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.

차량방호 안전시설은 실물충돌시험을 통해 그 성능을 확인하고, 도로관리자는 성능이 확인된 제품을 우선적으로 적용함으로써 도로 이용자의 안전성 향상에 기여하고 있다. 본 연구는 차량방호 안전시설의 탑승자보호 성능기준을 국내, 유럽 및 미국과 비교해보고, 국내 실물충돌시험 데이터를 활용하여 현재 개발되고 있는 차량방호 안전시설의 탑승자보호 수준을 분석해보고자 한다. 이를 위해 국가공인 시험기관인 교통안전공단의 실물충돌시험 데이터 200개를 수집하여 본 연구에 활용하였다. 자료수집 시점은 "도로안전시설 설치 및 관리지침" 개정으로 유럽연합의 탑승자 보호성능항목인 ASI를 국내에서도 기록한 2013년으로 선정하였으며, 2017년 8월까지의 모든 시험데이터를 분석하였다. 또한, 자료수집 내용은 시험 연도, 등급, 충돌방향, 차량 중량, 시험 속도, 탑승자 보호성능 결과값, 합격 여부 등이다. 시설별 탑승자 보호성능 특성을 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 방호울타리의 경우 THIV 한계값 누적백분율은 81%, PHD 한계값 누적백분율은 97%, 유럽연합 "A" 기준값 1.0에 해당하는 ASI 누적백분율은 35%, "B" 기준값 1.4에 해당하는 ASI 누적백분율은 68%, "C" 1.9에 해당하는 ASI 누적백분율은 97%로 나타났다. 둘째, 단부처리시설의 경우 정면충돌시 THIV 한계값 누적백분율은 49%, 측면충돌시 THIV 한계값 누적백분율은 97%, 정면충돌시 PHD 한계값 누적백분율은 77%, 측면충돌시 PHD 한계값은 100%, 정면충돌시 유럽연합 "A" 기준값에 해당하는 ASI 누적백분율은 37%, "B" 기준값에 해당하는 ASI 누적백분율은 73%, "C" 기준값에 해당하는 ASI 누적백분율은 90%, 측면충돌시 "A" 기준값 ASI 누적백분율은 90%로 나타났다. 셋째, 충격흡수시설의 경우 정면충돌시 THIV 한계값 누적백분율은 92%, 측면충돌시 THIV 한계값 누적백분율은 100%, 정면충돌시 PHD 한계값 누적백분율은 84%, 측면충돌시 PHD 한계값은 100%, 정면충돌시 유럽연합 "A" 기준값 ASI 누적백분율은 41%, "B" 기준값 ASI 누적백분율은 86%, "C" 기준값 ASI 누적백분율은 97%, 측면충돌시 "A" 기준값 1.0에 해당하는 ASI 누적백분율은 100%로 나타났다.

PURPOSES : In This study two different concrete barrier systems have been proposed to be established at the small vehicle driveway. One is for median barrier, and the other is for roadside barrier. METHODS : In order to determine the suitable shape of barrier, the impact parameters including vehicle weight, impact angle, impact velocity and impact level have been analyzed. The real crash test has been carried out with 0.9 ton and 2.5 ton vehicles, respectively by using the 2m segment type concrete barriers connected by steel plates that are totally 40m barrier systems. RESULTS : The numerical results obtained by LS/DYNA-3D software are compared with real crash tests from the viewpoints of vehicle stability, vehicle trajectory, occupant risk, etc. CONCLUSIONS : From the above results, the dynamic performance of proposed barrier systems satisfies the specification of Korean Code for roadside safety structures.

국내 지침에 의하면 성능기준에 적합한 노측용 방호울타리만이 도로 현장에 설치될 수 있다. 그러나 공용중인 고속도로 노측의 상당 구간에는 지침 개정 이전에 설치된 성능이 미흡한 기존 구형 가드레일이 설치되어 있어서 고속도로 운전자의 안전을 위협하고 있다. 구형 가드레일은 전국의 고속도로에 약 2,777km가 설치되어 있으며 일률적으로 동시에 모든 구간의 가드레일을 교체하기란 예산상 어려움이 많아 최소한의 보강을 통해 국내 지침에 만족스럽게 보강개선된 가드레일을 개발하는 것이 본 연구의 목적이다. 본 연구에서는 LS-DYNA 3D를 이용한 충돌시뮬레이션과 실물차량 충돌시험을 통해 철재 노측용 가드레일 보강방안(SB1, 3, 5등급)을 개발하였고 개발된 가드레일 보강개선방안은 차량의 충돌 및 이탈사고의 심각성을 감소시켜 도로의 안전도를 개선, 향상시킬뿐만 아니라 많은 예산절감을 기대할 수 있다.

The performance of composite safety barriers is evaluated through computer simulation. A composite safety barrier of SB4 grade is modeled. The MAT58 material model provided by LS-DYNA software is used to model composite material. The composite safety barrier satisfies strength and deformation limit values. The barrier also satisfies THIV and PHD limit values of passenger protection performance.