5월 관광주간엔 많은 이들이 자동차를 이용해 먼 곳으로 여행을 간다. 시내를 조금만 벗어나면 언제든 다른 지역으로 넘어갈 수 있는 고속도로가 있어 언제 어디로든 여행을 떠날 수 있다. 평일 아침 출근길에 숨통이 막혔던 경부고속도로 양재 나들목도 주말엔 또 나들이 차량으로 붐빈다.
그런데 고속도로로 여행을 가 보면 운전자로서 몇 가지 쓸데 없는 궁금증이 생긴다. 우리나라 최초의 고속도로는 무엇인지, 고속도로가 일반 도로보다 시끄러운 이유는 무엇인지, 88고속도로는 왜 2차로 뿐인지를 말이다. 글쓴이는 이같이 잘 모를 수 있는 정보를 모아 아래와 같이 간략히 정리했다.
■ 우리나라 최초의 고속도로는 '경인고속도로'
우리나라 최초의 고속도로가 무엇인지 물으면 대부분 경부고속도로라 답한다. 단순히 경부고속도로가 고속국도 제1호선으로 표시돼 있다는 점 때문이다.
물론 그리 생각할 수 있지만 그건 착각이다. 경부고속도로가 제1호선으로 지정된 것은 우리나라를 대표하는 고속도로라는 의미로 정한 것이지, 가장 먼저 건설된 고속도로라서 표시한 것은 아니다.
우리니라 최초의 고속도로는 '경인고속도로'다. 현재 고속국도 제120호선으로 지정된 이 도로가 왜 최초라는 것일까? 경인고속도로가 완공된 시기는 1968년 12월, 경부고속도로는 1970년 7월이다. 시기상으로 경인고속도로가 약 1년 9개월 앞선다.
그렇다면 고속국도 제1호선은 경부고속도로가 아닌 경인고속도로이어야 하지 않을까? 연표를 확인해 보니, 1971년 8월에 고속국도의 명칭을 변경하면서 경부고속도로(당시 서울-부산선)를 제1호선으로, 경인고속도로(당시 서울-인천선)를 제2호선으로 지정했다고 표시했다.
서울-인천선을 지금의 경인고속도로로 부르게 된 것은 10년 뒤인 1981년 11월부터다. 서울-부산선도 이때 경부고속도로로 명칭이 바뀌었다. 그 후 20년에 걸친 차로 확장과 연장 구간 개통으로 2001년 8월엔 경인고속도로가 고속국도 제2호선에서 제120호선으로 이름이 바뀌었다.
■ 일반 도로보다 시끄러운 고속도로, 그 이유는?
고속도로를 달리면 일반 도로에선 들을 수 없는 마찰음을 들을 수 있다. 왜 그런 것일까? 이는 포장 도로의 재질에 따른 공극률(물질을 이루는 빈 공간의 비율)의 차이로 설명할 수 있다.
고속도로는 일반 도로 포장에 사용되는 아스콘이 아닌 시멘트 기반의 콘크리트를 타설해 도로를 만든다. 아스콘은 원유를 정제하고 남은 최종 적출물로 알갱이가 콘크리트에 비해 크다. 이 말은 콘크리트보다 빈 공간이 많아 상대적으로 공극률이 높다는 의미다. 공극률이 높을수록 흡음성이 뛰어나 일반 도로에선 빠른 속도로 달려도 비교적 조용하다.
반면에 콘크리트를 타설해 만들면 알갱이의 빈 틈을 모조리 메워서 아스콘 포장 도로보다 공극률이 낮다. 공극률이 낮으면 흡음성이 극단적으로 낮아져 타이어의 노면 마찰음을 모조리 튕겨 버린다. 같은 속도로 달려도 고속도로가 더 시끄럽다고 느껴지는 것은 바로 이런 이유 때문이다.
그럼 고속도로를 아스콘 포장 도로로 만들면 안 될까? 이것도 이유가 있는 선택이다. 콘크리트는 아스콘 포장 도로보다 초기 시공 비용이 비싸고 기간도 오래 걸린다는 단점이 있지만 내구성이 높고 온도에 따른 변형이 매우 적다. 아스콘은 콘크리트보다 시공 기간이 짧고 비용이 저렴하다는 장점이 있어도 변형이 심해 보수를 자주해야 하는 단점이 있다. 수명은 아스콘 포장 도로는 20년 내외, 콘크리트 도로는 40년 이상 버틴다.
물론 처음부터 고속도로가 콘크리트로 설계된 것은 아니다. 경부고속도로만 해도 모든 도로를 아스콘으로 포장했지만, 온도 변화에 따른 균열, 과적 차량에 의한 파손 등이 나타나 막대한 보수 비용이 발생됐다. 이후 유지 관리 비용을 줄이고자 경부고속도로 이후 건설된 고속도로는 콘크리트로 시공됐다. 이 중에 우리나라에서 시멘트 콘크리트로 시공된 최초의 고속도로는 고속도로로 인정하고 싶지 않은 88올림픽고속도로다.
■ 88올림픽고속도로, 왜 왕복 2차로인가?
▲ 지리산 휴게소로 가는 길. 최고 속도 60 km/h 구간인 88올림픽고속도로다.
88올림픽고속도로는 현재 우리나라에서 유일하게 중앙 분리대가 없는 고속도로다. 처음 일부 구간은 일반 고속도로와 다를 게 없어 보이지만 경북 고령을 넘어서면 도로 구성이 왕복 2차로로 바뀐다. 왜 그럴까?
일각에선 시공 기간을 단축하려고 일부러 2차로를 구성했다는 주장도 있지만, 이는 맞지 않은 설명이다. 1970~80년대의 경부고속도로와 경인고속도로, 호남고속도로, 남해고속도로 등 대부분의 고속도로 구간이 왕복 2차로로 설계됐다. 당시엔 왕복 2차로 고속도로에 관한 안전 운행 수칙이 방송으로 보도됐을 정도로 일반화됐다. 정부 차원에선 건설 비용을 절약한다는 의도도 있었다.
나중인 1992년에 들어서야 건설부(지금의 국토교통부)의 결정으로 고속도로를 왕복 4차로 형태로 설계하기 시작했다. 기존에 운영되던 고속도로는 순차적으로 차로 확장을 하고, 부산울산고속도로(왕복 6차로)처럼 교통량이 많을 것으로 예측되는 구간은 아예 처음부터 왕복 4차로 이상의 구간으로 건설되고 있기도 하다.
그런데도 88올림픽고속도로는 한참이나 늦은 시기(2008년 11월)에 왕복 4차로 확장 공사를 시작했다. 당시 88올림픽고속도로의 교통량이 다른 고속도로에 비해 너무 적다는 점에서 이유를 찾을 수 있다. 일일 교통량만 해도 1만 대 수준을 겨우 넘을까말까 할 수준이다. 1984년 영호남을 동서로 연결해 화합을 도모하자던 취지로 이름을 88올림픽고속도로로 지었는데 이 취지가 퇴색될 만도 했다.
▲ 남장수 나들목으로 비보호 좌회전하는 장면. 유일한 평면 교차로다.
88올림픽고속도로에서 이보다 놀랄 수 있는 점은 남장수 나들목 구간에 교차로 신호등이 위치해 있다는 점이다. 나팔관 형태의 입체 교차로 방식이 아닌 T자형 평면 교차로가 위치해 있어 이 구간으로 빠져나가는 자동차들은 위험천만한 좌회전을 해야 한다. 야간엔 최근 개통된 왕복 4차선 국도보다도 시야 확보가 안 돼 사고 발생률이 매우 높은 '죽음의 도로'로 알려져 있기도 하다.
한국도로공사는 88올림픽고속도로의 이런 위험성을 고려해 통행료를 절반 이상 낮춰서 받고 있다. 경북 고령에서 전북 순창 나들목까지 132.3 Km를 가는데도 차종 1종 기준 요금이 3,200원에 불과하다. 비슷한 길이의 구간인 경부고속도로 대전-서대구 나들목(134.5 Km) 주행 시 7,400원인 점을 고려하면 매우 저렴하나, 현행 최고 속도가 60~80 km/h인 이 고속도로를 이용할 운전자는 드물다.
올해 12월을 목표로 전 구간 왕복 4차로 확장 개통을 앞두고 있으니 이 점이 그나마 관심을 가질 만하다.
■ 알면 신기한 노래하는 고속도로의 원리
"떴~다 떴다 비-행-기, 날아라 날아라, 높이 높이 날아라, 우리 비~행기"
서울외곽순환고속도로 조남 분기점 인근에서 안산 방면으로 주행하면 익숙한 동요 멜로디를 들을 수 있다. 청원-상주 고속도로 남상주 나들목 부근에서도 "따르릉 따르릉 비켜나세요. 자전거가 나갑니다 따르르르릉, 저기 가는 저 사람 조심하셔요. 어물어물 하다가는 큰 일 납니다"로 이어지는 멜로디가 나타난다. 이런 멜로디는 어떤 원리로 나타나는 걸까?
알고 보면 간단하다. 주행 중인 자동차의 타이어가 특정 간격으로 설치된 콘크리트 홈을 마찰시키면 주파수가 만들어져 소리가 발생된다. 실로폰에서 도레미파솔라시도를 치는 것과 똑같은 원리다. 실로폰의 금속 막대가 홈이 콘크리트 노면, 막대를 두들길 때 쓰는 채가 자동차의 타이어라 생각하면 이해하기 쉽다.
음의 길이와 높낮이는 콘크리트 홈이 차지하는 면적과 면적 내 설치된 홈의 갯수에 따라 달라진다. 이는 이번 단락에서 언급한 동요로 아래와 같이 설명하겠다.
동요 자전거는 4분의 2박자, 1분에 120회의 보통 빠르기(Moderato)로 연주되는 곡이다. 이 기준에서 한 박자(4분음표)는 0.5초, 반 박자(8분음표)는 0.25초다. 110 km/h로 주행하는 차량이라면 1초에 약 30.55 m를 달리는 셈이므로, 한 박자를 표현하려면 30.55 m/s X 0.5 s = 15.27 m, 반 박자는 이 간격의 절반인 7.63 m로 맞춰 영역을 잡아야 한다.
음의 높낮이는 특정 음계의 주파수를 발생시키기 위해 몇 개의 홈을 팔 것인지 결정하는 게 중요하다. '솔'음의 경우 고유 주파수가 392 Hz로, 1초에 392번 진동시켜야 한다. 반 박자 길이의 솔 음에 필요한 홈의 갯수를 다음과 같이 방정식으로 나타내면 30.55 : 392 = 7.63 : A로 확인할 수 있다. 계산하면 A는 97.9로 약 98 개가 필요하다는 것을 알 수 있다. 7.63 m에 98 개의 홈을 파야 하므로, 대략 3.9 cm 간격에 걸쳐 만들면 된다.
단, 한 가지 간과한 요소가 있다면 자동차는 전륜과 후륜 두 개의 바퀴 축으로 이뤄져 있다는 점이다. 전륜과 후륜이 어느정도 동기를 맞출 수 있도록 다음 음계로 넘어갈 때마다 홈이 없는 깨끗한 노면을 추가로 구성해야 한다는 것이다. 이 노면의 길이는 약 5 m 정도로 맞추면 된다.
▲ 청원-상주 고속도로의 동요 자전거 재생 구간.
이런 점을 고려해 동요 자전거 1절 재현(16마디 구성, 마디 당 2박자)에 필요한 콘크리트 노면의 연장은 40.5 m 4개(162 m), 45.5 m 3개(136.5 m), 50.5 m 9개(454.5 m)를 아울러 총 753 m 정도라 판단할 수 있다. 110 km/h 속도로 주행 시 동요 자전거가 재생되는 시간은 753 m / 30.55 m/s = 24.64 s로 약 25초며, 이보다 빠른 속도로 주행하면 박자가 빨라져 재생 시간이 짧아진다.
■ 고속도로 진출입로, 이태리에서 가져온 건축 양식
88올림픽고속도로 남장수 나들목을 제외한 우리나라의 모든 고속도로 나들목은 나팔관 형태의 입체 교차로로 설계됐다. 이런 방식의 입체 교차로는 대체 어디서 가지고 온 것일까?
경부고속도로부터 본격 적용된 이 도로는 이탈리아에서 가져왔다. 속도 제한이 없는 독일의 아우토반을 롤 모델로 했다는 주장도 있지만 지극히 일부 구간에 불과하다. 병목 현상을 야기하는 양재 나들목처럼 서울시가 관리하는 구간만 그렇고 나머진 진출입로가 겹치지 않는 구조의 이탈리아식 가변 입체 교차로 구조로 만들어졌다.
경부고속도로의 정확한 롤 모델은 이탈리아의 대표 도로인 태양의 도로(Autostrada del sole, 아우토스트라다)다. 아우토스트라다는 1924년부터 설계된 세계 최초의 유료자동차고속도로다. 애초부터 평면 교차로나 신호등을 두지 않는 방향으로 진출입로를 설계했을 뿐더러, 급커브와 급경사를 배제하는 등 요즘 고속도로의 특징들을 관찰할 수 있는 도로이기도 하다.
구간 별로 통행 요금을 내는 톨게이트 개념도 실제 이 도로에서 운영되는 요금 징수 방식을 그대로 적용했다. 이탈리아선 유수의 민간 기업들이 도로 건설에 참여했기 때문에 소유권을 인정하는 대가로, 우리나라는 고속도로의 시설 및 유지 관리 기관인 한국도로공사의 재원을 확보할 목적으로 톨게이트를 세웠다는 점이 다르다. 휴게소와 주유소를 같이 둔 휴식 공간 구조 역시 비슷하다.
■ 상황 별 본선 합류법, 센스가 필요하다
고속도로 본선에 합류할 때는 어떻게 진입해야 교통 흐름을 해치지 않을까? 이는 상황 별로 진입하는 방법이 다르다.
일반적인 상황에선 충분한 속도로 가속해 언제든 주행 차로를 변경하면 되지만, 본선의 차량 증가로 정체가 심한 상황이라면 얘기가 달라진다. 가능하면 합류 차로가 사라지는 지점까지 주행해 본선에 서서히 끼어드는 방법을 택하는 것이 좋다. 대부분의 고속도로 나들목은 진출입로가 각각 분리돼 있기 때문에 효율적으로 합류하는 것이 중요하다.
양재 나들목처럼 진출입로가 겹친 곳이라면 합류 차로가 끝나는 지점까지 달리는 것은 위험을 자초할 수 있다. 본선에서 진출하는 차량은 합류 차로 중간 지점, 본선으로 진입하는 차량은 합류 차로 시점과 가까운 곳에서 천천히 진입하는 것이 낫다.
정체 시 본선 합류에 성공했다면 비상등을 3회 정도 점멸해 후방 차량에 양보해줘서 고맙다는 표시를 해 주면 좋다. 차량 통행량이 많은 도로는 합류 차로가 길게는 1 km 이상되기 때문에 평상 시엔 여유를 갖고 후방 차량과 전방 차량의 간격을 봐가며 충분한 속도로 안전하게 진입하면 된다.
■ 끝자리 0과 5에 숨은 고속국도 호선의 원칙
고속국도 호선을 보면 어느 방향으로 진행되는 고속도로인지를 가늠할 수도 있다. 그 중에서도 우리나라 고속도로는 끝자리가 5 아니면 0으로 표시된 경우가 많은데, 이 숫자는 어떤 의미로 붙여진 것일까?
영동고속도로(고속국도 제50호선)처럼 끝자리가 0으로 끝나는 경우엔 동쪽과 서쪽을, 중부내륙고속도로(고속국도 제45호선) 같이 끝자리가 5로 표시돼 있다면 남쪽과 북쪽을 있는 고속도로로 판단하면 된다. 남북 방향은 남쪽이 기점, 동서 방향은 서쪽을 기점으로 표시하고 있다. 남북 방향의 경부고속도로는 첫 단락에서 다룬 것처럼 우리나라를 대표한 고속도로이므로 예외가 적용된다. 기점은 부산, 종점은 서울이다.
끝자리가 2와 7로 정해진 고속도로도 마찬가지다. 본선에서 갈라지는 노선을 나타낼 때 표시하는 것으로, 끝자리 2는 동서 방향, 7은 남북 방향을 의미한다. 세 자리로 표시한 고속도로는 숫자 0이 두 개 걸려 있으면 대도시순환고속도로, 지선 도로를 표시할 때는 방향에 따라 홀수와 짝수로 표시한다.
대표적인 예가 서울외곽순환고속도로다. 고속국도 제100호선으로 표시돼 있는데 이는 서울 지역의 우편번호 앞 자리 1에 00을 붙여서 표시한 것으로 볼 수 있다. 경인고속도로(고속국도 제120호선)와 제2경인고속도로(고속국도 제110호선), 인천국제공항고속도로(고속국도 제130호선)는 서울외곽순환고속도로를 축으로 하는 동서 방향의 고속도로로 판단하면 된다.
또 두 자리 숫자로 표시된 고속도로에서 앞 자리는 축을 뜻한다. 숫자가 낮을수록 서쪽 혹은 남쪽에, 높을수록 동쪽 혹은 북쪽에 위치해 있다고 보면 된다. 일례로 서해안고속도로는 고속국도 제15호선, 남해고속도로는 고속국도 제10호선이다. 서울-춘천 고속도로는 고속국도 제60호선, 동해고속도로는 고속국도 제65호선으로 지정돼 있다.
이런 원칙을 잘 찾아 따져 보면 해당 고속도로가 어느 축에, 어떤 방향을 잇는 것인지를 쉽게 파악할 수 있다.
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