표제지
목차
Abstract 8
초록 10
제1장 서론 12
1.1. 연구 배경 12
1.2. 연구 목표 16
1.3. 연구 범위 및 구성 17
제2장 문헌 조사 19
2.1. 미국 중앙분리대 개발 현황 19
2.2. 국내 중앙분리대 개발현황 21
2.3. 중앙분리대 개선을 위한 국내 연구 24
2.3.1. 중앙분리대의 최적단면 개발 연구 24
2.3.2. 탑승자 보호 성능 평가 27
2.4. 충돌저항성능에 우수한 재료 30
2.5. 설계하중 추정식 32
2.5.1. Olson (1974) 이론 32
2.5.2. 항복선 이론 34
제3장 이론적 배경 36
3.1. 콘크리트 재료모델 36
3.2. 강재 재료모델 38
제4장 해석모델 개발 39
4.1. 모델개발 및 검증 39
4.1.1. 전체충돌해석모델 개발 40
4.1.2. 국부충돌해석모델 개발 43
4.2. 충돌저항성능 향상을 위한 중앙분리대 단면설계 50
4.2.1. 콘크리트 중앙분리대 단면 50
4.3. 전체충돌해석 결과 56
4.3.1. 내부강재량 증가에 따른 전체충돌해석 결과 57
4.3.2. 단면폭 및 내부강재량 증가에 따른 전체충돌해석 결과 58
4.3.3. 충돌저항성능에 우수한 재료의 전체충돌해석 결과 62
4.4. 국부충돌해석 결과 65
4.4.1. 내부강재량 증가에 따른 국부충돌해석 결과 66
4.4.2. 단면폭 및 내부강재량 증가에 따른 국부충돌해석 결과 68
4.3.3. 충돌저항성능에 우수한 재료의 국부충돌해석 결과 72
4.5. 단가 산정 및 적정단면 제안 75
제5장 결론 79
참고문헌 82
Table 2-1. 강도성능 평가를 위한 시험조건 22
Table 2-2. SB5-B(20A) 충돌조건 22
Table 2-3. 충돌해석 결과와 충돌시험 결과 비교 26
Table 2-4. 모델검증에 사용된 재료모델 파라미터 26
Table 4-1. 모델검증에 사용된 최종 파라미터 41
Table 4-2. 충돌시험 결과와 해석결과 비교 42
Table 4-3. 충돌 등급에 따라 제안된 국부충돌 적용 외력 46
Table 4-4. 단면폭 및 강재량 증가 해석모델의 단면 변수 53
Table 4-5. 충돌저항성능에 우수한 재료의 해석모델 단면 변수 55
Table 4-6. 내부강재량 증가에 따른 전체충돌해석 부피손실률 58
Table 4-7. 단면폭 및 내부강재량 증가에 따른 전체충돌해석 부피손실률 60
Table 4-8. 충돌저항성능에 우수한 재료의 전체충돌해석 부피손실률 63
Table 4-9. 내부강재량 증가에 따른 국부충돌해석 부피손실률 66
Table 4-10. 단면폭 및 내부강재량 증가에 따른 국부충돌해석 부피손실률 70
Table 4-11. 충돌저항성능에 우수한 재료의 국부충돌해석 부피손실률 73
Table 4-12. 변수에 따른 국부충돌해석결과 대표 단면 경제성 비교 78
Fig. 1-1. 연도별 고속도로 대형차 이용 대수 13
Fig. 1-2. 남성주IC 사고 관련 사진 14
Fig. 1-3. 차량충돌에 의한 중앙분리대 파손 사례(평택제천고속도로) 14
Fig. 1-4. 중앙분리대 실물충돌시험 15
Fig. 1-5. 연구흐름도 18
Fig. 2-1. 미국 중앙분리대 단면형상 20
Fig. 2-2. 국내 중앙분리대 단면 형상 21
Fig. 2-3. 중앙분리대 사고 통계 23
Fig. 2-4. 국내외 중앙분리대 설계 요구 충격도 24
Fig. 2-5. 실물충돌시험 (1차, 2차, 3차 충돌) 25
Fig. 2-6. 1nd ex-Barrier의 콘크리트에 발생하는 Internal Energy와 Kinetic Energy 26
Fig. 2-7. 충돌단면에 대한 탑승자 보호성능 평가 28
Fig. 2-8. 탑승자 안전성능 평가 충돌 시 차량 거동 29
Fig. 2-9. SFRC 혼합재료 단면 30
Fig. 2-10. UHP-FRC properties 31
Fig. 2-11. Crushable Concrete 31
Fig. 2-12. 충돌차량의 거동 개념도 32
Fig. 2-13. 강성방호벽의 항복선 형태 34
Fig. 3-1. Continuous Surface Cap Model (LS-DYNA USER'S MANUAL Materials) 36
Fig. 4-1. 전체충돌해석 모델 40
Fig. 4-2. 충돌해석에 사용된 트럭모델 41
Fig. 4-3. 중앙분리대 단면 손상비교 42
Fig. 4-4. 국부충돌(2차 충돌)로 인한 중앙분리대 파손 44
Fig. 4-5. 국부충돌해석 45
Fig. 4-6. 국부충돌해석 결과 46
Fig. 4-7. 충돌형상 비교 (7.54ton) 47
Fig. 4-8. GM, LM을 사용한 계산결과 49
Fig. 4-9. 비산저감을 위한 중앙분리대 단면안(1) 51
Fig. 4-10. 와이어메쉬 개선 52
Fig. 4-11. 비산저감을 위한 중앙분리대 단면안(2) 54
Fig. 4-12. 충돌 후 차량의 거동 56
Fig. 4-13. 차량의 운동 (Pitching, Rolling, Yawing) 57
Fig. 4-14. 내부강재량 증가에 따른 전체충돌해석 부피손실률 58
Fig. 4-15. 단면폭 및 내부강재량 증가에 따른 전체충돌해석 부피손실률 61
Fig. 4-16. 충돌저항성능에 우수한 재료의 전체충돌해석 부피손실률 64
Fig. 4-17. 파손형상 비교 (Φ3.2 vs Φ9.5) 65
Fig. 4-18. 내부강재량 증가에 따른 국부충돌해석 부피손실률 67
Fig. 4-19. 단면폭 및 내부강재량 증가에 따른 국부충돌해석 부피손실률 71
Fig. 4-20. 충돌저항성능에 우수한 재료의 국부충돌해석 부피손실률 74
Fig. 4-21. 단면폭 및 내부강재 증가에 따른 적정단면 산정 그래프 76
Fig. 4-22. 충돌저항성능에 우수한 재료의 적정단면 산정 그래프 76