포장상태 예측은 의사결정과정에서 포장의 공용성능을 평가하고 사업대상구간의 우선순위를 선정하기 위한 적정한 정보를 제공해준다. 근래들어 현재의 포장상태가 장래에 어느 정도 저하되는지를 예측하려는 많은 접근이 있었으나 포장의 서비스수명을 적정히 예측하는 데에는 한계를 보여왔다. 본 논문에서는 포장상태 예측방법을 개선하기 위하여 포장상태 공용성모형과 포장상태 예측모형을 개발하였다. 공용성 모형은 실제 포장상태 분석결과를 회귀분석하여 포장의 종류별, 교통량별로 백분위 50%, 25%, 15%, 5%의 확률분포 모형을 도출한 것이다. 예측모형은 앞서 도출된 공용성모형 모형식을 기준으로 하여 대상구간 각각의 포장상태 측정값에 의해 포장상태 확률을 결정한다. 개발된 예측모형의 검증을 위하여 비교대상구간을 선정하였고, HPCI의 평균값 표준편차, 3.0이하 비율을 비교분석하였다. 이를 통하여 기존예측모형이 안고 있는 교통량, 재령, 현재 포장 상태를 고려하여 보다 현실에 부합되는 포장상태를 예측하는 방법을 제공하고자 한다.

국도와 지방도의 2차로도로에서 정면충돌사고, 교행시 측면접촉 고정물체 충돌 사고 비율이 매우 높게 나타나고 있다. 따라서 본 연구에서는 2차로도로의 횡단면과 평면선형에 대한 문제점과 개선점을 찾아내 2차로도로의 교통소통과 안전성을 개선하는 방향을 찾고자 하였다. 이를 위해 평면곡선 구간에 대한 안전성 평가지표를 선정하여, 선형개량, 확폭, 편경사의 효과를 평가하고, 사례연구를 통해 이를 검증하고 경제성을 분석하였다. 연구 결과, 2차로도로 평면선형구간의 안전성 평가지표로 "직선부 평균주행속도-곡선부 평균주행속도 차이(≥10km/h)"를 선정하였으며, 선형이 취약한 구간의 안전성 향상을 위해서는 선형개량이 가장 큰 효과를 거둘 수 있으며, 그 후에 편경사 개선과 확폭이 병행되어야 운영적 측면과 안전성 측면에서 큰 효과를 거둘 수 있음을 밝혀냈다. 또한 본 연구는 선형개량이 막연히 시설 및 간단한 개선보다 얼마나 좋은지를 정량적으로 제시하였다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다.

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.

최근의 환경정책은 신설되는 도로에 대하여 비점오염저감시설 설치의무화를 요구하고 있다. 또한 도로건설시 및 유지관리시에는 발생가능한 비점오염물질을 예측하고 이를 저감할 수 있는 방향으로 노선의 계획 및 설계와 더불어 다양한 비점저감방안을 수립할 것을 요구하고 있다. 비점오염원 및 비점오염물질을 관리하기 위해서는 우선 유역의 토지이용도를 분석하여 강우시 배출되는 오염물질의 종류와 양을 산정해야 한다. 특히 도로의 경우, 발생되는 비점오염물질의 원단위가 별도로 존재하지 않고 대지항목의 오염발생원단위를 사용하고 있기에 적용함에 있어서 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 포장지역 중 고속도로 영업소를 대상으로 강우시 유출되는 강우유출수의 특성을 파악하여, 이러한 토지이용에서의 비점오염물질 유출특성과 부하량을 산정하고자 한다. 영업소 토지이용의 경우 많은 차량이 속도를 급격히 줄이는 토지이용지역으로 브레이크 패드, 각종 오일 및 엔진파트 등으로부터 많은 양의 오염물질이 축적되고, 포장률이 높아 강우시 다량의 오염물질이 유출되는 지역이다. 본 연구를 통해서 영업소 토지이용지역에서의 초기강우현상을 수리수문 및 농도곡선을 통해 확인할 수 있었다. 또한 EMC로부터 단위면적당 부하량과 강우지속시간당 부하량을 산정하였으며, 이러한 값은 영업소 유지관리시 인근수계에의 환경적인 영향을 해석하기 위한 기초자료로 활용될 수 있다. 강우지속시간당 유출되는 평균부하량은 TSS의 경우 533.7mg/m2-hr, COD 396.2mg/m2-hr, TN 17.0mg/m2-hr, TP 4.8mg/m2-hr로 산정되었다.

본 연구에서는 효율적인 포장관리를 위해 경제성을 고려하여 생애주기비용(LCC)이 최소가 되는 시점에서 필요한 유지보수공법을 적용할 수 있는 포장관리시스템(PMS)을 개발하여 실제 포장관련 자료를 기반으로 한 유지관리방안을 제시하였다. 나아가 예산제약이 없는 경우를 대상으로 일정한 수준의 도로 서비스수준을 유지하기 위해 필요한 예산은 매년 차이가 있음도 확인하였다. Visual Basic 프로그램으로 개발하여 시스템의 응용성과 실효성의 검증을 위해 22개의 국도포장단면을 대상으로 현장조사를 시행하여 얻은 자료를 바탕으로 포장단면의 장기공용성 추정과 예산범위를 고려한 효율적인 유지관리 방안을 제시하였다.

도로의 구조 시설기준에 관한 규칙과 국도의 노선계획 설계지침에 준하여 실행되는 현행 노선선정방법과, 컴퓨터 발전과 함께 국내외에서 연구되고 있는 선형최적화 모형식으로 사례연구 구간의 도로 노선을 선정하여 노선 특성을 비교 분석해본 결과, 현행 노선선정방법은 단계별, 구간별로 순차적인 노선선정이 이루어지는 국지적 최적을 추구하나, 선형 최적화 모형식 선정방법은 모든 설계요소가 동시에 고려된 체계최적(System Optimal)의 노선탐색 능력이 있는 것으로 분석되었다. 또한 선형최적화 모형에서 기존 설계공종별 실제공사비로 비용함수를 보정하여 노선을 선정한 결과 현실에 부합되게 설계되었으며, 경제성이 높은(B/C=1.66) 대안 노선이 탐색되었다. 선형최적화 설계모형은 터널 종단에서 종단 경사가 변화하는 등 보완될 점이 있음에도 타당성조사와 기본설계단계에서 노선선정 도구로서 설계시간 및 비용단축, 다양한 대안 노선의 검토 등의 많은 장점을 지니고 있음이 확인되었다.

합리적인 도로 설계를 통해 운전자들의 기대를 만족시켜, 운전자들이 도로의 조건을 충분히 인지하여 주행하도록 하는 것은 매우 중요하다. 이러한 도로의 경우 우리는 흔히 선형의 일관성이 확보되어 운전자들이 안전하고 편안한 차량 주행을 할 수 있는 것이라고 말한다. 위에서 언급한 설계 일관성의 확보 유무를 평가하기 위해 국내 외에서 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 기존의 국내 외 설계 일관성 평가 방법을 유형별로 구분하여 정리해 보고, 국내현실에 가장 적합하다고 판단되는 방법론을 응용하여, 일반국도의 과거 조사 자료를 바탕으로 현실적인 설계 일관성기법을 개발하고자 한다. 본 연구에서 개발한 모형은 곡선구간 상류부 100m지점의 속도(Vt)를 변수로 포함하는 예측식으로 양방향 2차로는 R≤200m인 경우와 R〉200m인 경우로 나누어 예측식을 개발하였다. R≤200m인 경우에는 곡선반경(R)과 Vt의 영향이 있고, R〉200m인 구간에서는 기하구조의 영향보다는 곡선 상류부 100m지점의 속도(Vt)가 영향이 있는 것으로 판단된다. 양방향 4차로의 경우도 R값을 400m라는 값에서 두 구간으로 구분하여 예측하였지만 양방향 2차로와는 달리 두 구간에서 모두 기하구조의 영향보다는 Vt의 영향이 더 큰 것으로 판단되었다. 향후 보다신뢰도가 높은 예측모형식 개발을 위해서는 더욱 정확하고 다양한 기하구조의 자료의 수집이 필요하다. 그리고 곡선 상류부 직선구간의 여러 지점의 속도를 수집하면 보다 신뢰도가 높은 예측 모형식 개발이 가능할 것이다.

우리나라는 그동안 사회기반시설로서 도로역할을 중시하여 도로부문에 매년 대규모 예산을 투입했다. 그 결과 개발이 용이한 평탄지를 중심으로 한 국가 기간 도로망 체계 확보에 결실이 있었다. 그러나 앞으로 지속적인 도로망 체계를 건설하기 위해서는 산악지형과 같은 고비용이 들어가는 지형에 대해서 효율적으로 개발해야 하는 과제를 안고 있다. 이러한 지형은 도로 설계속도 결정단계에서 고려되어야 할 중요한 입력변수이다. 그럼에도 불구하고 현재 도로설계기준상에는 지형구분을 위한 명확하고 객관적인 판단기준이 제시되어 있지 않기 때문에 설계속도가 부정확하게 결정될 수도 있다. 본 연구는 지형구분의 필요성에 대해 인지하고 고도 및 경사 그리고 주행속도 자료를 바탕으로 합리적으로 지형구분을 하였으며, 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 본 연구에서는 GIS data를 이용하여 고도와 경사도에 따라 지형을 9가지 AREA로 분류하였으며, 지형분류 data(AREA)와 주행속도 자료를 matching하여 분석한 결과, AREA의 분류에 따른 특성이 주행속도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 본 연구에서는 고도와 경사도에 따른 지형분류와 지형분류에 따른 그룹 간 주행속도의 유의성 분석 결과를 근거로 해서 평지, 구릉지, 산지로 우리나라 지형을 구분하였다. 본 연구는 일반국도를 대상으로 한 주행 속도자료를 이용하였기 때문에 지방도나 군도등 기능이 다른 도로에 대해서는 적용상의 한계가 있으나, 향후 도로건설시 도로가 통과하는 지역의 지형적 특성을 반영 할 수 있는 하나의 기준이 될 것으로 기대된다.

본 연구에서는 도로교의 지진피해평가체계를 구축하기 위해 필요한 정보항목들을 정의하고 우리나라 실정에 맞는 데이터 베이스 구축방법을 제시하였다. 도로교 지진피해평가를 위한 정보요소는 크게 구조물 관련 정보와 위치관련 정보로 구분하였다. 구조물 관련정보는 도로망에 위치한 교량의 지진피해를 예측하는데 필요한 도로교의 취약도 곡선 정보항목으로 구성하였다. 위치관련 정보항목인 도로망의 데이터구조는 상세한 교차로 모델링이 가능하도록 기존의 GIS 데이터구조를 보다 세분화하여 정의하였다. 고속도로망에 위치한 110개의 교량을 대상으로 시범 시스템을 개발하였으며, 제시된 데이터베이스 구축 방법은 도로망의 신속한 피해복구를 위한 의사결정 지원체계 구축에 효과적으로 활용이 가능함을 보였다.