3차원 입체선형을 고려한 도로시거산정모형 개발에 관한 연구

Development of 3-Dimensional Sight Distance Model for Highway Alignments

도로기하설계의 기준이 되는 요소에는 시거(視距), 차량의 안정성, 운전자의 안락감, 배수, 경관 등이 있으며, 이 중 선형 결정에 있어서 가장 결정적인 요소는 시거이다. 도로와 그 위를 주행하는 운전자의 관찰 행위는 분명히 입체적인 특성을 가지고 있다. 그러나, 현행의 도로설계는 과정상 여러 가지 제약조건으로 인해 평면과 종단을 분리하여 2차원적으로 시거를 분석하여 설계시 적용하여 왔다. 입체시거의 계산이 까다롭고 2차원적인 시거가 실제의 입체시거와 크게 차이가 나지 않는 것도 그 원인에 포함된다. 하지만 최근의 도로안전에 관한 연구에서 도로일관성이 대두되었고, 이러한 일관성 평가를 위해서는 안전요소들의 안전여유(safety of margin)를 계산할 수 있어야 한다. 따라서 시거에 관한 정확한 안전여유를 계산하기 위해서는 정확한 입체시거의 적용이 필요하다고 할 수 있다. 본 연구는 임의의 평면선형과 종단선형의 합성으로 이루어진 도로선형에서 입체시 거를 계산할 수 있는 모형을 유도하는데 초점을 두었다. 제시되는 모델을 이용하여 도로선형을 가정한 후 시거분석을 실시해 보았으며 2차원적 시거와의 단순비교를 통하여 두 경우의 시거에 차이가 있음을 확인하였다. 제안된 모델은 3차원 도로선형에 대한 설계기준을 정량화 하거나 입체시거 분석이 요구되는 도로안전의 연구에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

Five bases for of highways are sight distance, vehicle stability, driver comfort, drainage and aesthetics. Among these bases, the sight distance is the most critical one in the highway alignment design. It is certain that highways and drivers' observation actions are 3-dimensional in nature. But, the highway alignment design and the sight distance analysis have been performed on 2-dimensional planes because of various constraints and complexity of calculating 3-dimensional sight distance. The purpose of this study is to derive a model for determining exact available sight distance in 3-D combined horizontal and vertical alignments. Application of the model is illustrated using numerical examples. The proposed model should be useful in quantifying the criteria for 3-D highway alignments.