평면·종단선형 조합

선형 조합이란

도로 선형은 평면선형과 종단선형을 함께 고려해 일관성 있는 3차원 주행 경로를 만드는 설계다.

두 선형을 따로 설계해도 조합이 나쁘면 시거 부족, 배수 불량, 운전자 착시가 생긴다.

그래서 조합의 원리와 문제점, 개선방안은 기술사 시험에 반복해서 출제된다.

두 선형의 역할

평면선형은 평면도에서, 종단선형은 종단면도에서 보인다.

평면선형은 직선·원곡선·완화곡선으로, 종단선형은 종단구배와 종단곡선으로 이뤄진다.

두 도면을 따로 보면 조합 문제가 드러나지 않으므로 겹쳐 본다.

그래서 설계 실무에서는 3차원 검토를 함께 한다.

조합 원칙과 중첩 금지

조합의 기본 원칙은 평면곡선의 시점과 종단 볼록곡선의 정점을 맞추는 것이다.

이렇게 맞추면 곡선 흐름을 연속해서 인지하므로 가장 바람직한 조합으로 본다.

평면 곡선 구간에 종단 곡선의 정점을 두지 않는 중첩 금지도 원칙이다.

긴 직선 뒤 급한 볼록 곡선은 시각 단절을 만들어 피한다.

조합 형태별 비교

조합 형태는 평면 곡선과 종단 곡선이 겹치는 정도에 따라 나뉜다.

표는 형태별로 시각 연속성, 시거, 주행 안전성, 배수를 비교한 상대 평가다.

일치형과 포함형은 조화가 좋고, 직선·종단곡선형은 야간이나 기상 악화 시 시거가 줄어든다.

정상부 중첩형은 정상부에서 시거가 짧아지고 곡선 바깥쪽 전방이 가려져 가장 위험하다.

문제점과 개선방안

선형 조합의 문제는 주로 시각 단절, 운동 불안정, 배수 불량으로 나타난다.

정상부 중첩처럼 조합이 나쁘면 시거가 짧아지고 차량 제어가 불안정해진다.

개선의 핵심은 곡선 길이를 확보하고 평면과 종단을 동시에 검토하는 것이다.

한쪽을 먼저 확정하고 다른 쪽을 맞추는 순차적 설계는 조합 문제를 키운다.

직접 풀기

방금 본 조합 형태를 적용해 보자.

시거와 안전성이 모두 불량한 형태를 고르면 된다.

정리

정답은 정상부 중첩형이다. 시거와 안전 모두 불리해 설계 단계에서 피한다.

정리하면 평면과 종단은 3차원 일관성으로 함께 설계하는 것이 핵심이다.

평면곡선 시점과 종단 볼록곡선 정점을 맞추고, 중첩은 피한다.

종단곡선 길이는 소요시거와 배수, 토공량을 함께 고려해 정한다.