KR20130068744A - 에너지 흡수부재를 갖는 도로용 가드레일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에너지 흡수부재를 갖는 도로용 가드레일에 관한 것으로, 도로 길이방향 지면에 소정의 간격으로 수직 설치된 기둥부재에 철판을 파형으로 압출성형시킨 가드레일 부재가 장착되어 설치되는 도로용 가드레일에 있어서, 측면 강도를 확보하게 위하여 적어도 하나 이상의 볼록면을 갖도록 압출성형되어 노면에 설치된 기둥부재에 장착되는 가드레일 부재와, 상기 가드레일 부재에 형성된 내면 곡부와 상기 기둥부재의 원주면 사이에 밀착 장착되어 충돌 에너지를 흡수하는 에너지 흡수부재로 이루어 진다.
에너지흡수 부재는, 압축 붕괴되는 재질로 제작되되, 일단은 상기 가드레일 부재의 곡면부의 내면 곡부에 일치하는 단부 곡면을 갖도록 하고, 타단은 상기 기둥부재의 외주면에 일치하는 내주면을 가지도록 하고, 허니컴 몸체(31)는 에너지를 흡수하여 압착 붕괴되는 허니컴 형상으로 제작되어 상기 가이드레일 부재와 기둥부재 사이에 끼워져 결합 장착된다.

Description

에너지 흡수부재를 갖는 도로용 가드레일{GUARDRAIL WITH ENERGY ABSORBER}

본 발명은 에너지 흡수부재를 갖는 도로용 가드레일에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량방호 안전시설의 하나인 허니컴 형상의 압축붕괴되는 에너지 흡수부재를 갖는 도로용 가드레일에 관한 것이다.

최근(2006년 12월) 경찰청의 '도로 교통사고 사회적 비용 추계 연구' 결과에 따르면, 2005년 교통사고의 사회적 비용은 9조 1230억원이 발생하고 있으며, 이는 전체 산업재해비용의 60.4%를 차지한다고 발표하고 있다.

이러한 교통사고를 예방할 수 있는 대안으로는 도로자체의 개량과 운전자에 대한 교육 등이 필수적이지만, 차량방호 안전시설물도 중요한 역할을 한다.

차량방호 안전시설물의 하나인 도로 가드레일은 주행차량의 안전을 위하여 도로 마지막 차선에 설치되는 안전설비로서, 차량 전용도로에서는 주행차량이 운전자의 부주의나 교통사고로 인하여 도로 밖으로 튀어나가는 것을 방지하기 위하여, 시내에서는 차도와 보도의 경계나 도로중앙에 설치하여 보행자를 보호하는데나 중앙선 침범을 방지하는 등 중요한 역할을 한다.

이와 같은 가드레일은 강관이나 강선을 기둥부재에 고정하는 방식이 주로 사용되고 있으며, 종래는 주로 차량의 도로 이탈을 방지하기 위하여 가드레일 구성부재의 강도를 증대시키고 있다. 그러나, 차량의 이탈을 방지하기 위하여 단순하게 가드레일 구성부재의 강도와 탄성을 증가시키거나 지지부재의 지지력 증대는 차량이 충돌시 충돌 에너지가 차체에 반작용으로 전달되어 차체가 반대차선으로 튕겨 나가 2차적으로 더 큰 피해를 줄 수 있으며, 또한, 탑승자도 반작용 때문에 더 큰 충격을 받게 되어 더욱 위험하게 된다.

한국 등록특허 제10-0773333호에는 도로의 가장자리 지상에 설치되는 다수의 기둥부재와, 그 기둥부재에 고정되는 레일부재로 구성되는 가드레일에 설치되어 차량이 가드레일에 충격시 그 충격력을 완충하기 위한 장치로서, 상기 기둥부재와 레일부재 사이에 설치되며, 차량이 가드레일에 충돌할 시 가드레일이 받는 충격력 및 차량이 받는 상대적인 충격력을 완화하기 위한 완충패드 및 상기 완충패드와 레일부재 사이에 설치되며, 그 몸체의 내부에는 차량이 가드레일에 충돌할 시 가드레일이 받는 충격력 및 차량이 받는 상대적인 충격력을 완화하기 위한 완충공간이 마련되어 있는 보조완충부재를 포함하여 구성되는 가드레일용 차량충격 완충장치를 개시하고 있다.

한국 공개특허 제10-2011-0068698호에는 노면에 소정을 간격을 두고 설치되는 지지대와, 지지대에 설치되고 금속소재로 이루어지며 상하의 단면 형상이 곡선모양의 파형으로 형성된 제1, 제2 플레이트와, 차량충돌시 차량 또는 지지대에 가해지는 충격력을 흡수하도록 제1 플레이트와 제2 플레이트의 사이에 설치되는 완충부재가 마련된 단위 유니트를 구비한 가드레일을 개시하고 있다.

한국 공개특허 제10-2011-0068698호에는 도로의 지면에 수직 설치된 지주에 철판을 파형으로 절곡시킨 가드레일 판을 설치하는 가드레일의 일 측면에는 상측에 가드레일 판의 상단부를 감싸도록 체결 편이 연장되어 형성되고, 하측에 길이방향으로 일정 깊이의 체결 홈이 형성되며, 그 체결 홈에는 상기 가드레일 판의 하단부를 감싼상태로 상기 체결 홈에 결합되는 체결 판이 구비된 차량 충돌시 충격흡수를 위한 고무재질의 다수의 충격흡수판이 설치되고, 상기 각 충격흡수 판의 사이에는 양측으로 상기 충격흡수 판의 단부가 끼워지도록 양측에 파형으로 절곡된 끼움 홈이 형성된 흡수판 결합체가 설치된 것으로 이루어지는 충격흡수 판을 구비한 도로용 가드레일을 개시하고 있다.

상기와 같은 종래의 가드레일은 충돌시 충격에너지를 흡수하기 위해 스프링과 같은 탄성부재로 된 완충부재를 사용하고 있는 데, 이러한 완충부재는 차량이 충돌시 1차적으로 충격에너지를 흡수하지만, 완충부재의 탄성반발력과 탄성부재에 흡수된 에너지가 다시 반작용의 힘으로 작용하여, 차체와 탑승자에게 오히려 더 큰 충격에너지를 가하여 차체와 탑승자를 보호하는 데 문제가 있다.

또한, 종래의 가드레일은 수직방향으로 넓은 폭을 갖는 완충부재를 기둥부재의 일점에 나사고정하고 있기 때문에 충돌시 가드레일의 상하가 동시에 차량부위에 접촉하지 않고 바로 고정나사가 휘어지면서 가드레일 충돌에너지가 기둥부재에 직접 전달되어 완충부재에 의한 에너지 흡수효과가 상실되어 버리기 때문에 승객과 차체를 안전하게 방호하는데 문제가 있다.

(문헌 1) 한국 등록특허 제10-0773333호 (문헌 2) 한국 공개특허 제10-2011-0068698호 (문헌 3) 한국 등록특허 제10-0623462호 (문헌 4) 한국 등록특허 제10-0855231호

(문헌 1) 충격흡수형 노측용 가드레일 단부처리시설 개발연구, 한국도로공사 도로교통연구, 2007년도 연구 보고서 (문헌 2) 에너지 흡수용 알루미늄 허니컴 재료의 압축거동 분석 및 설계, 김중재 외 2, 한국자동차공학회논문집, 제9권 제5호, pp.195-205

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 주행차량이 가드레일과 충돌할 경우 충돌 에너지를 가드레일이 흡수하여 운전자와 보행자의 안전을 도모하고 차체의 손상을 최소화하는 탄성반발과 반작용이 없는 에너지 흡수부재를 갖는 가드레일을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 가드레일의 충돌 에너지가 항상 기둥부재의 에너지 흡수부재에 분산시킬 수 있는 가드레일을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 도로 길이방향 지면에 소정의 간격으로 수직 설치된 기둥부재에 철판을 파형으로 압출성형시킨 가드레일 부재가 장착되어 설치되는 도로용 가드레일에 있어서, 측면 강도를 확보하게 위하여 적어도 하나 이상의 볼록면을 갖도록 압출성형되어 노면에 설치된 기둥부재에 장착되는 가드레일 부재와, 상기 가드레일 부재에 형성된 내면 곡부와 상기 기둥부재의 원주면 사이에 밀착 장착되어 충돌 에너지를 흡수하는 에너지 흡수부재로 이루어 진다.

그리고, 상기 가드레일 부재는, 철강판을 압출성형하여 제작하되, 그 단면의 상하에 적어도 하나 이상의 곡면부를 형성하고, 상기 상하 곡면부 중심에는 기둥부재에 장착하기 위한 관통공이 소정의 거리로 타공된 평판 중심부로 이루어지는 가드레일 부재를 포함한다.

또, 에너지흡수 부재는, 압축 붕괴되는 재질로 제작되되, 일단은 상기 가드레일 부재의 곡면부의 내면 곡부에 일치하는 단부 곡면을 갖도록 하고, 타단은 상기 기둥부재의 외주면에 일치하는 내주면을 가지도록 하고, 허니컴 몸체는 에너지를 흡수하여 압착 붕괴되는 허니컴 형상으로 제작되어 상기 가이드레일 부재와 기둥부재 사이에 끼워져 결합 장착된다.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 가드레일의 충돌 에너지가 가드레일의 흡수부재가 단계적으로 압착 붕괴되면서 에너지를 흡수하기 때문에 차량이 충돌시 탄성 반발과 반작용이 없는 가드레일을 제공할 수 있어 승객과 차체 더욱 안전하게 방호하는 효과가 있다.

또한, 가드레일 및 기둥부재의 상하에 적어도 하나 이상의 에너지 흡수부재를 장착하기 때문에 가드레일의 충돌 에너지가 흡수부재에 분산되는 가드레일이 제공되어 승객과 차체 더욱 안전하게 방호하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 흡수부재를 갖는 가드레일의 전체 조립 사시도.
도 2는 도 1의 배면 사시도.
도 3은 도 1의 분해 사시도.
도 4는 도 1의 에너지흡수 부재의 확대 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 에너지 흡수부재를 갖는 도로용 가드레일을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 도로 길이방향 지면에 소정의 간격으로 수직 설치된 기둥부재(10)에 철판을 파형으로 압출 성형시킨 가드레일 부재(20)가 장착되어 설치되는 도로용 가드레일에 있어서, 본 발명의 에너지 흡수부재를 갖는 도로용 가드레일의 구성은, 측면 강도를 확보하게 위하여 적어도 하나 이상의 볼록면을 갖도록 압출성형되어 노면에 설치된 기둥부재(10)에 장착되는 가드레일 부재(20)와, 상기 가드레일 부재(20)에 형성된 내면 곡부(22)와 상기 기둥부재(10)의 원주면 사이에 밀착 장착되어 충돌 에너지를 흡수하는 에너지 흡수부재(30)로 이루어진다.

이상과 같은 구성과 구조로 노측(路側)이나 도로중앙에 설치된 가드레일(20)은 충돌하는 차량이 동시에 가드레일(20)에 접촉되지 않드래도 에너지 흡수부재(30)가 상하에 소정의 거리로 이격되어 있기 때문에 체결나사(21)의 휨이 방지되고 충돌에너지가 상하 에너지 흡수부재에 분산된다.

그리고, 상기 가드레일 부재(20)는, 철강판을 압출 성형하여 제작하되, 그 단면의 상하에 적어도 하나 이상의 곡면부를 형성하고, 상기 상하 곡면부 중심에는 기둥부재에 장착하기 위한 관통공이 소정의 거리로 타공된 중앙 평판부(24)로 이루어지는 가드레일 부재(20)를 포함한다.

또, 에너지흡수 부재(30)는, 도 4에 도시된 바와 같은 형태의 압축 붕괴되는 재질로 제작되되, 일단은 상기 가드레일 부재(20)의 곡면부의 내면 곡부(22)에 일치하는 단부 곡면(34)을 갖도록 하고, 타단은 상기 기둥부재(10)의 외주면에 일치하는 내주면(33)을 가지도록 하고, 허니컴 몸체(31)는 에너지를 흡수하여 압착 붕괴되는 허니컴 형상으로 제작되어 상기 가이드레일 부재(20)와 기둥부재(10) 사이에 끼워져 결합 장착된다.

이상과 같이, 에너지흡수 부재(30)의 일측 단면은 가드레일 부재(20)의 내면 곡부(22)에, 그리고, 타측 단면은 기둥부재(10)의 외주면에 밀착시키고, 가드레일 부재(20)의 단면 중앙의 중앙 평판부(24)에 형성된 관통공에 체결나사(21)를 삽입하여 에너지흡수 부재는 가드레일 부재(20)와 기둥부재(10) 사이에 끼워져서 고정된다.

상기 에너지흡수 부재(30)의 허니컴 몸체(31)는 알루미늄이나 고분자 플라스틱으로 성형하여 제작한다. 허니컴(31) 단위 셀 형상은 정육각형 형태이다. 가이드레일 부재(20)에 차량이 충돌하게 되면, 차량은 초기에 가이드레일 부재(20)에 부딪쳐서 가이드레일 부재(20)가 갖는 고유의 탄성변위를 하면서 에너지를 일부 흡수되고 2차로 허니컴(32)에 하중이 가해진다. 허니컴(32)에 하중이 증가하면 허니컴(32)에서 소성힌지가 발생하고 허니컴(32) 단위셀의 연속적인 붕괴가 시작된다. 일단 이러한 국부 변형이 발생하고 나면 붕괴모드는 이웃하고 있는 단위셀로 확대되면서 반작용, 즉 반발력이 없이 에너지가 흡수된다.

이와 같은 허니컴(32) 형태를 갖는 에너지흡수 부재(30)는 충돌시 파손되므로 일회용으로 사용된다. 일반적으로 차량이 가이드레일 부재(20)에 충돌하게 되면, 충돌하여 손상된 부분은 폐기처리되기 때문에 본 발명의 에너지 흡수부재를 갖는 도로용 가드레일의 일회 사용은 크게 문제되지 않는다고 할 수 있다.

10 : 기둥부재 20 : 가드레일 부재
21 : 체결나사 22 : 내면 곡부
24 : 중앙 평판부
30 : 에너지흡수 부재 31 : 허니컴 몸체
32 : 허니컴 33 : 내주면
34 : 단부 곡면

Claims (3)

1. 도로 길이방향 지면에 소정의 간격으로 수직 설치된 기둥부재에 철판을 파형으로 압출성형시킨 가드레일 부재가 장착되어 설치되는 도로용 가드레일에 있어서,
   측면 강도를 확보하게 위하여 적어도 하나 이상의 볼록면을 갖도록 압출성형되어 노면에 설치된 기둥부재에 장착되는 가드레일 부재와,
   상기 가드레일 부재에 형성된 내면 곡부와 상기 기둥부재의 원주면 사이에 밀착 장착되어 충돌 에너지를 흡수하는 에너지 흡수부재를 구비한 것을 특징으로 하는 에너지 흡수부재를 갖는 도로용 가드레일.
   
2. 제1항에 있어서 가드레일 부재는,
   철강판을 압출성형하여 제작하되, 그 단면의 상하에 적어도 하나 이상의 곡면부를 형성하고,
   상기 상하 곡면부 중심에는 기둥부재에 장착하기 위한 관통공이 소정의 거리로 타공된 평판 중심부로 이루어지는 가드레일 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 흡수부재를 갖는 도로용 가드레일.
   
3. 제1항에 있어서 에너지흡수 부재는,
   압축 붕괴되는 재질로 제작되되, 일단은 상기 가드레일 부재의 곡면부의 내면 곡부에 일치하는 단부 곡면을 갖도록 하고, 타단은 상기 기둥부재의 외주면에 일치하는 내주면을 가지도록 하고, 몸체는 에너지를 흡수하여 압착 붕괴되는 허니컴 형상으로 제작되어, 상기 가이드레일 부재와 기둥부재 사이에 끼워져 결합되는 에너지 흡수 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 흡수부재를 갖는 도로용 가드레일.
   

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