This study uses FMECA (Failure Modes, Effects, and Criticality Analysis) and HAZOP (Hazard and Operability), which are widely applied in industrial areas, among risk assessment methods, and applies them to the same system. While FMECA evaluates system failure conditions and analyzes risks, HAZOP evaluates the system comprehensively by evaluating operational risks that may occur based on system parameters. According to data released by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, as of December 2021, the length of roads in Korea is 113,405 km, and the repair of guardrails that have expired must be fixed urgently in terms of traffic safety. Replacing all of these guardrails with new ones requires a very large cost, but if the guardrails are repaired with a vehicle equipped with the G-Save method, carbon emissions are reduced, the repair period is shortened, and great economic benefits can be obtained. However, risk assessment for guardrail coating vehicles has not been done so far. Focusing on this point, this study aims to evaluate the risk of these coating vehicles and describe the results. Finally, we found that the Risk Priority Numbers(RPN) in the FMECA risk assessment were greatly reduced, and 6 risk factors from HAZOP risk assessment and actions were taken.

본 연구는 간편화된 소성 접선 곡선을 적용하여 노측용 가드레일 시스템의 충격 성능을 평가하기 위한 유한요소 충돌해석을 수행하였다. 충돌해석은 Cowper-Symond 모델을 적용하여 변형률 속도 영향에 대한 결과의 정확성을 향상시켰다. 수치 해석 결과는 소성 접선 곡선을 고려한 향상된 모델의 중요성을 보여준다. 다양한 매개변수에 대한 해석 결과는 서로 다른 모델에 대하여 동적 응답 및 탑승자 안전지수를 중심으로 비교 검증하여 도출하였다.

PURPOSES: This paper presents a finite element model to accurately represent the soil-post interaction of single guardrail posts in sloping ground. In this study, the maximum lateral resistance of a guardrail post has been investigated under static and dynamic loadings, with respect given to several parameters including post shape, embedment depth, ground inclination, and embedment location of the steel post. METHODS: Because current analytical methods applied to horizontal ground, including Winkler’s elastic spring model and the p-y curve method, cannot be directly applied to sloping ground, it is necessary to seek an alternative 3-D finite element model. For this purpose, a 3D FHWA soil model for road-base soils, as constructed using LS-DYNA, has been adopted to estimate the dynamic behavior of single guardrail posts using the pendulum drop test. RESULTS: For a laterally loaded guardrail post near slopes under static and dynamic loadings, the maximum lateral resistance of a guardrail post has been found to be reduced by approximately 12% and 13% relative to the static analysis and pendulum testing, respectively, due to the effects of ground inclination. CONCLUSIONS: It is expected that the proposed soil material model can be applied to guardrail systems installed near slopes.

This study investigated the embedded depth of guardrail posts through 3-D soil material model and carried out evaluation of the dynamic performance of guard rail. In order to calculate for embedded depth of sloping ground, displacement of guardrail posts is analyzed according to the embedded depth of experiment variables. Through the static test of guardrail posts, the maximum deflection was found to decrease the interval. By performing the dynamic test using the Bogie Car, that is confirmed the elastic modulus of the soil occuring the maximum deflection. Guardrail posts is considered to need for further reinforcement in the larger slope than the plains. This study researched about maximum displacement and deviation velocity through dynamic performance of guardrail system and conducted analysis about protection performance evaluation of passenger.

PURPOSES: This paper evaluates, using LS/DYNA-3D software, the vehicle impact performance of flexible barriers made of steel WBeam supported by four different types of post configurations. These types include circular post, H-shape post, C-shape post, and square post. METHODS : The post-soil interaction has been investigated according to different impact angles. For this purpose, energy absorption, maximum displacements of post and rail, and occupant risk index of THIV have been compared each other. The three dimensional soil material model, instead of the conventional spring model based on Winkler and p-y curve, has been used to increase the correctness of computational model. RESULTS: It is noted the crash energy absorption has been increased with respect to the increase of impact angle. CONCLUSIONS : In particular, a post with open section(H-shape, C-shape) shows the greater crash energy absorption capability as compared with a post with closed section under the same level of impact conditions.

PURPOSES: This paper presents the results of computer simulations of roadside safety barrier, called by safety roller guardrail, consisting of rotational roller, rotation control plate, post and subsidiary members. The rotation roller and rotation control plate are made by EVA(ethylene vinyl acetate), and PE(polyester), respectively. METHODS: The occupant risk analysis has been carried out under vehicle crash condition for high containment level of SB-4 for the purpose of local road. Simulations are performed with the finite element code LS/DYNA-3D. RESULTS: The numerical results obtained by LS/DYNA-3D software from the viewpoints of vehicle stability, vehicle trajectory, occupant risk, etc. CONCLUSIONS: It is noted that not only impact severity is drastically reduced but also vehicle trajectory is improved due to the characteristics of energy absorption and rotation pattern of EVA rollers connected by control plates.

PURPOSES: This paper evaluates, using LS/DYNA-3D software, the vehicle impact performance of flexible barriers made of steel WBeam supported by four different types of post configurations. These types include circular post, H-shape post, C-shape post, and square post. METHODS : The post-soil interaction has been investigated according to different impact angles. For this purpose, energy absorption, maximum displacements of post and rail, and occupant risk index of THIV have been compared each other. The three dimensional soil material model, instead of the conventional spring model based on Winkler and p-y curve, has been used to increase the correctness of computational model. RESULTS: It is noted the crash energy absorption has been increased with respect to the increase of impact angle. CONCLUSIONS : In particular, a post with open section(H-shape, C-shape) shows the greater crash energy absorption capability as compared with a post with closed section under the same level of impact conditions.

연성방호책 지주(post)의 설계 지반물성치를 파악하고 이를 이용한 해석방법을 수립하기 위한 방법으로서 공내재하시험(PMT)의 사용가능성을 검토하였다. 공내재하시험 결과를 이용하여 지주의 휨모멘트 및 하중-변위관계를 예측할 수 있는 해석방법의 수립가능성을 검토하였다. 모형지반과 모형지주를 이용한 정재하시험을 실시하여 하중-변위의 발생패턴과 크기를 분석하였으며 이를 공내재하시험 해석방법으로부터 구한 결과값과 비교하여 공내재하시험 해석방법의 타당성을 검토하였다. 또한 모형차(bogie)를 이용하여 모형 지주에 대한 충격시험을 실시하여 지주주변지반의 파괴형태를 파악하였으며 측정된 최대감가속도로부터 정적지지력 대비 동적지지력의 발생크기를 분석하였다. 이와 같은 시험 및 해석결과로부터 공내재하시험이 방호책 지주와 도로지반 사이의 역학적 상호연관성을 분석하기 위한 합리적인 시험방법이 될 수 있음을 확인하였다.

국내에 설치되고 있는 가드레일의 단부처리시설(end treatments)은 차량의 관통이나 전복을 유발할 수 있는 형상을 하고 있어 사고 시 탑승자가치명상을 입을 가능성이 매우 높다. 실제로 차량이 가드레일의 단부에 충돌하였을 경우, 가드레일이 차량내부를 관통하여 탑승자에게 직접적인 상해를 입히는 경우가 발생되고 있다. 본 연구에서는 미국과 유럽의 성능평가기준(performance evaluation criteria)에 근거하여 국내 실정에 적합한 단부처리시설에 관한 성능평가기준(안)을 제시하였다. 또한 외국의 설치사례 및 연구사례를 조사하여 단부처리시설의 mechanism을 파악하고 국내 도로환경 에 적합한 단부처리시설을 제안하였다. LS-DYNA 프로그램을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안된 단부처 리시설에 대한 성능을 검증한 결과 성능평가기준(안)에 모두 만족한 결과를 보였으며, 개발 단부처리시설에 대한 실물차량 충돌시험을 수행한 결과 성능평가기준(안)의 탑승자 보호성능, 단부처리시설의 거동, 충돌 후 차량의 거동을 모두 만족하였다. 국내 최초로 탑승자의 안전을 고려하여 개발된 단부처리시설이 고속도로나 국도에 설치된다면 단부충돌사고의 심각성을 감소시켜 도로의 안전성을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구는 국도및 고속도로상에 설치되어 있는 철제 오성방호책인 가아드레일의 동력학적 거동분석을 4개의 설계변수, 즉 보와 지주의 단면형상 충돌시의 차량속도, 충돌각도 및 차량중량에 따라 BARRIER VII프로그램을 사용하여 수행하였다. 컴퓨터 모의해석 프로그램인 BARRIER VII은 비교적 정교한 것으로 실제의 실물충돌시험 결과와 근접한 결과를 보여줄 뿐 아니라 경제적인 이유로 차량과 방호책의 상호작용을 해석하는데 실물충동시험 대신에 많이 사용된다. 본 연구의 주된 관심은 구조적 적합성, 탑승자 위험도와 차량의 궤적이라 할 수 있다. 이 목적을 위해 최대처짐 및 최대충격력이 계신되어 안전노변대 설계와 충격완화 효과를 분석하는데 사용된다. 본 연구의 결과로부터 도로상의 대형참사를 예방하기 위해서는 가아드레일의 설계기순을 보다 강화할 필요가 있다고 판단된다.

콘크리트 방호벽 및 중앙분리대는 교량의 부속시설이지만, 슬립폼 시공과 넓은 비표면적으로 인해 초기재령 균열이 발생하기 쉽다. 본연구에서는 대형 교량의 방호벽과 중앙분리대 콘크리트의 외관조사 및 비파괴실험을 수행하여 균열의 원인과 발생 균열의 패턴을 분석하였다. 이를 위해 시공기간을 고려하여, 건조수축, 수화열 해석이 수행되었으며, 현장의 환경조건을 고려하여 소성수축 특성을 평가하였다. 평가결과 대상구조물의 균열 원인은 철근위치에 따른 소성침하균열, 소성수축 및 건조수축에 의한 복부균열, 재료분리에 따른 상부균열로 추정할 수 있었다. 또한 균열원인과 발생 패턴을 도식화하였으며, 시공 및 재료분야에서 균열제어대책을 제안하였다. 해상위 교량에 설치하는 중앙분리대 및 방호벽 콘크리트는 환경조건 (풍속, 온도, 습도)에 매우 민감하여 초기재령균열이 쉽게 발생하므로 재료선택 및 시공방법에신중을 기해야 한다.

가드레일은 방호울타리의 한 종류로 차량이 주행 중 정상적인 주행 경로를 벗어나 도로 외부 또는 대항차로, 보도 등으로 이탈하는 것을 방지하는 것과 동시에 탑승자의 상해 및 차량의 파손을 최소한도로 줄이고 차량을 정상 진행 방향으로 복귀시키는 것을 목적으로 도로 내 교통사고를 방지하고 안정적인 정상 주행을 위해 설치되는 시설물이다. 이러한 가드레일은 일반적으로 무한평지(경사시작점에서 60cm이상)에서의 지반 지지력을 이용하여 가드레일의 안정성을 평가하여 현장시공에 적용한다. 하지만 도로설계규정에 의해 설치되는 가드레일은 보호길어깨(경사시작점에서 50cm)에 설치되어 무한평지 지반 지지력을 확보하기가 현실적으로 힘들기 때문에 가드레일의 지지력 저하 및 방호울타리 시스템의 전반적인 성능저하로 가드레일의 안정성에 문제를 발생시킬 가능성을 내포하고 있다. 이에 본 연구에서는 성토사면에 설치된 가드레일에 차량 충돌 시 가드레일 및 주변 성토사면의 거동특성을 분석하였다. 그 결과, 가드레일 지주의 매입깊이가 증가함에 따라 성토사면의 변위와 응력이 증가하는 것으로 나타났으며, 450mm 깊이에서 지반지지력이 저하되는 것으로 나타났다