작성일 : 18-06-20 15:44
금문교의 가변차로운영을 위한 무브어블 배리어의 설치와 효과 (제128호)
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캘리포니아 샌프란시스코의 금문교

미국 캘리포니아의 샌프란시스코와 북쪽 내륙 도시들을 연결하는 금문교(Golden Gate Bridge)는 세계적으로 아름다운 교량으로 잘 알려져 있다. 2.7km 연장의 금문교는 1937년에 완공되어 개통된 지 올해로 81년이 되었으며, 캘리포니아 101번 고속도로의 한 구간으로 일평균 110,000대 이상의 교통량을 서비스한다1). 첨두시 주방향 교통량은 6,500대 이상으로 편도 3차로 용량을 초과하여 101번 고속도로의 병목구간이 되어왔다. 샌프란시스코의 지형 특성상 오전과 오후의 첨두시 교통량의 분포가 명확히 구분된다. 오전첨두시에는 샌프란시스코 시내로 향하는 교통량이 양방향 교통량의 70퍼센트 정도이며, 오후에는 샌프란시스코에서 내륙으로 향하는 교통량이 70퍼센트를 차지한다. 금문교관리국은 금문교의 병목현상을 완화시키기 위하여 첨두시 주방향에 1차로를 추가하는 가변차로제를 운영해 왔다. 소형트럭(pickup truck)이 진행하면서 한쪽에서는 작업자가 플라스틱 봉(delineator)을 제거하고 반대쪽에서는 플라스틱 봉을 설치하는 수동방식으로 매일 서너 차례 차로 구성(4-2차로, 3-3차로, 2-4차로)을 변경하였다. 이러한 수동방식은 진행속도가 느려 추가정체를 유발하였고, 교통류의 방향을 구분하는 표시의 역할은 하였으나, 양방향의 차량을 물리적으로 분리하지 못하여 대향교통류의 침범으로 인한 정면충돌사고를 방지하지 못하였다.

특히, 금문교는 해상교량의 특성상 1년에 300일 이상 짙은 해무가 덮여 운전자의 시야확보에 어려움이 있으며, 101번 고속도로와 직접 연결되는 구간으로 제한속도에 큰 차이가 있다(고속도로 구간: 105kph, 금문교 구간: 50kph). 낮은 제한속도로 인하여 지난 10년간 금문교에서는 사망자가 발생하는 교통사고는 발생하지 않았으나, 차량이 중앙선을 침범하여 발생하는 정면 및 대향측면 충돌사고가 자주 발생하여 중상자가 발생하였고, 사고로 이어지지는 않았어도 차량이 대향차로로 침범하여 주행하는 위험한 상황들이 빈번하였다.

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무브어블 배리어 시스템

무브어블 배리어 시스템은 콘크리트로 제조된 배리어 블록과 이를 이동하는 트랜스포머(barrier transfer machine)로 구성된다. 30-40cm 폭과 1m 길이의 콘크리트 배리어 블록은 상부구조가 T 형태로 되어 있으며, 철골(reinforced) 조인트로 서로 연결된다. 트랜스포머가 배리어를 지면에서 끌어 옮기지 않고 들어 올린후 내부의 컨베이어를 통해 옆차선으로 이동하여 도로포장의 손상없이 내려놓는다. 트랜스포머는 교통차단을 하지 않은 상태로 시속 16kph로 이동하면서 최대 7.3m 폭까지 배리어를 횡단 이동한다. 미국 NCHRP350 TL-3 기준의 충돌시험 결과 2톤 화물차가 100kph, 25도 각도로 충돌시 배리어의 변형폭이 700mm 미만으로 확인되었다1). 지난 20여년 동안 미국, 일본 및 유럽에서 고속도로 공사구간의 임시 가변차로 운영과 작업자와 교통류의 물리적 분리2) 및 HOV 차로의 상시 시간대별 운영1) 등에 적용되어 왔다. 2004년 캘리포니아 로스앤젤레스 인근 15번 고속도로의 급속재건설(rapid rehabilitation) 프로젝트에서 3주 동안 24시간 연속으로 한 방향의 교통을 차단하고 공사를 하는 동안 다른 한 방향의 도로가 양방향 교통류에게 제공되면서, 감소된 차로로 인하여 95분 이상의 추가정체가 예상되었다. 무브어블 배리어를 적용하여, 5차로를 첨두방향에 따라 2:3 혹은 3:2로 가변차로를 제공함으로 물리적 용량을 증가시켜 실제 50분 미만으로 추가정체를 감소하였다2). 또한, 매스추세츠의 보스턴 93번 고속도로에서는 지난 20년간 10km 구간에 대하여 HOV차로 운영(오전5-10시와 오후3-8시)시 비첨두방향의 1차로를 첨두방향의 다인승차량이 이용할 수 있도록 무브어블 배리어를 이용하여 HOV 가변차로를 제공하고 있다1).

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금문교의 무브어블 배리어 설치

2015년 1월 12일에 금문교관리국은 금문교를 8시간 동안 전면 차단하고, 무브어블 배리어(Road ZipperⓇ)를 설치하였다. 금문교의 좁은 교량폭을 고려하여 차로폭을 최대로 확보하기 위하여, 기존 무브어블 배리어보다 좁은 폭(30.48cm)으로 설계하고 (높이 81.3cm), 강도를 높이기 위하여 철제 프레임 안에 고밀도 콘크리트를 타설하여 제조한 후에 현장에서 3,517개의 블록을 조인트로 서로 연결하여 일련의 중앙분리대를 구성하였다3). 엔지니어의 충돌 테스트 결과 금문교를 설치를 위하여 제작된 무브어블 배리어의 변형폭은 30cm 정도로 충돌후 배리어가 대향차로에 침범하지 않아 차량 통행을 방해하지 않고, 충돌차량을 본차로로 회복하는 역할을 하기에 충분하여, 미국 설치기준을 통과하였다. 무브어블 배리어 시스템 설치 프로젝트에 3천만 달러가 소요되었으며, 이 사업비는 66퍼센트의 주정부 지원금, 5퍼센트의 연방지원금, 19퍼센트의 금문교 통행료 수익으로 확보되었다.

무므어블 콘크리트 배리어는 중앙분리대 역할을 하며, 평일 오전첨두시에는 샌프란시스코 시내로 향하는 남방향에 4차로를 제공하고, 오후첨두가 시작되는 오후 3시30분부터 오후 5시까지는 북방향에 4차로를 제공하며, 그 외에 시간에는 양방향에 각 3차로를 제공하고 있다. 주말은 여행객들로 인하여 양방향 교통량이 모두 높기 때문에 시간대와 관계없이 각 3차로를 제공한다.

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무브어블 배리어의 효과 분석

금문교의 북단 300m 지점에 설치된 교통검지기를 통해 무브어블 콘크리트 중앙분리대 설치 전과 후의 남향차량의 평일 5분 평균통행속도 자료를 분석한 결과, 설치 전의 오전첨두시간대(7-10AM)에 일시적으로 15kph 미만까지 저하되던 평균통행속도가 무브어블 콘크리트 중앙분리대 설치 후에는 오전첨두시간대에도 80kph 이상을 유지하는 것으로 나타났다. 이는 같은 차로수를 운영함에도 불구하고, 콘크리트 중앙분리대가 운전자에게 안정감을 주어 차량의 흐름을 원활히 촉진시키며, 수동으로 변경하던 가변차로를 트랜스포머를 통해 자동으로 신속히 변경함으로 교통류의 흐름에 거의 영향을 끼치지 않기 때문인 것으로 해석된다.

지난 10년간 교통사고 사상자 자료를 확인한 결과 무브어블 콘크리트 배리어를 설치하기 이전에는 연평균 10여명의 인명사고가 발생하였으며 이중 20퍼센트의 사상자가 대향차량과의 정면 및 측면충돌로 인한 것이었으나(2008-2014년), 무브어블 콘크리트 배리어 설치 이후에는 대향차량 연관 사고가 한건도 발생하지 않고 있다 (2015-2018년).


무브어블 배리어의 적용 분야

무브어블 배리어는 교량구간 이외에도 공사구간에서 카운터플로우(counter-flow, 한방향의 다차로 도로의 일부차로를 임시로 대향차량이 이용) 교통운영시 첨두시간대별 가변차로 운영, 시간대별 HOV 차로 구분 운영, 도로공사구간에서 작업구간과 교통류의 물리적 분리를 통한 작업자 보호, 대형 이벤트 전후의 대규모 차량이동시 교통관리 등에 적절히 적용되어 교통소통을 원활히 하며, 충돌사고 건수, 사고 경도 및 사상자 감소에 기여할 수 있다. ▣


김창모_chkim@ucdavis.edu



1) Lindsay Transportation Solution, Moveable Barrier–Time has arrived. (http://www.lindsay.com/moveable-barrier)
2) E-B Lee and C Kim, Automated Work Zone Information System on Urban Freeway Rehabilitation, 2006, Journal of Transportation Research Board, No. 1948
3) Golden Gate Bridge Highway and Transportation District, Moveable Median Barrier Project. 
   (http://goldengatebridge.org/projects/MoveableMedianBarrier.php)

 
   
 

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