JP2012172498A - ガードレール - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃吸収性能と車両突破防止性能との双方を向上させる。
【解決手段】 道路上に設置されかつ上面に突起部を形成した下部躯体と、この下部躯体上で水平方向に移動可能に保持される上部駆体とを具える。上部躯体は、前記下部躯体上に載置される基部の両側に、前記下部躯体の上面とは間隔Ｌａを隔てて幅方向外側に突出する張出し部を有し、しかも前記基部の下面中央に、前記突起部を収容する収容凹部を有する。前記張出し部と下部躯体との間に、上端が前記張出し部の下面に固定されかつ下端が前記下部躯体の上面に固定される第１の緩衝体を具え、又突起部の両側に、第２の緩衝体を具える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両衝突時の衝撃エネルギーの緩和吸収効果に優れたガードレールに関する。

通常、道路の路側や中央分離帯にはガードレールが設置され、車両が路側を越えて道路外に逸脱したり、中央分離帯を越えて対向車線に突入することを防止している。そしてこのようなガードレールでは、衝突した車両をしっかりと受け止めガードレールを突破させないこと、及び衝突時の衝撃エネルギーの緩和吸収することが、事故を最小限に抑えて乗員の安全性を高める上で重要となる。

そこで下記の特許文献１、２には、衝撃エネルギーの緩和吸収効果を高めたガードレールが提案されている。例えば、特許文献１では、路面上に設置される下部コンクリート壁体と、上部コンクリート壁体とからなり、これらコンクリート壁体同士を上下に貫通する支柱状の金属部材によって連結するとともに、コンクリート壁体間にクッション材を介在させている。しかしこの構造の場合、上部コンクリート壁体に衝撃がかかった時、クッション材は、前記金属部材によって剪断変形し難くなる。その結果、クッション材の機能を充分果たすことができなくなり、衝撃エネルギーの緩和吸収性能を不充分なものとしている。

又特許文献２では、下部駆体と上部駆体とからなり、かつ上部駆体自体をクッション材で形成している。しかしこの構造の場合、上部駆体の剛性が低いため、車両衝突時に大きく変形してしまい、車両をしっかりと受け止めることができなくなるなど、車両の突破防止性能を不充分としている。

実開平５−１００１３号公報 特開２００２−２７５８４４号公報

そこで本発明は、衝撃エネルギーの緩和吸収性能と車両の突破防止性能との双方を高め、事故を最小限に抑えて乗員の安全性を向上しうるガードレールを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、道路上に設置されかつ上面に突起部を形成した下部躯体と、この下部躯体上で水平方向に移動可能に保持される上部駆体とを具え、
前記上部躯体は、前記下部躯体上に載置される基部と、該基部の両側に張り出しかつ前記下部躯体の上面とは間隔Ｌａを隔てて幅方向外側に突出する張出し部とを有し、しかも前記基部の下面中央に、前記突起部を収容する収容凹部を形成するとともに、
前記張出し部と下部躯体との間に、上端が前記張出し部の下面に固定されかつ下端が前記下部躯体の上面に固定され、前記上部駆体の水平方向の移動に際して剪断変形しうるゴム弾性材からなる第１の緩衝体を設け、
かつ前記突起部の両側に、前記上部駆体の水平方向かつ幅方向の移動に際して前記収容凹部の内側面と当接して幅方向の移動を規制するとともに当接時に圧縮変形して衝撃を緩和するゴム弾性材からなる第２の緩衝体を設けたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記間隔Ｌａは、前記第２の緩衝体と収容凹部の内側面との間の距離Ｌｂとの間に、次式（１）の関係を充足することを特徴としている。
０．５×Ｌａ≦Ｌｂ≦５．０×Ｌａ −−−（１）

本発明は叙上の如く、上部躯体が、下部躯体上に水平方向に移動可能に載置されており、又この上部躯体と下部躯体とは、第１の緩衝体によって連結されている。従ってガードレールは、車両から衝撃を受けた場合、前記上部躯体が水平方向に移動するとともに、前記第１の緩衝体が剪断変形することで、衝撃エネルギーを吸収緩和することができる。特にゴム弾性材は、圧縮変形に比して大きな剪断変形を行いうるため、第１の緩衝体によって衝撃エネルギーの吸収緩和性能を高めることができ、車両へのダメージを大きく緩和させることが可能となる。又第１の緩衝体が両側に設けられているため、外部からの応力が解除された場合には、前記上部躯体を元の位置に復帰させることが可能となる。

又さらに大きな衝撃が上部躯体に加わった場合、前記上部躯体は大きく移動し、前記下部躯体の突起部が、上部躯体の収容凹部の内側面に第２の緩衝体を介して当接する。即ち、過度の衝撃が加わった場合にも、車両をしっかりと受け止めることができ、車両の突破防止性能を向上させることができる。このとき、前記第２の緩衝体は、圧縮変形して衝撃エネルギーを吸収する。なおゴム弾性材は、引張り変形や剪断変形に比して圧縮変形に対する強度に優れるため、第２の緩衝体は大きな応力を破損することなく受け止めることができる。

又前記上部躯体は、下部躯体上に載置されて保持されるため、通常時には、前記第１、第２の緩衝体には負荷が作用していない。従って、長期に亘ってゴム弾性材の劣化を最小限に抑えることができ、ガードレールの寿命を延ばすことが可能となる。

本発明のガードレールの一実施例を示す斜視図である。 その断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）の作用効果を示す断面図である。 第１の緩衝体の剪断歪みの状態を概念的に示す断面図である。 表１に使用するガードレールの共通寸法を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１、２に示すように、本実施形態のガードレール１は、道路２上に設置される下部躯体３、この下部躯体３上で水平方向に移動可能に保持される上部駆体４、及び前記下部躯体３と上部躯体４とを連結するゴム弾性材からなる第１の緩衝体５を少なくとも具える。

前記下部躯体３と上部躯体４とは、例えばコンクリート製の剛性体であり、前記下部躯体３は、道路長さ方向にのびる下部躯体主部６と、この下部躯体主部６の上面に形成される突起部７とを一体に具える。

前記下部躯体主部６は、その上面を水平な平滑面とした板状をなし、道路２を構成する例えば基礎コンクリート８上に、アンカーボルト等の周知の固定金具（図示しない。）を用いて一体に固定される。又前記突起部７は、前記下部躯体主部６の幅方向中央側で突出して道路長さ方向にのびるリブ状をなす。この突起部７は、前記上部躯体４に過度の衝撃が加わった際のストッパーとして機能するため、その断面形状として、本例の如く両側面７Ｓを垂直に立ち上げた断面矩形状とするのが好ましい。

又前記上部躯体４は、前記下部躯体主部６の上面上に水平方向に移動可能に載置される基部１０と、この基部１０の両側に張り出しかつ前記下部躯体主部６の上面とは間隔Ｌａを隔てて幅方向外側に突出する張出し部１１とを一体に具える。前記基部１０は、下面側を幅広とした断面略台形状をなすとともに、該基部１０の下面中央に、道路長さ方向に沿ってのびる凹溝状をなしかつ前記突起部７を収容する収容凹部１２を形成している。

次に、前記第１の緩衝体５は、前記張出し部１１と下部躯体主部６との間に介在する例えば断面矩形状のゴム弾性材から形成される。この第１の緩衝体５は、その上端が前記張出し部１１の下面に固定されるとともに、下端が前記下部躯体主部６の上面に固定され、前記上部駆体４の水平方向の移動に際して剪断変形し、衝撃エネルギーを吸収緩和する。本実施形態のガードレール１は、前記第１の緩衝体５が剪断変形していない標準状態Ｙ１において、前記突起部７が、前記収容凹部１２の幅方向中央に位置するように、前記第１の緩衝体５の上端、下端が張出し部１１及び下部躯体主部６に固定される。

なおゴム弾性材としては、特に規制されないが、例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等のジエン系ゴム、或いはブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等の非ジエン系ゴムを単独で、或いは複数種を組み合わせて使用することができる。また要求するゴム物性をうるために、カーボンブラック、硫黄、加硫促進剤、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、軟化剤などの周知のゴム用添加剤を適宜配合することができる。

又前記第１の緩衝体５の上端、下端は、接着剤を用いて前記張出し部１１及び下部躯体主部６に固定される。本例では、施工性の観点から、図２に示すように、前記張出し部１１は、前記基部１０に一体形成されかつ下面に道路長さ方向にのびる凹溝１３Ａを設けた張出し主部１３と、前記凹溝１３Ａ内に装着されかつ下面が前記張出し部１１の下面の一部をなす張出し副部１４とから形成される。そしてこの張出し副部１４の下面が、前記第１の緩衝体５の上端に接着剤を介して固定される。又前記張出し副部１４には、前記張出し主部１３に設ける挿通１３Ｂを通るアンカーボルト１５の下端部が埋設され、このアンカーボルト１５の上端部をナット止めすることにより、前記張出し副部１４が、張出し主部１３に固定される。

又前記突起部７の両側にも、前記ゴム弾性材からなる第２の緩衝体１６、１６が配される。この第２の緩衝体１６は、前記突起部７の両側面７Ｓに、例えば接着によって取り付く板状をなし、前記上部駆体４の水平方向かつ幅方向の移動に際し、前記収容凹部１２の内側面と当接して幅方向の移動を規制するとともに当接時に圧縮変形して衝撃を緩和する。そのためには、前記標準状態Ｙ１において、前記第２の緩衝体１６は、前記収容凹部１２の内側面から距離Ｌｂを隔たっていることが必要である。この距離Ｌｂは、前記標準状態Ｙ１における前記第１の緩衝体５の前記基部１０からの距離Ｌｅ以下であることが好ましく、Ｌｂ＞Ｌｅの場合には、前記第２の緩衝体１６が収容凹部１２の内側面と当接する前に、一方の第１の緩衝体５が基部１０と接触して第１の緩衝体５を損傷させる恐れを招く。

このようなガードレール１は、図３（Ａ）に示すように、上部駆体４に衝撃を受けた場合、該上部躯体４が水平方向に移動するとともに、前記第１の緩衝体５が剪断変形する。これにより衝撃エネルギーを吸収緩和することができ、車両へのダメージを大きく緩和させうる。なお外部からの応力が解除された場合には、第１の緩衝体５の弾性力により上部躯体４を元の位置（標準状態Ｙ１）に復帰させることが可能となる。

又、さらに大きな衝撃が上部躯体４に加わった場合、図３（Ｂ）に示すように、前記上部躯体４はさらに大きく移動し、前記突起部７が、第２の緩衝体１６を介して収容凹部１２の内側面と接することで車両をしっかりと受け止めることができる。即ち、車両の突破防止性能を向上させることができる。このとき、前記第２の緩衝体１６は、圧縮変形して衝撃エネルギーを吸収するが、ゴム弾性材は、引張り変形や剪断変形に比して圧縮変形に対する強度に優れるため、第２の緩衝体１６は大きな応力を破損することなく受け止めることができる。

ここで、前記上部駆体４に衝撃を受けた時の上部躯体４の移動量Ｌｃと、前記距離Ｌｂとを比べると、Ｌｃ≦Ｌｂ の関係がある。他方、第１の緩衝体５にかかる剪断歪みは、図４に示すように、Ｌｃ／Ｌａで定義することができるが、過度の剪断歪みがかかると第１の緩衝体５が破壊するため、剪断歪みＬｃ／Ｌａの上限は５．０以下、さらには３．０以下が好ましい。即ち、Ｌｃ≦５×Ｌａである。又大きな衝撃を受けた場合には、第２の緩衝体１６は、収容凹部１２の内側面と当接し、Ｌｃ＝Ｌｂとなる。このとき（Ｌｃ＝Ｌｂ）にも、前述の如く、剪断歪みＬｃ／Ｌａの上限は５．０以下、さらには３．０以下が好ましいため、Ｌｂ≦５．０×Ｌａ が好ましく、又Ｌｂ≦３．０×Ｌａ がさらに好ましい。

又前記距離Ｌｂが小さすぎると、第２の緩衝体１６に充分な剪断歪みを掛けることができなくなって、衝撃エネルギーの吸収効率を低下させる。そのため、剪断歪みＬｃ／Ｌａの下限は０．５以上、さらには１．０以上が好ましい。前述の如く、Ｌｃ≦Ｌｂ の関係があるため、Ｌｂ≧０．５×Ｌａ が好ましく、又Ｌｂ≧１．０×Ｌａ がさらに好ましい。

即ち、距離Ｌｂは、次式（１）を充足するのが好ましく、距離Ｌｂが間隔Ｌａの０．５倍未満では、衝撃エネルギーの吸収効率が不充分となり、逆に５．０倍を超えると、第１の緩衝体５が破壊し易くなる。
０．５×Ｌａ≦Ｌｂ≦５．０×Ｌａ −−−（１）

又本実施形態のガードレール１は、上部躯体４が下部躯体３に直接載置されて保持されるため、前記第１、第２の緩衝体５、１６には上部躯体４の重量などが負荷されない。従って、長期に亘ってゴム弾性材の劣化を最小限に抑えることができ、ガードレール１の寿命を延ばすことが可能となる。

なお本例では、第１の緩衝体５と第２の緩衝体１６とに、同じゴム物性のゴム弾性材を使用しているが、それぞれ異なるゴム物性のゴム弾性材を使用することもできる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明の効果を確認するため、図１、２に示す構造のガードレール１を、表１の仕様にて試作するとともに、各試供品の、衝撃吸収性能、車両突破防止性能、及び衝突試験後の第１の緩衝体のゴムの損傷状態をテストした。なお各実施例、比較例とも表１に記載以外は、実質的に同仕様であり、実施例、比較例の共通寸法を図５に示す。
・ガードレールの高さＨ −−−９０ｃｍ
・ガードレールの幅Ｗ −−−３０ｃｍ
・第１の緩衝体の厚さＴｅ −−−２０ｍｍ
・第２の緩衝体の厚さＴｃ −−−２０ｍｍ
・間隔Ｌａ −−−表１
・距離Ｌｂ −−−表１

又比較例１では、第１、第２の緩衝体を設けない場合が示される。又比較例２では突起部及び第２の緩衝体を設けない場合が示される。又比較例３は、第１の緩衝体を設けない場合が示される。

なお第１、第２の緩衝体には、同じゴム物性のゴム弾性材を使用している。
・ゴム成分 −−−天然ゴム（補強充填剤としてシリカを配合）、
・ゴム硬度 −−−４２°、
・１００％モジュラス −−−０．４MPａ、
なおゴム硬度は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づきデュロメータータイプＡにより、２３℃の環境下で測定したデュロメータＡ硬さである。又「１００％モジュラス」は、ＪＩＳＫ６２５１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に記載の試験方法に準拠して測定した値である。

（１）衝撃吸収性能：
時速６０ｋｍ／ｈで排気量２０００ccの普通乗用車を入射角４５°でガードレールに衝突させ、車両に受ける衝撃時の加速度Ｇを測定し、下記の４段階評価で表示した。
・加速度Ｇが５以上−−−×
・加速度Ｇが４以上かつ５未満−−−△
・加速度Ｇが１以上かつ４未満−−−○
・加速度Ｇが１未満−−−◎

（２）車両突破防止性能：
時速６０ｋｍ／ｈで排気量２０００ccの普通乗用車を入射角４５°でガードレールに衝突させ、車両がガードレールから突破するかどうかを、下記の２段階評価で表示した。
・ガードレールから突破する−−−×
・ガードレールから突破しない−−−○

（３）衝突後の緩衝体の損傷状態：
時速６０ｋｍ／ｈで排気量２０００ccの普通乗用車を入射角４５°でガードレールに衝突させ、衝撃後の第１の緩衝体の損傷状態を目視によって、下記の３段階評価で表示した。
・第１の緩衝体が破損して使用不可能な状態−−−×
・第１の緩衝体にやや破損が見られるが、継続使用可能な状態−−−△
・第１の緩衝体に破損、異常は見られない−−−○

表のように、衝撃吸収性能と車両突破防止性能との双方を高めうるのが確認できる。

１ ガードレール
２ 道路
３ 下部躯体
４ 上部躯体
５ 第１の緩衝体
７ 突起部
１０ 基部
１１ 張出し部
１２ 収容凹部
１６ 第２の緩衝体

Claims (2)

1. 道路上に設置されかつ上面に突起部を形成した下部躯体と、この下部躯体上で水平方向に移動可能に保持される上部駆体とを具え、
   前記上部躯体は、前記下部躯体上に載置される基部と、該基部の両側に張り出しかつ前記下部躯体の上面とは間隔Ｌａを隔てて幅方向外側に突出する張出し部とを有し、しかも前記基部の下面中央に、前記突起部を収容する収容凹部を形成するとともに、
   前記張出し部と下部躯体との間に、上端が前記張出し部の下面に固定されかつ下端が前記下部躯体の上面に固定され、前記上部駆体の水平方向の移動に際して剪断変形しうるゴム弾性材からなる第１の緩衝体を設け、
   かつ前記突起部の両側に、前記上部駆体の水平方向かつ幅方向の移動に際して前記収容凹部の内側面と当接して幅方向の移動を規制するとともに当接時に圧縮変形して衝撃を緩和するゴム弾性材からなる第２の緩衝体を設けたことを特徴とするガードレール。
2. 前記間隔Ｌａは、前記第２の緩衝体と収容凹部の内側面との間の距離Ｌｂとの間に、次式（１）の関係を充足することを特徴とする請求項１記載のガードレール。
   ０．５×Ｌａ≦Ｌｂ≦５．０×Ｌａ −−−（１）

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