방설책
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1. 개요
방설책은 눈이 많이 내리는 지역에서 눈의 이동을 제어하여 도로 및 철도의 안전을 확보하고, 시야를 확보하기 위해 설치하는 구조물이다. 취설형, 취불형, 눈 막이 울타리, 취상 방지책 등 다양한 종류가 있으며, 바람의 흐름을 조절하여 눈을 쌓이게 하거나 날려 보내는 방식으로 작동한다. 19세기 유럽에서 철도용으로 처음 사용되었으며, 한국에서는 강원도 지역을 중심으로 도로와 철도에 설치되어 운영되고 있다. 방설책은 눈이 특정 지역에 쌓이도록 유도하여 도로의 눈 기둥을 예방하고, 안전한 교통 환경을 조성하는 데 기여한다.
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| 방설책 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 유형 | 장벽 |
| 목적 | 눈을 제어하여 도로, 철도, 재산을 보호 |
| 관련 용어 | 눈 제어, 눈 울타리, 눈 덮개, 방설림 |
| 작동 원리 | |
| 원리 | 바람의 속도를 줄여 눈이 쌓이도록 유도 |
| 설계 고려 사항 | 장벽의 높이 장벽의 밀도 바람의 방향 눈의 양 |
| 배치 고려 사항 | 눈이 쌓이는 것을 방지할 영역으로부터 적절한 거리 주변 지형 미적 영향 |
| 종류 | |
| 영구적 방설책 | 나무 울타리 콘크리트 벽 흙둔덕 |
| 임시 방설책 | 나무 울타리 플라스틱 울타리 건초 곤포 |
| 장점 및 단점 | |
| 장점 | 눈으로 인한 사고 감소 제설 비용 절감 도로 및 철도 유지 보수 비용 절감 |
| 단점 | 설치 비용 유지 보수 비용 미적 영향 토지 사용 |
| 역사 | |
| 초기 형태 | 짚으로 만든 울타리 |
| 현대적 형태 | 나무, 금속, 플라스틱 등 다양한 재료 사용 |
| 발달 | 재료 과학의 발전 눈 제어 기술의 발전 환경 문제에 대한 관심 증가 |
| 용도 | |
| 도로 | 도로의 눈 쌓임을 방지 |
| 철도 | 철로의 눈 쌓임을 방지 |
| 재산 | 건물의 눈 쌓임을 방지 |
| 농경지 | 토양 유실을 방지 |
| 추가 정보 | |
| 환경 영향 | 바람의 흐름에 영향 눈 덮개 패턴에 영향 식물 성장에 영향 |
| 유지 보수 | 손상된 부분 수리 눈 제거 잡초 제거 |
| 사회적 영향 | 교통 안전 개선 경제적 이익 미적 영향 |
2. 역사
일본의 도호쿠 지방과 홋카이도, 특히 동해 연안이나 평야 지대처럼 바람과 눈이 강한 지역에서는 예로부터 갈대, 부들, 나뭇조각 등을 이용해 雪囲い|유키가코이일본어라 불리는 방설책을 만들어 사용했다. 지금도 홋카이도 등 일부 지역에서는 유키가코이를 설치하는 모습을 볼 수 있다.[6]
교통 시설에서는 1880년대부터 눈보라 대책으로 철도 노선에 나무 울타리를 설치하기 시작했다. 하지만 초기에는 눈이 쌓이는 지점을 예측하기 어려워 효과가 미미했고, 나무 구조물은 증기 기관차의 불꽃으로 인한 화재 위험도 있어 널리 사용되지는 못했다. 일본에서도 철도보안림이 이를 대체하기도 했다.[6][7]
도로의 경우, 1961년 세계적으로 사용되던 나무 방설책을 참고하여 눈을 특정 장소에 쌓이게 하는 '취설형(불어모으는 형태) 방설책'이 처음 연구 및 설치되었다. 이후 1967년 홋카이도 개발국 건설기계 공작소(당시 명칭)에서 눈을 바람으로 날려버리는 방식의 '취설 방지형(불어날리는 형태) 방설책'을 개발하여 1969년부터 국도에 설치하기 시작했다. 더 나아가 홋카이도 개발 토목 연구소(현 공익사단법인 토목연구소 한랭지토목연구소)에서는 바람을 막아 눈의 이동을 제어하는 '취설 방지형(불어막는 형태) 방설책'을 연구하여 1978년에 처음 설치했으며, 1981년부터는 이 '불어막는 형태'의 원리를 기존의 '불어모으는 형태' 방설책에 적용하여 1988년부터 설치하게 되었다.[6][7]
최근 일본 철도에서는 도로 분야의 연구 성과를 바탕으로 '취설형 방설책'과 다양한 방식의 '취설 방지형 방설책'의 유용성을 재평가하여, 다시 철도 방설 대책으로 활용하려는 움직임이 있다.[8]
2. 1. 세계의 역사
가장 오래된 방설책 기록은 1852년 노르웨이 문헌에서 찾을 수 있다. 당시 울타리를 세워 눈을 모아 가축의 식수로 사용했다는 내용이다.[9] 이후 이 구조를 바탕으로 눈을 특정 장소에 쌓이게 하는 방설책의 원형이 고안되었다.유럽에서는 19세기 중반에 처음으로 철도용 방설책이 설치되었다. 당시 방설책은 2m 사방의 패널을 단위로 하는 울타리 형태였으며, 눈이 쌓여 매몰될 때마다 다른 곳으로 옮겨 설치하는 방식으로 운영되었다.[9]
북미에서는 1868년 대륙 횡단 철도의 눈 피해를 막기 위해 큰 돌 블록을 늘어놓은 것이 가장 오래된 방설책으로 여겨진다.[9]
초기 방설책은 주로 지역별 경험에 의존하여 설치되었기 때문에, 특정 지역에서 성공한 구조물이라도 다른 지역의 기상 특성과 맞지 않아 실패하는 경우가 많았다. 이로 인해 방설책은 점차 신뢰를 잃었다. 이후 저렴한 인건비와 연료비를 바탕으로 한 러셀 차나 로터리 차와 같은 기계식 제설 방법이 발달하면서 방설책은 한동안 주목받지 못했다.[9]
이후 기상학, 유체 역학, 철도 및 도로 구조, 식생 등을 종합적으로 고려한 방설 공학이 발달하면서 방설책의 효과와 중요성이 다시금 인정받게 되었다.[9]
2. 2. 한국의 역사
주어진 원본 소스에는 '방설책'의 '한국의 역사'에 해당하는 내용이 포함되어 있지 않습니다. 원본 소스는 주로 일본에서의 방설책 역사와 발전에 대해 다루고 있습니다. 따라서 요청하신 '한국의 역사' 섹션 내용을 주어진 소스만으로는 작성할 수 없습니다.3. 종류 및 구조
방설책은 눈보라로부터 도로나 철도 등 교통 시설을 보호하고 시야 확보를 돕기 위해 설치하는 시설물이다. 일본의 국립연구개발법인 토목연구소 산하 한랭지 토목 연구소는 방설책을 "눈보라 대책 시설"로 정의하며, 강판 등 재료로 만든 방설판을 이용해 울타리 앞뒤의 바람 흐름과 속도를 제어하여 도로의 눈 쌓임을 막고 시정 장애를 완화하는 것을 목적으로 한다고 설명한다.[10]
기본 원리는 바람에 난류를 일으켜 바람의 흐름을 바꾸거나 속도를 늦추는 것이다. 즉, 방설책은 눈 자체를 막는 것이 아니라, 바람을 제어하여 눈이 특정 장소(예: 도로에서 떨어진 곳)에 쌓이도록 유도하거나(풍하 측), 반대로 바람의 힘을 이용해 도로 위의 눈을 날려 보내는 방식으로 작동한다.[2]
방설책은 설치 목적과 방식에 따라 크게 두 가지 유형으로 나눌 수 있다.[9][10][12][13][14][15][16][17][18]
- 취설형 방설책 (불어 쌓기형): 교통 노선에서 떨어진 풍상측에 설치하여 바람의 속도를 줄이고, 울타리 주변에 눈을 쌓아 교통 노선으로 눈이 날아드는 것을 막는다. 자세한 내용은 #취설형 방설책 (불어 쌓기형) 참조.
- 취불형 방설책 (불어 날리기형): 교통 노선 가까이에 설치하여 바람의 흐름을 제어함으로써 도로 위에 눈이 쌓이는 것을 막거나 쌓인 눈을 날려 보내고, 시야를 확보하는 데 중점을 둔다. 자세한 내용은 #취불형 방설책 (불어 날리기형) 참조.
일반적으로 방설책은 지주와 방설판으로 구성되며, 임시로 설치하는 가설 시설의 경우 지지를 위해 와이어 로프나 봉강, 턴버클 같은 가새가 사용되기도 한다. 때로는 지주와 가새 모두 단관 파이프로 제작하기도 한다.[11]
방설판의 재료는 전통적으로 강판이 많이 사용되었으나, 최근에는 합성수지(판, 천, 그물망 형태)나 목재도 사용된다. 특히 일본에서는 2001년 시행된 '''국가 등에 의한 환경 물품 등의 조달 촉진 등에 관한 법률'''에 따라 공공 공사에서 간벌재 등 목재 사용이 권장되면서[10], 방부 처리된 낙엽송 등이 사용되기도 한다.
설치 형태에 따라 임시 방설책과 영구 방설책으로 나눌 수도 있다.
- 임시 방설책: 주로 겨울철에만 설치하며, 구멍 뚫린 플라스틱 시트나 경량 목재 판자와 철망 울타리 등으로 만든다.
- 영구 방설책: 연중 설치되어 있으며, 기둥에 가로 판자를 부착하거나, 촘촘하게 심은 관목, 침엽수 같은 식물(생울타리), 또는 옥수수 줄기 등으로 만들기도 한다.[3][4]
일본의 도호쿠 지방이나 홋카이도처럼 눈이 많고 바람이 강한 지역에서는 예로부터 갈대나 나무판자 등으로 만든 전통적인 방설책인 雪囲い|유키가코이일본어를 사용해왔다.[6] 교통 시설용 방설책은 1880년대 철도 노선에 나무 울타리가 설치되면서 시작되었으나 초기에는 효과 예측의 어려움과 화재 위험 등으로 널리 쓰이지 못했다. 도로용 방설책은 1961년 '취설형'이 처음 연구되었고, 이후 '취불형' 등이 개발되어 현재는 철도에도 다시 활용되고 있다.[6][7][8]
방설책은 인명을 보호하고 도로 유지보수 비용을 절감하는 효과가 있으며[5], 부수적으로 회전초를 막는 데 사용되기도 한다.
3. 1. 취설형 방설책 (불어 쌓기형)
취설형(불어 쌓기형) 방설책은 도로의 풍상측(바람이 불어오는 쪽)에 설치하여 바람의 속도를 줄이고, 울타리 주변에 눈을 쌓이게 하여 도로로 유입되는 눈의 양을 줄이는 것을 목적으로 하는 방설책이다.[10] 일본의 한지토목연구소는 취설형 방설책을 "도로의 풍상측에 설치하여 풍속을 약화시키고, 울타리의 전후(풍상측, 풍하측)에 날리는 눈을 퇴적시킴으로써 도로로 날리는 눈의 유입과 쌓이는 것을 방지하는 것"으로 정의한다.[10]
울타리의 높이가 높을수록 더 많은 눈을 쌓을 수 있으며[10], 눈보라로 인한 시정 장애(화이트 아웃)를 일부 완화하는 효과도 기대할 수 있다. 그러나 주된 목적은 눈을 쌓는 것이므로 시야 확보 효과는 다른 종류의 방설책에 비해 제한적이다.[10]
구조적으로는 지주와 방설판으로 이루어진다. 지주는 똑바로 세우고 와이어 로프나 봉강 등으로 지지하는 형태가 일반적이다. 방설판은 지주 하부에 공간을 두고 일정한 간격으로 설치하는데, 재료로는 강판(주로 파형 강판), 유공판(펀칭 메탈), 목재, 다양한 합성수지(판, 포, 메쉬 형태) 등이 사용된다.[11][10] 임시로 설치하는 가설 시설의 경우, 지주와 지지 구조 모두 단관 파이프를 사용하고 방설판으로 합성 섬유 천을 사용하기도 한다.[11] 확인된 초기 형태는 목재로 만들어졌다는 기록이 있다.[10]
최근에는 강판 외에 합성수지나 목재 사용도 증가하고 있다. 특히 일본에서는 2001년 시행된 '''국가 등에 의한 환경 물품 등의 조달 촉진 등에 관한 법률'''의 영향으로 공공 공사에서 간벌재 등 목재 활용이 권장되면서 사용이 늘었다.[10] 낙엽송과 같은 목재는 내구성을 높이기 위해 방부 처리 등을 거쳐 사용된다.
설치를 위해서는 눈을 쌓아둘 넓은 부지가 필요하기 때문에, 일반적으로 도로나 철도 노선에서 떨어진 풍상측에 설치된다. 이 때문에 겨울철 농한기를 맞은 밭 등에 임시로 설치하는 경우가 많지만, 넓은 부지를 확보할 수 있다면 영구적으로 설치되기도 한다. 그러나 최근에는 설치 부지 확보의 어려움 때문에 설치 사례가 감소하는 경향이 있다.[9][10][11][12][13]
일본에서는 1961년 도로용 방설 대책으로 '눈 쌓임 울타리'라는 이름으로 처음 연구 및 설치되었으며[9][10], 도로에서의 연구 성과와 실적을 바탕으로 현재는 철도 노선에도 다시 활용되고 있다.[11]
3. 2. 취불형 방설책 (불어 날리기형)
취불형 방설책은 도로 주변에 설치되어 바람의 흐름을 제어함으로써 눈이 도로 위에 쌓이는 것을 막고, 쌓인 눈을 바람으로 날려 보내 운전자의 시야를 확보하는 역할을 하는 시설이다.[10]일본에서는 吹き払い柵|후키하라이사쿠일본어라고 불리며, 울타리 하단에 의도적으로 간극을 두어 이 공간으로 바람이 집중되고 가속되도록 유도하는 것이 특징이다. 가속된 강한 바람은 도로 노면의 눈을 효과적으로 날려 보내 쌓이지 않게 하며, 동시에 눈보라가 운전자의 시야를 가리지 않도록 노면 바로 위로 흐르게 만든다.[10] 이 방식은 1960년대 후반 일본에서 개발되어 사용되기 시작했다.[9][10][12][13]
자세한 구조, 종류, 장단점 및 문제점에 대해서는 하위 섹션에서 더 상세하게 다룬다.
3. 2. 1. 날림 방지책
일본 국립연구개발법인 토목연구소 산하 한지토목연구소는 날림 방지책(吹き払い柵|후키하라이사쿠일본어)을 다음과 같이 정의한다.[10]방설판으로 바람을 제어하고, 울타리 하부 공간에서 가속되어 불어 나가는 강한 바람으로 도로 노측이나 노면의 눈을 날려 시정 장애를 완화할 수 있는 방설 울타리이다.
제3편 방설 울타리 편 제2장 방설 울타리의 정의와 특징 3-4. 吹き払い柵(후키하라 이사쿠) 독립 행정법인 토목 연구소 한지 토목 연구소
날림 방지책은 주로 도로를 따라 설치되며, 비스듬히 아래를 향하는 루버 형태로 배치된 방설판 아래에 간격을 두는 구조가 특징이다. 이 구조는 울타리 하단 간격으로 바람이 집중되고 가속되게 하며, 방설판에 의해 방향이 바뀐 바람과 합쳐져 울타리 상하에 다른 기류를 형성한다. 하부에 집중된 강한 기류는 도로 노면의 눈을 날려 쌓이지 않게 하고, 눈보라가 노면 바로 위로 흐르도록 유도하여 운전자의 시야를 확보하는 데 도움을 준다. 이 방식은 1967년 홋카이도 개발국 건설기계작업소(당시 명칭)에서 개발이 시작되어 1969년부터 국도에 설치되기 시작했다.[9][10][12][13]
초기 날림 방지책은 주로 '가설식(控式|고시키일본어)'이었다. 이는 경사진 지주(가는 강관 조합 또는 각관 등)와 방설판으로 구성되며, 울타리 뒤쪽에 굵은 강관이나 산형강으로 만든 버팀재(控材|히카에자이일본어)와 와이어 로프 또는 봉강으로 된 지지선으로 지지하고 지면에 앵커로 고정하는 방식이다. 주로 겨울철에만 설치하고 다른 계절에는 철거하는 임시 시설 형태였다. 초기 모델은 방설판이 지주에 고정되었으나, 이후 강풍에 견딜 수 있도록 방설판이 움직이는 가동식으로 제작되기도 했다. 설치 장소의 기상 조건과 풍력을 고려하여 고정식 또는 가동식을 선택하지만, 예상치 못한 폭풍설로 고정식 방설판이 붕괴된 사례[19]도 있어 현재는 설치 기준 검토가 신중하게 이루어진다.[10]
설치 장소가 늘어나면서 가설식의 설치·철거·운반의 번거로움과 보관 장소 확보 문제가 대두됨에 따라, 현재는 견고한 지주를 갖추고 연중 설치해두는 '자립식(自立式|지리쓰시키일본어)'이 증가하는 추세이다.
자립식 날림 방지책은 제조사에 따라 다양한 설치 방식과 구조를 가진다. 겨울 외 계절에는 지주를 접어 방설판을 아래쪽에 수납하거나, 지주는 그대로 두고 방설판만 위쪽으로 접어 올리거나, 전체 구조는 그대로 두고 가동식 방설판을 수평으로 만드는 방식 등이 있다. 또한 절토된 비탈면 위에 견고한 단판 구조로 영구 설치되는 경우도 있다.
방설판 재료로는 전통적으로 강도를 높인 파형 강판(키스톤 플레이트)을 평면 형태로 가공한 것이 주류였으나, 가동식 구조를 위한 축이 달린 평판 구조도 사용된다. 최근 유체역학 연구를 바탕으로 만곡 형상이나 날개 형상으로 만들거나, 일부를 구멍 뚫린 판(펀칭 메탈)으로 제작하는 경우도 있다. 또한, 운전자의 시야 확보를 위해 폴리카보네이트나 아크릴판 등 투명한 재질의 방설판도 사용된다.
자립식 날림 방지책을 설치할 때 밭의 이랑길, 용수로, 인접지 출입구 등으로 인해 울타리가 끊어지는 개구부가 불가피하게 발생하는 경우가 있다. 이 경우 다음과 같은 대책이 사용된다.[10]
- 개구부에 가설식 날림 방지책을 추가로 설치한다.
- 개구부 쪽으로 바람이 쏠리는 현상(엔드 이펙트)을 막기 위해, 울타리 끝부분에서 뒤쪽으로 L자형 보조 방설 울타리를 설치하거나, 바람 방향을 바꾸는 도류판 또는 수목 등의 저항물을 배치한다.
- 개구부에 겨울철에만 설치할 수 있는 구조물을 마련한다.
- * 개구부 지면에 미리 뚜껑 달린 지주 설치용 기초를 묻어두고, 평소에는 지주와 방설판을 근처에 보관하다가 겨울철에 기초에 지주를 세우고 방설판을 설치하는 탈착식 구조.
- * 개구부 울타리를 문처럼 만들어 눈이 올 때는 닫고, 눈이 없을 때는 열어두는 방식.
날림 방지책은 바람을 이용하는 구조이므로, 적절한 설치 계획과 관리가 이루어지지 않으면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있으며, 이에 대한 대책도 마련되고 있다.[20][21][22][23][24]
- 예상 못한 풍향: 일반적으로 장기 기상 관측 데이터를 바탕으로 설치 위치를 정하지만, 예상과 다른 방향에서 눈보라가 불면 제 기능을 못하고 오히려 눈이 쌓여 차량 고립 사고가 발생하기도 했다.[25] 이에 대응하여 역풍 등 예상치 못한 풍향에서도 일정 부분 효과를 발휘하는 가동식 방설판이나 역풍 대응 설계가 적용되기도 한다.
- 주변 장애물: 눈 더미, 제설 작업으로 쌓인 눈, 자라난 관목 등이 울타리 하단 간격을 막으면 제 기능을 할 수 없다. 따라서 울타리 주변 제설이나 관목 제거 등 꾸준한 관리가 필요하다. 또한, 하단부가 막히더라도 방설판의 바람 편향 기능으로 효과를 유지하거나, 지주를 방설판 뒤쪽으로 배치하여 하부 제설을 용이하게 만든 구조도 개발되었다.
- 주변 지형: 울타리 바람맞이 쪽 지형이 국소적으로 높으면 바람이 약해져 울타리 뒤쪽(도로 쪽) 풍속이 떨어지고 오히려 눈이 쌓일 수 있다. 따라서 주변 지형을 고려한 설계와 설치가 중요하다.
- 넓은 도로: 다차선 도로에서는 반대편 차선까지 눈을 날려 보내기 어려울 수 있으며, 특히 중앙 분리대가 있는 도로는 중앙 분리대에 눈이 쌓이는 것을 막기 어렵다. 이 경우, 넓은 도로 폭에 대응 가능한 설계의 날림 방지책을 사용하거나, 다른 종류의 방설책(예: 불어막이책(吹き止め柵|후키도메사쿠일본어)) 설치를 검토한다.
- 경관 및 시야 방해: 연중 설치되는 자립식 중 지주와 방설판이 수납되지 않는 형태는 경관을 해치거나 운전자 시야를 가릴 수 있다. 특히 교차로나 곡선 구간 부근에 설치될 경우 교통사고 위험이 있다. 이를 해결하기 위해 눈보라가 없을 때는 방설판이 수평이 되어 시야를 확보하는 구조나, 폴리카보네이트, 아크릴판 등 투명 재질의 방설판을 사용하기도 한다.
3. 2. 2. 눈 막이 울타리
날림 방지책과 유사한 목적을 가지지만 구조와 원리가 다른 방설책이다. 날림 방지책이 울타리 하단 간극을 통해 바람을 가속시켜 눈을 날려버리는 방식인 반면, 눈 막이 울타리는 울타리 하단의 간격을 없애고[10] 상부에서 바람의 흐름을 만들어 눈이 울타리 바로 뒤편(풍상 측)에 쌓이도록 유도하는 구조를 가진다. 이는 날림 방지책이 효과를 보기 어려운 다차선 도로, 특히 중앙 분리대가 있는 도로에서 눈 쌓임 문제를 해결하기 위해 검토될 수 있다.[23]방설판의 재료로는 강판이 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 합성수지나 목재 등 다양한 재료가 활용된다.[10] 구멍이 뚫린 형태의 유공판(有孔板)도 사용될 수 있다. 겨울철 외 기간에는 주변 경관을 해치거나 운전자의 시야를 가리는 문제를 줄이기 위해, 방설판을 접거나 지주를 수납할 수 있는 형태로 제작되기도 한다.[10]
3. 2. 3. 취상 방지책
국립연구개발법인 토목연구소 산하 한랭지 토목 연구소는 취상 방지책을 다음과 같이 정의한다.[10] "취상 방지책은 주로 산악 지대에서 사면을 타고 올라오는 바람에 의한 눈 날림이나 시정 장애를 방지하기 위해 개발된 방설책이다. 날리는 눈을 바람 쪽에 포착하여 도로의 풍속을 약화시키는 기능을 가지는 등, 취설 방지책의 일종이라고 할 수 있다."[10]
주로 산악 지대에서 도로 바깥쪽이 계곡으로 되어 있는 곳은 계곡 아래에서 불어 올라오는 바람으로 인해 눈 날림이나 화이트 아웃이 발생하기 쉬운데, 취상 방지책은 이러한 교통 장애를 막기 위해 설치된다. 일본에서는 1978년 국도 제230호선의 키모베츠정 나카야마 고개에 처음 설치되었다.[9]
취상 방지책은 도로 바깥쪽 사면에 설치되며, 수평면 기준으로 계곡 방향으로 20° 정도의 앙각을 가지고 설치된다. 방설판의 길이는 약 5m 정도이며, 도로면보다 약 2m에서 3m 정도 아래에 위치한다. 방설판 위에 쌓이는 눈의 무게를 견뎌야 하므로, 방설판과 지주 등이 매우 튼튼하게 만들어져 일반적인 울타리보다는 구조물에 가까운 형태를 띤다.
계곡 쪽에 설치되기 때문에 눈 날림으로 인한 눈은 주로 계곡 쪽에 쌓이게 되며, 구조물의 크기에 비해 퇴적되는 눈의 양이 상당히 많다. 또한, 취상 방지책은 눈보라의 기류가 도로 위를 넘어가도록 유도하여 날리는 눈의 양을 줄인다. 도로 위에는 바람이 약한 '''약풍역'''이 형성되어 화이트 아웃 현상을 줄이는 효과를 기대할 수 있다.[10]
4. 작동 원리
방설책은 기본적으로 바람의 흐름을 인위적으로 조절하여 눈이 특정 장소에 쌓이거나, 혹은 쌓이지 않고 날아가도록 만드는 시설이다. 바람이 방설책을 통과하면서 속도가 느려지고 난류(불규칙한 공기의 흐름)가 발생하는데, 이 과정에서 바람에 섞여 날리던 눈 입자들이 분리되어 방설책의 풍하 측(바람이 불어 나가는 쪽)에 떨어지게 된다. 즉, 방설책은 눈을 막는 것이 아니라, 원하는 곳에 눈이 쌓이도록 유도하거나(취설형), 특정 구간에는 눈이 쌓이지 않도록 바람으로 불어내는(취불형) 방식으로 작동한다.[2]
일본의 국립연구개발법인 토목연구소 산하 한지토목연구소에서는 도로 구조물로서의 방설책을 다음과 같이 정의한다.[10]
"방설책은, 눈보라 대책을 위해 강판 등의 재료로 만들어진 방설판으로, 책 전후(풍상, 풍하)의 풍속과 바람의 흐름을 제어하여, 도로의 눈 쌓임 방지나 시정 장애의 완화를 도모하는 것을 목적으로 한 눈보라 대책 시설이다."[10]
이 정의에 따라 방설책의 목적은 크게 두 가지로 나눌 수 있다.
- 취설형: 도로나 철도 등 보호해야 할 교통 노선에서 일정 거리 떨어진 곳에 설치하여, 방설책 주변(주로 풍하측)에 눈이 쌓이도록 유도함으로써 교통 노선 자체에는 눈이 쌓이는 것을 막는 방식이다. 주로 겨울철에만 임시로 설치하지만, 상황에 따라 상설로 설치되기도 한다.
- 취불형: 교통 노선에 가깝게 평행하게 설치하여, 방설책 구조를 통해 바람의 흐름을 제어함으로써 교통 노선 위에 눈이 쌓이는 것을 막고, 동시에 눈보라로 인한 시야 방해(화이트 아웃)를 줄이는 방식이다.
특히 취불형 방설책(吹き払い柵|후키하라이사쿠일본어)은 바람으로 눈을 불어내는 원리를 적극적으로 활용한다. 한지토목연구소는 이를 다음과 같이 정의한다.[10]
"불어내기식 울타리(吹き払い柵|후키하라이사쿠일본어)는 방설판으로 바람을 제어하고, 울타리의 하부 공간에서 가속되어 불어 빠져나가는 강한 바람으로 도로의 노측이나 노면의 눈을 날려 시정 장애를 완화할 수 있는 방설 울타리이다."[10]
취불형 방설책은 일반적으로 도로를 따라 설치되며, 비스듬히 아래를 향하는 루버 형태의 방설판과 울타리 하단의 빈 공간(간극)이 특징적인 구조이다. 이 구조는 두 가지 방식으로 바람의 흐름을 만든다. 첫째, 울타리 하단 간극으로 바람이 집중되면서 속도가 빨라진다. 둘째, 방설판 자체가 바람의 방향을 아래쪽으로 꺾어준다. 이 두 기류가 합쳐져 울타리 하부에 강한 바람이 집중되는데, 이 바람이 도로 표면의 눈을 날려 버려 쌓이지 않게 한다. 동시에, 눈보라가 도로 표면 바로 위를 빠르게 지나가도록 만들어 운전자의 시야를 확보하는 효과도 있다.[9][10][12][13]
초기의 취불형 방설책은 주로 '지지식'(控式|히카에시키일본어)이라 불리는 형태로, 경사진 지주와 방설판을 설치하고 그 뒤를 지지대와 와이어로프로 고정하는 가설식 구조였다. 이후 강풍에 견딜 수 있도록 방설판이 움직이는 가동식 구조도 개발되었다.[19][10] 최근에는 설치 및 철거의 번거로움 때문에, 견고한 지주를 사용하여 연중 설치해두는 '자립식'(自立式|지리쓰시키일본어) 형태가 늘어나고 있다. 자립식은 겨울 외 기간에는 방설판을 접거나 수납하는 등 다양한 방식이 있다.
방설판의 재질이나 형태도 발전하여, 강도를 높인 강판 외에도 유체역학 연구를 바탕으로 만곡형, 날개형 방설판이나 일부 구멍이 뚫린 유공판(펀칭 메탈) 등이 사용되기도 한다. 또한 시야 확보를 위해 폴리카보네이트나 아크릴판 같은 투명 재질의 방설판이 사용되는 경우도 있다.
자립식 취불형 방설책 설치 시 농로나 출입구 등으로 인해 불가피하게 끊어지는 구간(개구부)이 생길 수 있는데, 이 경우 가설식 방설책을 병용하거나, 바람이 개구부로 쏠리는 것을 막기 위해 울타리 끝에 부가적인 구조물을 설치하는 등의 대책이 사용된다.[10]
취불형 방설책은 바람을 이용하는 원리상, 예상과 다른 방향의 바람이 불거나[25], 울타리 주변(특히 하단 간극)이 눈이나 잡목으로 막히면 제대로 기능하지 못할 수 있다. 따라서 주변 지형을 고려한 설계와 설치, 그리고 지속적인 관리가 중요하다.[20][21][22][23][24] 또한 다차선 도로에서는 도로 전체의 눈을 날려 보내지 못하거나, 상설 구조물이 경관이나 시야를 가리는 문제도 발생할 수 있어, 이를 고려한 설계나 투명 방설판 사용 등의 대책이 필요하다.
5. 설치 및 관리
방설책은 설치 장소의 장기적인 기상 관측 데이터, 특히 풍향과 풍력, 주변 지형, 도로 폭 등을 종합적으로 고려하여 신중하게 설계하고 설치해야 한다.[10][19][23] 초기에 설치 기준이 미흡하여 예상치 못한 폭풍설에 방설책이 붕괴되는 사례가 발생한 이후[19], 현재는 설치 기준에 대한 충분한 검토가 이루어지고 있다.[10]
=== 설치 방식의 변화 ===
초기의 吹き払い柵(후키하라 이사쿠)는 주로 '''지지식(控式)'''이었다. 이는 경사진 지주와 방설판으로 구성된 울타리 후면을 굵은 강관이나 산형강으로 만든 지지재(控材)와 와이어 로프 또는 봉강의 지선으로 지지하고, 지면에 앵커로 고정하는 방식으로, 겨울철에만 설치하는 가설 타입이었다. 초기 모델은 방설판이 지주에 고정되었으나, 이후 강풍에 대응하기 위해 가동식 방설판을 사용한 모델도 제작되었다.[10]
그러나 지지식은 설치 장소가 늘어나면서 설치, 철거, 운반의 번거로움과 보관 장소 확보 문제가 발생했다.[10] 이에 따라 현재는 견고한 지주를 사용하여 연중 상설하는 '''자립식''' 방설책이 늘고 있다. 자립식은 제조사마다 다양한 구조를 가지며, 겨울 외 계절에는 지주를 접어 방설판을 수납하거나, 지주는 그대로 두고 방설판만 상부로 접어 올리거나, 가동식 방설판을 수평으로 만들어 두는 등 다양한 방식으로 관리된다. 또한 절토(땅깎기) 비탈면 위에 견고한 단판 구조로 상설하는 경우도 있다.[10]
=== 개구부 처리 ===
자립식 吹き払い柵(후키하라 이사쿠)를 설치할 때, 밭의 이랑길, 용수로, 인접지 출입구 등으로 인해 불가피하게 개구부(틈)가 생기는 경우가 있다. 이 경우 다음과 같은 방법으로 대처한다.[10]
- 개구부에 가설 타입인 지지식 吹き払い柵(후키하라 이사쿠)를 함께 설치한다.
- 개구부 쪽으로 바람이 몰리는 현상(엔드 이펙트)을 막기 위해, 울타리 끝부분 뒤쪽으로 L자형 보조 방설 울타리를 설치하거나, 바람의 흐름을 유도하는 판(도류판)이나 나무 등의 저항물을 배치한다.
- 개구부에 겨울철에만 설치할 수 있는 구조물을 설치한다.
- # 개구부 지면에 미리 뚜껑이 있는 지주 설치용 기초를 묻어두고, 겨울철에만 지주와 방설판을 설치하는 탈착식 구조를 사용한다.
- # 개구부의 울타리를 여닫이문 형태로 만들어, 눈이 올 때는 닫고 평소에는 열어두는 방식으로 운영한다.
=== 문제점 및 관리 ===
吹き払い柵(후키하라 이사쿠)는 바람을 이용하여 노면의 눈을 날려버리는 구조이므로, 적절한 설치 계획과 관리가 이루어지지 않으면 여러 문제가 발생할 수 있다.[20][21][22][23][24]
- 예상 못한 풍향: 일반적으로 장기 기상 관측 데이터를 바탕으로 설치하지만, 예상과 다른 방향에서 눈보라가 불어오면 제 기능을 못하고 오히려 눈이 쌓여 차량 고립 사고가 발생하기도 했다.[25] 역풍 등에 대비한 설계나 가동식 방설판은 어느 정도 효과를 볼 수 있다.[20]
- 하부 간극 막힘: 쌓인 눈, 제설 작업으로 밀려난 눈, 자라난 관목 등으로 방설판 하부의 간극이 막히면 바람 통로가 막혀 제 기능을 상실한다. 따라서 방설책 주변의 제설 작업과 관목 제거 등 꾸준한 관리가 필수적이다. 최근에는 하부가 막히더라도 방설판의 기울어진 흐름(편향류)만으로도 어느 정도 기능을 유지하거나, 지주를 방설판 뒤쪽으로 설치하여 하부 제설 작업을 쉽게 할 수 있도록 개량된 구조도 나오고 있다.[21]
- 주변 지형 영향: 방설책 바람이 불어오는 쪽(풍상 측) 지형이 국소적으로 높으면, 울타리로 부는 바람이 약해져 반대편(풍하 측) 도로에 눈이 쌓일 수 있다. 따라서 주변 지형을 고려한 설계와 설치가 중요하다.[23]
- 넓은 도로 및 특수 구간: 다차선 도로에서는 도로 전체의 눈을 날려버리지 못하는 경우가 있으며, 특히 중앙 분리대가 있는 도로는 중앙 분리대 자체에 눈이 쌓이는 것을 막기 어렵다. 이 경우, 더 넓은 도로 폭에 대응할 수 있도록 설계된 吹き払い柵(후키하라 이사쿠)를 사용하거나, 다른 종류의 방설책(예: 吹き止め柵) 설치를 검토해야 한다.[22]
- 경관 및 시야 문제: 연중 설치되는 자립식 방설책은 주변 경관을 해치거나, 특히 교차로나 커브길 부근에서 운전자의 시야를 가려 교통사고 위험을 높일 수 있다. 이를 해결하기 위해 눈보라가 없을 때는 가동식 방설판을 수평으로 만들어 시야를 확보하는 구조나, 폴리카보네이트나 아크릴판 같은 투명한 재질의 방설판을 사용하기도 한다.[24]
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