어린이보호구역에서 발생하는 아동 교통사고 피해 사례 증가에 따라 교육시설 주변의 보행자용 방호 울타리의 현황을 파악 하고자 현장 조사를 수행하였다. 그 결과, 방호 울타리의 기울어짐 및 부식 등 다양한 구조적 결함을 확인하였으며, 이 연구는 이에 대 한 대책으로 FRP(Fiber Reinforced Polymer)를 사용한 보행자용 방호 울타리를 설계하였고, 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용해 성능 및 타당성을 검증하였다. 해석 결과, CFRP와 GFRP로 제작된 지지부는 최대 파손 지수가 0.03, 0.1로 나타났으며, 지지부 와 방호 구조재의 변위는 기존 강재 지지부 대비 1.16~3.07배 증가한 것으로 나타났다. 또한, 설계 변수 연구를 위해 FRP의 섬유 배향 각을 =0, 15, 30, 45, 60, 75, 90도로 구분하여 CFRP와 GFRP 지지부 간의 강성 차이를 비교하였으며, =0에서 CFRP가 GFRP 대비 최대 2.94배 높게 나타났다. 결론적으로 CFRP와 GFRP는 방호 울타리로서 충분한 성능을 보이지만, 설계 기준에 따르면 보행자용 방 호 울타리는 차량 충돌에 의한 하중은 고려하지 않으므로 이와 관련된 추가 연구가 수행되어야 한다.

본 연구는 차량 충돌 및 방호울타리 구조의 불확실성을 고려하여 탑승자의 보호성능과의 상호관계 분석을 수행하였다. 라틴 하이퍼큐브 샘플링 기법을 기반으로 실제 충돌 상황을 고려할 수 있는 확률적 변수를 결정하였다. 매개변수 예제는 탑승자 보호 성능과 확률적 매개변수와의 상관관계의 중요성을 나타내었다. 본 연구 결과는 차량충돌로 인한 탑승자 보호를 고려 한 방호울타리의 설계에 대한 가이드라인을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 KS 강종 규격 YS245(SS400)에서 YS275(SS275)로 개정됨에 따라 고속구간에 설치하는 SB3-B등급에 대하여 탑승자보호성능 평가 및 강도성능 평가를 위한 충돌시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션은 소형차에 대하여 탑승자 보호성능평가항목인 탑승자 충격속도 및 탑승자 가속도를 평가하고, 대형차에 대해서 강도성능을 비교 분석하기 위하여 비선형 유한요소 동적 해석을 수행하였다. 수치해석 예제로부터 YS275 강종은 기존강재에 비하여 전반적으로 우수한 충돌 성능을 보였으며, 특히 PHD의 개선효과가 상대적으로 더욱 우수함을 알 수 있었다. 본 연구에서 적용한 솔리드 지반-구조물 상호작용 모델은 지진해석으로 적용할 수 있다.

This study dealt with passenger safety assessment of roadside barrier structures using high anti-corrosion steels, which are called hot-dip zinc-aluminium-magnesium alloy-coated steels. We performed a simulation with high anti-corrosion barriers capable of absorbing impacts and calculated the breakage stress to assess passenger safety. Passenger safety was assessed by calculating the THIV (Theoretical Head Impact Velocity) and PHD (Post-Impact Head Deceleration). This process compares normal steel materials and high anti-corrosion steel materials. The simulation test results for the roadside barriers built with high strength anti-corrosion steels with reduced sectional thickness meet the safety evaluation criteria, hence the proposed roadside barrier made by high strength and high anti-corrosion hot-dip zinc-aluminium-magnesium alloy-coated steel will be a good solution to serve passenger safety as well as save maintenance cost and better structural performance.