【平面線形】ブロークンバックカーブについて詳しく解説します

はじめに

道路の平面線形において「好ましくない線形」の一つに、「ブロークンバックカーブ」というものがあります。今回はこれに関する、実際の線形設計においての留意点などを述べるものとします。

なお、日本道路協会から発行されている「道路構造令の解説と運用(平成27年6月)」のことを、以下の文中では「解説と運用」と略して記します。

ブロークンバックカーブとは?

下図のように、前後の同方向の曲線の間に、短い直線が挟まれているような格好となる線形を「ブロークンバックカーブ」と称します。

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何故に好ましくないかと言うと、直線に進入する手前のカーブ区間から直線部を見た時に「反対方向に曲がって見える為」です。詳しくは「解説と運用」P.293をご参照下さい。

上図ではクロソイドがある場合の例ですが、曲線の半径が大きくクロソイドを省略している場合でも同様の話となります。

解消方法は?

「短い直線」を前後と同方向の曲線に置き換えます。下図は、上図の「短い直線(R=∞)」を「R=500」に置き換えたものです。

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絶対にダメなのか?

例えば「最小曲線半径を満足していなかった」というような「道路構造令違反」とは全く異なる話であると思います。かと言って「解説と運用」に明記されている訳ですから、全く無視して良いはずもありません。

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上図は冒頭のブロークンバックカーブである図(黒)と、それを解消した図(赤)を重ね合わせたものです。そんなに大きな違いは生じない訳ですから、何か余程の事情が無い限りは赤を採用すべきであります。すなわち、「特段の事情も無いのに、ブロークンバックカーブを採用する」のは厳に慎まれるべき、というのが私の考えです。

設計速度が低くてもダメなのか?

「解説と運用」P.293では、「特に設計速度の高い場合」に避けるべきであると記されています。

では、時速何kmで「高い」「低い」を切り替えるのかと言えば、それは誰にも分りません。

かつ、上で述べたように「ブロークンバックカーブとしても、それを解消した線形としても、通る位置は大差ない」ケースが多い訳ですから、余程の低規格道路でない限りは避けるべきと考えています。

と言うわけで、私の場合はV=20km/h、V=30km/hの一般道路、及びインターチェンジのランプは適用外と考え、すなわちV=40km/h以上の一般道路と高速道路の全ては「ブロークンバックカーブを避けるべき対象」と考えています。

どれくらい「短い」とダメなのか?

「解説と運用」P.293では「直線を設ける場合は500m以上」が望ましいとされています。しかし、この「500m以上」というのは結構難しい値となります。

すなわち、上では「ブロークンバックカーブとしても、それを解消した線形としても、通る位置は大差ない」と記しましたが、それは冒頭の図のように100m以内の「真の意味で短い直線」だからであり(ちなみに冒頭の図の直線は70mです)、例えば499mの直線が残ってしまったとして、それを解消する為に曲線に置き換えると、線形の通る位置は相当ズレることになります。

では、500mよりかは短いがどの程度までは許容するかと考えた時、私は「最小曲線長」で判断しています。すなわち、この短い直線が「反対向きに曲がっている曲線」に見えたとして、その延長が「最小曲線長」以上であれば、「最小曲線長以上が確保されている、反対向きの曲線を真ん中に挟んだ連続S字カーブ」の場合と同等の走行性や安全性は確保される訳ですから、それはギリギリOKだろうと考える訳です。

この最小曲線長は「解説と運用」P.326より、例えば設計速度40km/hであっても、交角θが2°未満(実際は直線なのでθ=0°)なのでθ=2で計算すると標準値はL=500/θ=250mとなります。この標準値の確保は難しいことが多いでしょうから、最低でも特例値のL=70m(これは6秒走行長に相当します)があれば「ギリギリOK」と判断しています。

なお、このような判断は「独自の解釈で、かつ特例値に依拠している」訳ですから、むやみに適用すべきでないことは言うまでもありません。例えば真っ白な地形図上に一から線形を計画していて、特段の事情が無いような場合は、500mに近い延長であっても、ブロークンバックカーブは採用せずに同方向の曲線を挿入することが基本であると考えています。

置き換える「同方向の曲線」の曲率は、どこまで大きくして良いのか?

冒頭のサンプルでは「短い直線」を「R=500」に置き換えていますが、この曲率を例えばR=3000とかR=5000などに大きくしていくと、元の状態からの変化量をより抑えることが出来ます。従って「短い直線」の延長が比較的長いケースでは、置き換える曲線の曲率を大きくすることにより変化を抑えたいケースが生じます。

しかしながら、例えば置き換える曲線の曲率を「R=50000」などとしてしまうと、実質的には直線と変わらなくなり、すなわち「反対向きに曲がって見える」という部分が改善されないことになります。

では、その曲率がどの程度までなら「実質的に曲線(すなわち直線とははっきり異なる)」と言えるのかと言えば、はっきり断言出来るような資料は無いと思いますが、私は「R=7500」を目安としています。

これは「解説と運用」P.332の「片勾配を打ち切る最小曲線半径」のV=120km/hの規定値となっています。

すなわち、「曲率がR=7500を超えるような曲線は、規定の最高速度V=120km/hであったとしても、片勾配は付す必要がなく直線扱いの拝み勾配で良い訳だから、このような半径の曲線は既に『実質的には直線』と言えるだろう」というような考え方により、「R=7500」という目安を設定しています。

おわりに

以上、主観も多く挟みながらですが、「ブロークンバックカーブ」について詳しく解説してみました。