강우강도 확대에 따른 고속도로 기본구간의 용량산정 연구

Abstract

최근 우리나라 기후는 이상기후로 인하여 설계기준을 초과하는 집중호우가 사례가 매우 빈번하게 일어나고 있다. 기상청의 한반도 기후변화 전망 보고서에 의하면 지난 30년(1980∼2010)간 한반도의 연평균 강우량은 78mm 정도 증가하고 있으며, 온실가스 저감 대책이 상당히 실현될 경우에도 평균기온 및 강우량은 지속적으로 증가할 것으로 예상되고 있다. 그러한 기후변화에 대하여 우리나라의 도로용량편람(국토해양부, 2013)에서는 강우 시 용량산정 보정계수를 제시하고 있다. 하지만 제시된 값들은 평균 강우량에 대한 기본적인 보정계수 이상이며 10mm 이상인 경우에 대하여 단일 보정계수를 제시하고 있다. 따라서 본 연구에서는 도로용량편람에서 제시하고 있는 않은 빈번하게 발생하고 있는 집중호우 시에 고속도로 기본구간에서 최대교통류율의 변화와 강우량의 관계를 기반으로 새로운 용량산정 보정계수를 제시하기 위하여 연구를 수행하였다. 본 연구는 도로용량편람에서 제시된 고속도로 기본구간의 기본조건과 유사한 고속도로 구간을 대상으로 기상청에서 제공하는 시간당 강우량과 VDS 데이터와 상관관계를 분석한 결과를 토대로 포화교통류와 강우량의 연간관계를 도출할 수 있었으며, 강우량에 따라 교통류의 용량이 5.67∼27.37% 감소하는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 도로용량편람에서 제시하고 있는 않은 강우 10mm 이상 상황에서 용량산정 보정계수 제시하였다. 10mm 이상의 강우그룹을 10mm/h 이상 ∼ 15mm/h미만, 15mm/h이상 ∼ 20mm/h미만, 20mm/h이상 ∼ 30mm/h 미만, 30mm/h이상 구간으로 추가 산정하고 강우 시 그룹별 용량의 적정성을 Greenshield 모형을 통해 검증하고 새로운 보정계수를 제안하였다. 이러한 용량산정 보정계수를 활용하여 집중호우와 같은 기상악화 상황에서 보다 효율적으로 고속국도를 관리할 수 있을 것으로 기대된다.