 경계값은 도로용량편람 개정판에 따라 달라질 수 있다. 용량의 기준 단위는 승용차/시간·방향(pcphpd)이다. 교통영향평가에서는 승용차 환산계수를 최근 도로용량편람 기준으로 쓴다.

최근 개정 흐름은 학술 연구에서 확인된다. 한국형 2차로 도로 조건을 반영한 연구가 설계 서비스 교통량 추정과 서비스수준 측정지표(MOE) 검토를 다루고 있다.