타이어자국을 통해 알 수 있는 사고정보

▣ 타이어자국을 통해 알 수 있는 다양한 사고정보

타이어자국은 교통사고 현장에서 가장 흔하게 발견되는 흔적 중의 하나이다. 타이어자국의 물리적 개념은 차량의 타이어(tire)가 노면과 마찰(friction)하면서 생성된 자국이다. 주행 중 타이어에 가해지는 마찰은 타이어가 정상적으로 회전하면서 발생하는 구름마찰(rolling friction)이거나 구동마찰(traction friction)일수도 있고 브레이크 조작에 의한 제동마찰(brake friction)일 수도 있다. 곡선 도로를 주행할 때에는 선회력을 발생시키게 되므로 가로방향의 마찰(lateral friction)을 일으키게 된다. 이렇듯 타이어는 차량의 등속, 가속, 제동, 선회 등에 따라 서로 다른 마찰운동을 일으키고 타이어의 구조나 노면의 상태에 따라서도 그 마찰특성이 달라지기 때문에  타이어자국의 문양이나 궤적, 형태 등을 자세히 관찰하면 그 타이어자국이 나타나는 시점의 차량의 동역학적 운동 상태를 추정할 수 있다. 즉 타이어자국은 사고에 대한 다양한 정보를 제공하며, 동시에 사고를 보다 정확하게 이해하고 판단하는데 중요한 물적 증거가 될 수 있다.

▣ 사고차량의 속도를 추정할 수 있다.
스키드마크(skid-mark)나 요마크(yaw-mark) 등의 타이어자국을 통해 차량의 주행속도 또는 속도의 감속량을 추정할 수 있다. 스키드마크는 제동 전 차량이 가지고 있는 운동에너지가 타이어와 노면사이의 마찰열로 변환되는 과정에서 발생되므로 에너지보존 법칙과 스키드마크의 길이 등을 이용하여 차량의 주행속도 또는 감속량을 산출할 수 있다. 요마크도 차량이 선회주행할 때 발생하는 과도한 원심력과 깊은 연관성이 있기 때문에 타이어와 노면사이의 마찰에 의해 발생되는 가로방향의 마찰력과 원심력의 관계식으로부터 요마크의 곡선반경을 이용하여 차량의 선회속도를 추정할 수 있다.

▣ 사고차량의 운동 상태를 알 수 있다.
스키드마크는 일반적으로 일정속도 이상의 급제동 조건에서 나타난다. 스키드마크는 제동에 의해 타이어가 완전히 회전을 멈추고, 일정시간 지속되면서 충분한 마찰열이 축적될 때 발생하는 것이므로 완만한 제동이나 제동 시간이 짧은 저속의 보통 제동에서는 타이어자국이 나타나기 어렵다. 일반적으로 스키드마크가 나타날 수 있는 조건은 제동속도가 약 20～30km/h이상, 제동마찰계수가 약 0.5 이상인 급제동 조건이다. 요마크는 과도한 원심력의 작용으로 인해 발생되는 것이므로 선회 주행할 때 무리하게 과속하거나 급핸들 조작 또는 충돌의 영향 등에 의해 차량이 급격히 선회운동할 때 발생한다. 또한 요마크는 내부의 줄무늬가 보통 사선형으로 나타나게 되는데, 이 줄무늬의 상세 문양을 통해 선회운동시 차량의 등속, 가속, 제동 여부 등을 구체적으로 판단할 수도 있다.

▣ 사고차량의 진행궤적이나 충돌지점을 확인할 수 있다.
타이어자국의 궤적 또는 변형을 통해 차량의 진행궤적이나 충돌지점을 유추할 수 있다. 타이어자국의 시점과 종점의 연결 상태를 통해 중앙선 침범이나 진로변경 상태 등 차량의 진행방향이나 자세를 구체적으로 파악할 수 있다. 미끄럼 마찰운동이 진행되는 도중에 충격력 또는 외력의 작용하게 되면 차량도 외력의 영향에 의해 진행 각도나 운동궤적이 달라지기 때문에 자연스럽게 이어지던 타이어자국이 특정 지점에서 꺾이거나 문질러지는 등 특별한 변형이 수반된 상태라면 변형지점에서 충돌이 발생했거나 외력이 작용했음을 짐작할 수 있다.

▣ 운전자의 위험발견 시점을 추정할 수 있다.
차량의 운전자가 위험을 발견하고 브레이크를 조작하여 실제 바퀴가 잠기는 제동(실제동 시점; 일반적인 스키드마크의 발생 시점)이 이루어지기까지는 어느 정도의 제동 지연시간이 필요하며 이 시간을 공주시간이라고 하고, 공주시간동안 차가 진행한 거리를 공주거리라고 한다. 공주시간은 차량의 구조나 운전자의 인지반응특성 등의 여러 조건에 따라 개인차가 있으나 일반적으로 0.7～1.0초 정도이다. 따라서 운전자가 급제동 전 위험을 처음 발견한 지점은 스키드마크의 시작점에서 공주거리 만큼 뒤로 물러진 지점이라고 예상할 수 있다.


▣ 사고차량과 타이어의 구조를 알 수 있다.
타이어자국의 폭, 문양, 간격 등은 차량과 타이어의 구조적 특성에 따라 달라진다.
스키드마크의 폭은 타이어의 접지면(트레드) 폭과 동일하고, 스키드의 문양은 타이어의 트레드 패턴(tread-pattern)에 따라 달라진다. 트레드의 문양이 리브(rib, 세로홈)형이면 스키드마크도 동일한 홈(groove) 간격을 가진 리브형으로 나타나지만 트레드의 문양이 러그(rug, 가로홈)형이면 타이어는 세로방향으로 미끄러지기 때문에 아무런 홈이 없이 나타난다. 또한 직선형으로 나타난 좌측과 우측의 스키드마크 간격은 실제 차량의 윤간거리(좌측 타이어의 중심에서 우측타이어 중심까지의 거리)와 일치한다. 요마크의 경우에도 타이어 접지면 가장자리의 모양에 따라 줄무늬의 형태와 홈의 간격이 달라질 수 있다.

* 참고로 본 칼럼은  교통안전공단의 교통안전 월간지 "TS, 삐뽀삐뽀 안전운전"에 게재한 원고내용입니다.