KR200215174Y1 - 재생가능한 완충형 가드레일 - Google Patents

Abstract

본 고안은 완충형 가드레일에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 도로안전 부대시설중 방호 울타리의 하나인 가드레일에 관한 것이다. 가드레일을 침범하는 교통사고가 발생하는 경우, 완충형 가드레일은 차량의 충돌 충격을 흡수하여, 차량과 인명의 피해를 줄여주고, 침범당한 완충형 가드레일은 완충장치의 탄성력이 작용되어 원래의 형태로 복원되는 것을 특징으로 하는 완충형 가드레일에 관한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 가드레일을 고정시켜 주는 가드레일 지주(2)와, 지주와 연결되는 복수의 완충장치(8)와, 자체의 중량을 지지 할 수 있는 지지롤(9)이 구비된 가드레일(3)과, 인접 가드레일과 연결되고 가드레일에 가해지는 충격을 분산시켜주는, 가드레일판의 위치복원을 위한 가드레일 연장슬롯(10)으로 구성한다.

상기 구성에 의하여 가드레일을 침범하는 교통사고에 있어서 차량이 받게될 충격을 가드레일 완충장치의 완충운동과 가드레일의 운동으로 흡수하여 차량과 인명의 피해를 최소화 할 뿐아니라, 충격을 받은 가드레일은 완충장치의 탄성력이 작용되어 원래의 형태로 복원되어, 사고후 가드레일 교체률이 낮은 경제성과 안전성이 탁월한 완충형 가드레일을 제공한다.

Description

재생가능한 완충형 가드레일{A regenerationable shock absorbtive guardrail}

본 고안은 완충형 가드레일에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 도로안전 부대시설중 방호 울타리의 하나인 가드레일에 관한 것이다.

일반적으로 가드레일은 교통사고가 발생하는 경우 차량이 중앙선이나 노견을 침범하지 않게 하기 위한 도로 안전 부대 시설이다. 1998년도 건설교통부 도로건설과에서 발행한 도로 부대시설 표준도에 의하면 방호울타리로 사용되는 것은 가드레일과 가드케이블, 보도용 가드파이프, 분리대용 박스보, 그리고 분리대용 콘크리트 블록이 있다. 이중 많이 사용이 되는 방호울타리를 보면 다음과 같다. 도1a는 기존의 분리대용 콘크리트 블록이다. 콘크리트 블록은 자체의 중량으로 충돌하는 차량에 저항하며, 형태적 특성상 차량이 충돌시에 콘크리트 블록을 넘어 차량이 전복되는 것을 막고, 차량을 반사 시켜주는 가장 초보적인 형태의 중앙분리대이다. 도1b는 기존의 가드레일의 단면도이다. 가드레일 지주와 연결대로 연결되는 가드레일판으로 구성되어 있어 콘크리트 블록과 기능상의 차이가 없고 재질과 형태의 차이만 있다. 도1c는 충격흡수판이 구비된 가드레일의 단면도인바, 도1b와 유사한 구조를 가졌으나 가드레일을 침범하는 경우 충격흡수판에 충격을 흡수하도록 구성되어 있다. 그러나, 충격흡수 범위가 좁고 충격흡수 능력이 제한적이고, 충격을 받은 가드레일은 충격흡수판과 가드레일판의 손상을 가져와 사고후 가드레일을 교체해야 하는 문제점을 가지고 있다.

미국특허 제5,791,811호 에는 가드레일 지주와 연결되는 케이스에 타이어와 같은 충격 흡수제을 내장시켜 충격을 흡수하도록 하는 형태의 고안이 있으나, 충격의 흡수가 제한적이고 가드레일의 부피가 커지게 되어 좁은 지역에 설치하기 곤란하다는 단점이 있다. 또한 미국특허 제 5,921,702호 에는 가드레일에 차량의 충격이 가해지면 가드레일 지주로 고정되어 있지 않은 가드레일 연속체가 이동을 하여 차량이 가하는 충격을 가드레일의 운동에너지로 전환시켜 차량에 가해지는 반발력을 흡수하도록 고안되어 있으나, 가드레일이 위치이동 위험이 크고, 사고후 가드레일을 재 설치하여 원래의 가드레일 상태로 바꾸어 줘야 하는 단점이 있다. 뿐만 아니라 충분한 충격흡수를 위하여 가드레일이 이동가능한 공간을 충분히 확보해줘야 하는 단점이 있다. 미국특허 제6,082,926호 에는 충격흡수를 위하여 충격 흡수제를 롤형으로 말아서 가드레일판과 부착하여 사용하도록 되어 있으나 상기 미국특허 제 5,791,811호와 유사한 단점을 가지고 있다. 미국 특허 제5,876,020호는 충격시에 형태 변형이 용이한 철 구조물을 부착시켜 충격이 가해지면 충격 흡수용 철구조물이 형태 변형을 일으켜 충격을 흡수하도록 되어 있으나 형태가 변형된 충격 흡수용 철구조물을 교체해줘야 하는 등의 문제를 가지고 있다. 대한민국에서의 가드레일에 관한 선행특허는 특허 제 10-0236915호의 복합재료를 이용한 자동차용 가드레일이 있는데, 상기 특허는 복합재료를 이용하여 가드레일판을 제작하고, 복합재료를 충격 흡수에 용이한 다양한 형태로 제작하여 사용하도록 되어 있으나, 충격을 받은 복합재료의 파손시에 복원력이 없을 뿐 아니라 가드레일판의 파절등에 의한 이차 사고를 유발할 가능성이 있다. 또 다른 예의 선행특허는 대한민국 특허 제 10-0256394호의 것으로 순간적으로 큰 물리력이 작용하는 교통사고의 특성상 구조가 복잡하여 신뢰성 있는 작동이 어렵다는 단점과 고가의 부품인 댐퍼를 사용하는등, 사고후 정상적인 가드레일의 기능의 회복을 위해 고가의 주요부품을 교체해야 되는 문제점을 지니고 있다.

따라서, 본 고안의 주된 목적은, 충격 흡수력이 우수하고, 구조가 복잡하지 않아 작동의 신뢰성이 높을 뿐 아니라 충격에 파손률이 적고 복원력이 우수한 완충형 가드레일을 제공하는데 있다.

도1a은 기존의 콘크리트 중앙분리대 단면도

도1b는 기존의 분리대용 가드레일의 단면도

도1c는 기존의 충격흡수판이 구비된 가드레일의 단면도

도2는 본 고안의 실시예에 따른 가드레일의 평면도

도3은 본 고안의 실시예에 따른 가드레일의 단면도

도4는 본 고안의 실시예에 따른 가드레일의 정면도

도5는 본 고안의 실시예에 따른 가드레일이 차량에 의해 침범받은 것을 보인 평면도

도6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 가드레일의 단면도

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

1 ; 콘크리트 블록 2 ; 가드레일 지주

3 ; 가드레일판 4 ; 충격 흡수판

5 ; 연결대 6 ; 고정컵

7 ; 볼트와 너트 8 ; 완충장치

9 ; 가드레일 롤형 발 10 ; 연결슬롯

11 ; 연결용 볼트 12 ; 가드레일 고정대

13 ; 가드레일 지주 고정대

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 가드레일 지주(2)에 복수로 스프링형 완충장치(8)를 부착하고, 스프링형 완충장치에 가드레일판(3)을 부착시킨다. 가드레일의 하단부는 가드레일의 중량을 지탱해 주는 롤형 지지 발(9)로 가공하고, 인접 가드레일과의 접속을 위하여 가드레일판에 연결슬롯(10)을 구성하여, 연결볼트 (11)를 이용하여 연결시킨다.

본 고안은, 상기한 가드레일의 충격 흡수를 위하여 스프링형 완충장치를 사용한다. 스프링형 완충장치(8)는 가드레일 지주(2)의 상부와 하부에 각각 부착이 되어 있고 평상시에는 가드레일판의 위치를 유지시켜주는 역할을 한다. 가드레일판의 지지는 가드레일판의 하부 일부를 롤형으로 감아서 지면과 접촉하여 가드레일 중량의 일부를 지탱하고, 가드레일에 연결되어 있는 스프링형 완충장치가 나머지 하중을 분담함으로써 이루어진다. 지면과 접촉해 있는 가드레일 롤형 지지발(9)은 가드레일을 지지하는 것 외에도 평상시 스프링형 완충장치의 형태 변형을 막게 되는 기능을 부가적으로 가지고 있다. 스프링형 완충장치(8)는 기본적으로 다양한 방향으로의 변위가 가능하므로 다양한 방향에서 오는 충격을 흡수할 수 있다.

본 고안은 또한, 가드레일판(3)을 구성함에 있어서 상기 설명한 바와 같이 가드레일판의 지지를 위하여 롤형 발(9)을 구성한다. 롤형 발은 도4에 도시한 바와 같이 일정한 간격을 두고 형성되어 있다. 충격시 가드레일판이 지면과 미끄럼 운동을 할 수 있도록 작용하며 미끄럼 운동이 진행중에 꺽이거나 부러지는등의 형태적인 변화가 발생하지 않도록 충분한 강도로 제작된다.

이러한 본 고안에 따른 가드레일의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 바람직한 실시예에 의한 가드레일은 제 3도와 같이, 가드레일 지주(2)가 형성되어 있어 스프링 완충장치(8)를 매개로 가드레일판(3)과 연결이 된다. 가드레일판의 하부는 가드레일의 하중을 지탱하고, 가드레일의 미끄럼 운동을 위한 가드레일 롤형 지지발(9)이 형성되어 있다. 도2에 의하면 가드레일 판은 인접 가드레일 판과 연결슬롯을 관통하는 볼트에 의해 고정되어 있는데, 이때 사용하는 볼트는 끝부위에만 볼트산이 있고 중앙부위에는 매끄러운 면을 가지고 있다. 이런 형태의 볼트를 이용하여 외측 가드레일과 내측가드레일을 연결 시킨다. 기존의 가드레일은 인접한 가드레일판과 완전결속되어 있어 비교적 강하지 않은 충격은 흡수하지 못하고, 강한 충격만을 흡수하거나 반사시키는데 반해, 본 고안에 따른 가드레일은 인접가드레일 판 사이에 비어있는 공간을 두고, 중앙부위에 볼트산이 없어 쉽게 미끄러질 수 있는 형태의 결합볼트로 연결되어 있다.

도4는 가드레일의 정면도로 가드레일판의 연결슬롯(10)의 형태가 도해되어 있는 바, 끝이 둥근 직사각형 형태이다. 가드레일판의 연결슬롯과 인접하는 가드레일판의 연결슬롯에 상기 설명한 중앙 부위에 볼트산이 없는 연결용 볼트(11)가 관통함으로써 서로 고정이 된다.

도3은 가드레일의 단면도로 스프링 완충장치가 외부의 힘에 의하여 수축되는 방향을 도해하였으나, 실제 교통사고에서는 여러방향으로 가드레일의 위치 변위가 일어난다.

도5는 교통사고가 발생한 경우 가드레일이 완충작용을 일으키는 것을 도해한 평면도이다. 도5에 도해한 바와 같이, 차량이 가드레일에 일정량이상의 충격을 가하면 충격을 받은 가드레일판(3)의 변위가 일어나는데, 초기단계의 충격흡수는 가드레일과 인접 가드레일의 연결부에 존재하는 자유공간의 매꿔짐에 의해 일어난다. 자유공간이 매꾸어 지는 완충과정에서 도4의 가드레일 정면도를 참고하여 설명하면 평상시에는 끝이 둥근 직사각형 구조의 연결슬롯(10)의 중앙에 연결용 볼트(11)가 위치하게 되지만, 충격흡수의 초기단계의 자유공간을 매꾸는 과정에서 연결슬롯상의 다른 위치로 연결용 볼트(11)가 이동하게 된다. 계속 되어지는 차량의 추돌력에 의하여 인접 확장판의 연결슬롯에도 이와 같은 연결용 볼트의 이동이 나타나며 이런 연결용 볼트의 움직임은 차량의 추돌력에 비례하여 인접 가드레일판(3)으로 연쇄적으로 진행되며 이것은 가드레일 판이 자유공간을 매꾸는 운동을 일으키는 것과 같은 의미이다.

강한 충격이 가드레일에 가해지는 경우 가드레일은 일차적으로 상기 초기단계의 충격흡수를 하고, 이차적으로 충격을 받는 가드레일의 인접 가드레일로 충격이 분산되는데, 충격량에 비례하여 충격이 전달되는 가드레일의 수가 결정이 된다.

따라서 기존의 완충형 가드레일이 완충력을 발휘하는 범위가 좁은 것과 달리 본 고안에 의한 완충형 가드레일은 초기의 약한 충격에서 강한 충격까지 매우 넓은 범위의 완충작용을 일으킬 수 있다.

사고 직후의 가드레일은 약한 충력인 경우 스프링의 자연스러운 복원력에 의하여 원래의 위치로 이동하여 정상적인 기능을 수행하게 된다. 강한 충격인 경우 도 여러개의 가드레일 판으로 충격이 분산되어 완충되었으므로 여러개의 스프링 완충장치가 복합적으로 원래 위치로 복원되려는 힘을 발휘하여 복원된다.

도6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 완충형 가드레일을 보인다. 이 완충형 가드레일은 가드레일판과 스프링 완충장치가 편측으로 구성되어 있어, 편측으로 충격이 예상되는 노측과 교각등에 적용할 수 있다.

본 고안의 또 다른 실시예로 가드레일판의 지지와 가드레일판의 이동을 용이하게 해주기 위하여 롤형 발 대신에 바퀴를 부착시켜 가드레일 판의 보다 원활한 이동을 가능하게 해 준다.

본 고안은, 완충형 가드레일에 관한 것으로써, 가드레일을 침범하는 차량의 충격이 발생하게 되면 자유공간으로 가드레일판이 이동하며 스프링형 완충장치의 완충력에 의하여 초기 충격을 흡수하고 계속되는 충격에 의해 인접한 가드레일로 충격이 분산되어 차량에 가해지는 충격을 최소화 시키는 완충형 가드레일이다.

충격흡수 범위가 비교적 약한 초기 충격부터 매우 강한 충격에 이르기 까지 광범위하게 완충작용이 이루어 지도록 하여 차량과 인명의 피해를 극소화 시킬 뿐아니라, 사고이후 스프링 완충장치의 고유의 복원력으로 가드레일이 원래 상태로 복원될 수 있어 사고이후 가드레일 교체율이 감소되는 경제성이 탁월한 가드레일을 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 가드레일 지주(2)에 양측으로 복수의 스프링형 완충장치(8)를 부착하고, 스프링형 완충장치에 가드레일판(3)을 부착시키고, 가드레일판의 하단부는 가드레일의 중량을 지탱해 주는 롤형 지지 발(9)로 가공하고, 인접가드레일과의 연결을 위하여 가드레일판에 연결슬롯(10)을 구성하되, 연결슬롯은 끝이 둥근 직사각형 형태로 형성하고, 인접하는 가드레일판의 연결슬롯을 통하여 인접하는 가드레일을 연결볼트(11)로 연결시키고, 차량이 가하는 충격에 대해 연쇄적으로 가드레일 판(3)이 이동할 수 있도록 하여 충격을 흡수하도록 한 완충형 가드레일
2. 상기 1항에 있어서 가드레일 지주에 편측으로 복수의 스프링형 완충장치를 부착하는 것을 특징으로 하는 편측 완충형 가드레일
3. 상기 1항에 있어서 가드레일판의 하단 롤형 발대신 바퀴를 부착하여 가드레일판의 이동을 용이하게 구성한 완충형 가드레일
4. 상기 1항에 있어서 스프링형 완충장치를 장비함으로써, 사고후 가드레일이 원형대로 복원되는 것을 특징으로 하는 완충형 가드레일