운전자를 보호하고 국가 배상법을 피하려고 고속도로 기관은 상당한 자원을 W형 보를 사용한 가드레일과 같은 종방향 방호벽의 손상을 복구하는데 소비하고 있다. 그런데 한정된 유지보수 예산으로 인해 고속도로 기관들은 모든 현장에 설치된 시스템을 이상적으로 처음 상태대로 유지하는 것이 불가능하다. 대신에 이들 기관은 방호벽의 안전 성능에 해로운 영향을 미치는 손상의 복수에만 집중을 하고 있다. 사소한 손상과 성능 변화에 피해를 주는 더 심한 손상의 구별을 하고 있지만 아직 명확하지 않다. 이 보고서에는 종방향 방호벽의 손상 수리 여부에 대한 현재 미국과 캐나다의 기준을 검토하였다.

본 연구에서는 종합적인 문헌을 검토하고 미국과 캐나다의 교통 기관 중 현재 손상된 방호벽 복구 임계값을 확인하기 위해서 교통 기관에 설문조사를 실시했다. 문헌을 검토하는데 있어서는 국가적인 가드레일 복구 지침과 반강체 또는 유연한 종방향 방호벽의 유지 보수에 대한 개별 기관의 복구 지침에 치중했다. 미국의 40 개 주와 캐나다 8개 교통 기관의 유지 보수 절차의 분석한 결과, 고속도로 기관의 3분의 1 이하만이 방호벽 복구의 적합성을 판단하기 위한 정략적인 기준을 가지고 있었다. 또한, 현재 미국의 종방향 방호벽 복구 지침에 대한 공학적 근거를 찾을 수 없었다. 이러한 결과는 강력한 기술적인 기초를 기반으로 한 정량적인 방호벽 복구 기준 개발의 중요성을 강조한다.

본 연구에서는 복구 기준을 개발하기 위해서 현장 실험과 컴퓨터 모델링의 조합으로 일반적인 손상 유형을 평가한다. 손상된 방호벽 충돌 실험 또는 컴퓨터 시뮬레이션의 결과는 모두 NCHRP Report 350를 바탕으로 평가되었다. 손상된 종방향 방호벽 시스템의 유한 요소 모델을 개발하기 위해서는 상용 프로그램인 LS-DYNA가 사용되었다.

본 연구에서는 총 11개의 다음과 같은 세부 복구 기준을 제시하였고, 복구우선순위를 결정하였다. 복구우선순위는 두 번째 충돌의 결과로 다음과 같이 결정된다. 두 번째 충돌로 인해서 방호벽 관통되거나 또는 차량이 전복되는 것을 포함한 용납할 수 없는 안전 성능평가를 가져올 때는 높은 우선순위를 갖는다. 중간 우선순위는 두 번째 충돌로 인해서 안전성능이 불량하지만 용납할 수 있을 정도의 성능을 가지고 있을 때 결정된다. 마지막으로 하위 우선순위는 두 번째 충돌로 인해서 방호벽이 손상되지 않고 그로 인해서 성능 차이를 식별하기 어려울 경우에 결정된다.

진자식충격시험을 통해서 얻은 결과를 바탕으로 한 수직파열손상과 수평파열손상에 대한 평가가 이루어졌다. 수평적 또는 종방향의 파열이 12 인치보다 크거나 넓이가 0.5 인치보다 큰 경우에는 복구되어야 한다. 복구우선순위는 중간이다.

겹침부분의 손상에 대해서는 겹침 볼트가 한 개가 사라지거나, 손상되거나, 가시적으로 밑에 있는 레일이 사라지거나, 찢겨졌을 경우는 복구우선순위가 중간이 되고 두 개 이상의 볼트가 손상이 됐을 경우에는 우선순위가 상위가 된다.

뒤틀린 블록아웃에 대해서는 상대적으로 시간이 많이 걸리지 않고 비용이 저렴하므로 우선순위는 하위가 된다. 분실된 블록아웃에 대해서는 사라졌거나, 레일의 결을 따라 금이 갔거나, 블록아웃의 윗면 또는 바닥부터 지주 볼트 구멍까지 금이 갔거나, 부식됐을 겨우 중간 우선순위로 복구되어야 한다. 난간의 구멍에 대해서는 구멍의 크기와 위치에 따라서 중간 단계와 상위 단계의 우선순위가 결정된다.

충돌 유도 난간과 지주 변형에 대한 평가를 수행하기 위해서 두 번의 풀 스케일 충돌실험이 실행되었고, 유한요소해석 또한 병행되었다. 두 번의 실험에서 픽업트럭은 각각 48.3 km/h 와 100 km/h 속도로 충돌하였다. 이 결과, 지주와 레일의 처짐에 대해서는 어떤 곳에서든지 레일의 25 피트 길이 이상에 걸쳐 9 인치 이상의 수평 처짐이 발생하거나 원래 레일의 높이보다 2 인치 이상 낮아지면 상위 복구우선순위가 된다. 두 개의 중간 복구우선순위 기준이 더 있다. 하나는 지주와 레일의 처짐이 어떤 곳에서든지 레일의 25 피트 길이 이상에 걸쳐 6에서 9 인치의 수평 처짐이 발생했을 경우이고, 다른 하나는 레일의 처짐이 가까이 있는 두 개의 지주 사이의 수평 처짐이 6에서 9 인치 일 경우이다.

분실되거나 부서진 지주에 대해서는 이전의 실험을 통해서 검증된 유한요소해석 모델이 사용되었다. 지주가 하나 또는 그 이상 사라지거나, 레일의 결을 따라 금이 갔거나, 부서졌거나, 부식되었건, 금속파열과 함께 사라졌거나 부서진 지주에 대해서는 상위 우선순위로 복귀되어야 한다. 난간에서 떨어진 지주, 편평해진 난간에 대한 평가는 유한요소해석이 수행되었고, 중간 또는 하위 복구우선순위가 결정되었다. 일반적인 단부 터미널 지침은 모든 단부 터미널 형태에 적용되고 이 지침서는 오하이오 교통부 에너지 흡수하는 단부 터미널의 유지보수 체크리스트가 바탕이 되었다.

그리고 첨부에 종방향 방호울타리 복원 기준에 대한 현장 지침서가 11개의 세부 복구기준이 그림과 함께 제공되고 있다. 그림은 지침서의 일부이다.

▣ 원문의 주요목차 **********************************************************************

1. 서론
2. 차량 충돌로 인한 손상으로 인한 종방향 방호 울타리의 현재 복원 기준의 종합
3. 연구 접근
4. 수직파열손상에 대한 평가
5. 수평파열손상에 대한 평가
6. 겹침부분의 손상 평가
7. 뒤틀린 블록아웃에 대한 평가
8. 분실된 블록아웃에 대한 평가
9. 난간의 구멍에 대한 평가
10. 충돌 유도 난간 과 지주 변형에 대한 평가
11. 분실되거나 부서진 지주에 대한 평가
12. 난간에서 떨어진 지주에 대한 평가
13. 편평해진 난간에 대한 평가
14. 일반적인 단부 터미널 지침
15. 결론
16. 종방향 방호울타리 복원 기준에 대한 현장 지침서