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<엔지니어링리더상>움직이는 중앙분리대
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승인 2014.10.23  18:51:33
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 Designed by 안종윤, 조성광, 이광명(서영엔지니어링) 

   
 
작품개요
위 사진은 우리나라의 출퇴근시간, 주말 오후, 민족 대 이동의 명절, 휴가 Season, 관광 Season 등에서 흔히 볼 수 있는 풍경이다.
하행선 방향은 도로용량이 포화상태라 움직일 수 없는 상태이고 상행선 방향은 자동차 운전자가 마음껏 속도를 내면서 차선을 변경을 할 수 있을 만큼 한산한 도로 상태이다.
   
 
교통혼잡 비용이 좀처럼 줄지 않는 것은 차량 보유가 늘어나는데 비해 도로망 추가 건설 또는 기존도로 확장 사업이 그만큼 따라 주지 못하기 때문이다.
또한 최근 복지사업의 예산 편중 및 토목투자 사업 반대 여론 등에 의한 영향으로 교통혼잡 비용은 날로 증가 추세에 있다.
이에 상상을 현실로 만들 수 있는 새로운 도로 시설물과 운영시스템을 제안하여 도로의 효율적 운영, 교통혼잡비용 억제 등으로 사회비용의 감소(교통사고 비용, 보험료등), 경제 활성화(SOC 투자사업의 활성화), 환경오염 발생 억제(지・정체 현상에서 발생하는 CO2, Nox등)를 도모하고자 한다.

고속도로 지・정체 방지를 위한 기존대책
운영적 측면 (지능형 교통체계 도입 ITS-Intelligent Transport Systems)
   
 
정책적 측면 : 지속적인 국가 도로망 확충 노력 진행중
   
▲ 남북7축X동서9축+3R(순환:서울, 광주, 대구), 제2차 도로정비 기본계획 2011.6 ,국토해양부
그래도 고속도로는 막힌다.
   
 
고속도로 지・정체(막힘) 원인 및 해결방안
고속도로의 교통 지・정체(도로막힘)의 주요원인은 도로의 용량 부족 즉, 차로의 부족이다.
이를 해결 할 수 있는 근본적인 문제는 막히는 방향(하행선)의 차로를 추가 확보 하는 것이다.
그동안 차선 확보를 위해서 사진같이 한산한 반대편(상행선) 도로를 이용 하고 싶었으나 기존도로의 중앙분리대는 철근 콘크리트 재료로 무겁고 고정식이라 해결 할 수 있는 방법이 없었다.
   
▲ 평상시 : 상행선-5차로, 하행선-5차로, 지정체 발생 : 상행선-3차로, 하행선-7차로 운영 예시
   
▲ 충격도230kJ란 : 14ton 차량이 충돌각도15°, 충돌속도 80km/h로 충돌시 갖는 운동에너지
그러나 움직이는 중앙분리대(Moving Barrier System)를 설치하면 고속도로의 차선을 가변적으로 운영 할 수 있고, 도로 지・정체(막힘)에 의해 발생하는 교통혼잡비용(2015년 33.4조원예상)을 절감1) 할 수 있다.

움직이는 중앙분리대(Moving Barrier System)
구성요소
   
 
주재료 탄소나노튜브(CNT, Carbon Nano Tubes)
탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 신소재.
1991년 일본전기회사(NEC) 부설 연구소의 이지마 스미오[飯島澄男] 박사가 전기방전법을 사용하여 흑연의 음극상에 형성시킨 탄소덩어리를 분석하는 과정에서 발견하였다.
전기 전도도가 구리와 비슷하고, 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 같으며, 강도는 강철보다 100배나 뛰어나다. 탄소섬유는 1%만 변형시켜도 끊어지는 반면 탄소나노튜브는 15%가 변형되어도 견딜 수 있다. (출처: 한화케미칼 공식사이트, www.sciencedaily.com)
   
 
복합 탄소나노튜브(CCNT, Composite Carbon Nano Tubes)
   
 
움직이는 중앙분리대의 운영System
운영체계 : 교통 지·정체시 통제실에서 원격조정으로 중앙분리대 조정
   
▲ 차로당 통행교통량(LOS "D"기준) : 도로용량편람 2013,국토해양부
설치방법 : 평상시-자석의 원리로 고정, 레일-6m 간격 설치, 레일폭-0.3m, 중앙분리대-12m/ea
   
 
이동방법 : 중앙분리대는 포장(5cm)하부에 매설된 레일을 따라(자기부상의 원리) 이동
   
 
맺음말
한국도로공사 교통연구원에서 보도한 교통혼잡 비용 33.4조원(년간)은 차량의 지・정체(도로막힘)로  발생하는 여객운행에 국한된 비용을 말하는 것이다. 만약 여기에 화물 운송에 따르는 물류비용, 자동차매연에 의한 환경오염 비용 까지 더하면 그 규모는 천문학적으로 늘어 날 것이다.
움직이는 중앙분리대(Moving Barrier System)의 개발 시기를 앞당겨 현실에 적용 할 수 있다면 기존도로 운영시스템의 변화로 다음과 같은 효과를 기대 할 수 있다.
   
 

1)도로의 구조.시설 기준에 관한 규칙, 한국도로공사 표준도, 도로안전시설 설치 및 관리지침 (2014, 국토교통부)

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