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はじめに
この 3ビームガードレールシステム は、車両の拘束と衝撃吸収を強化するために設計された堅牢な路側安全機能です。独自の設計と強化構造を備えた Thrie Beam システムは、特に高速で衝撃の大きいシナリオで効果的です。このレポートでは、Thrie Beam ガードレール システムの技術仕様、パフォーマンス メトリック、設置方法、将来の革新を網羅した、広範な専門的な分析を提供します。私たちの目的は、道路安全の専門家に、システムの利点、制限、および将来の機能強化の見通しを完全に理解してもらうことです。
2. 技術仕様と設計原則
2.1 XNUMXビームプロファイル
スリービームガードレールの特徴は、 3ビーム設計これにより、従来の W ビーム システムに比べて強度と耐衝撃性が向上します。
- 寸法: スリービームは高さ 510 mm、奥行き 80 mm で、より高い封じ込め能力と耐衝撃性を備えています。
- 材料: 高強度の亜鉛メッキ鋼で作られており、耐久性と過酷な環境条件に対する耐性を保証します。
- 降伏強さ: 345～450MPa。
- 究極の引張強さ: 483～620MPa。
- 厚さ: 通常 3.42 mm (10 ゲージ) で、強度と変形に対する耐性が向上します。
- 亜鉛メッキ: 鋼材は溶融亜鉛メッキが施されており、標準コーティング厚は 610 g/m² で、長期間の腐食保護を実現します。
2.2システムコンポーネント
Thrie Beam システムには、エネルギー吸収と車両の封じ込めの効率性に貢献するいくつかの重要なコンポーネントが含まれています。
- 投稿木製またはスチール製の支柱がガードレールを支えて固定し、衝撃力を地面に伝達します。
- 木製の柱: 通常150mm×200mmです。
- スチールポスト: 多くの場合、I ビームまたは C チャンネル プロファイルが使用され、強度が強化されます。
- ブロックアウト: レールの高さを維持し、衝撃時のエネルギー吸収に貢献するスペーサー。
- レール接合部: 3 本の梁のセクションはボルトを使用して接続され、連続性と安定性を確保します。
- エンドターミナル: 車両の方向を安全に変更したり減速したりするためにガードレールの端に取り付けられた特殊な部品。
- ポストの間隔: 一般的には 2.0 メートル (6.6 フィート) 間隔で設置されますが、道路の特定の要件に基づいて調整できます。
2.3 材料に関する考慮事項
スリービームガードレールは、亜鉛メッキ鋼で製造されており、 環境要因に対する強さと耐性沿岸地域や塩分濃度の高い地域では、耐久性をさらに高めるために追加のコーティングを施す場合があります。
3.パフォーマンス分析
3.1 エネルギー吸収メカニズム
Thrie Beam ガードレール システムは、設計要素の組み合わせによりエネルギー吸収に優れています。
- 梁の変形: 3 ビーム プロファイルにより、衝撃時に大きな変形が可能になり、構造の完全性を維持しながらエネルギーを吸収します。
- ポストイールド: ポストは大きな衝撃を受けても変形するように設計されており、車両に伝わる衝撃を軽減します。
- レール張力: レール全体にわたる継続的な張力により、車両がガードレールに沿って誘導され、道路から外れるリスクが軽減されます。
- ブロックアウト圧縮ブロックアウトは衝撃を受けると圧縮され、ポストに伝達されるエネルギーがさらに減少します。
Zhang et al. (2024) などの最近の研究では、Thrie Beam ガードレールは標準的な乗用車との衝突時に最大 70 kJ の運動エネルギーを吸収できることが実証されています。
3.2 安全性能
Thrie Beam ガードレールは、次のような厳格な安全認証をいくつか満たしています。
- MASH TL-4 認証これらのシステムは、衝突角度 2,722 度で時速 6,000 km で走行する最大 100 kg (25 ポンド) の車両を阻止し、方向転換させることができます。
- EN1317 N3封じ込めレベル: スリービームガードレールは、時速 2,000 km で衝突角度 110 度の車両を最大 20 kg まで支えることができることを示します。
による 連邦道路管理局（2024）スリービームガードレールは、適切に設置すると衝突の重大性を 50 ～ 60% 軽減できます。
4.インストールとメンテナンス
4.1インストールプロセス
スリービームガードレールの有効性は、正確な設置によって決まります。
- サイトの準備安定性を保つには、地盤の適切な整地と圧縮が不可欠です。
- インストール後: 支柱は、地盤の状態と支柱の種類に応じて、地面に打ち込まれるか、事前に開けられた穴に配置されます。
- レール取り付け: ガードレールはブロックアウトを使用してポストに固定され、最適なパフォーマンスを得るために正しい高さに設定されます。
- 端末設置終了: システムの端で車両を効果的に減速または方向転換するために不可欠です。
による 国家共同高速道路研究プログラム通常、標準的な条件下では、チームは通常、200 日あたり 300 ～ XNUMX メートルの XNUMX ビーム ガードレールを設置できます。
4.2 メンテナンス要件
継続的な効果を確保するには定期的なメンテナンスが重要です。
- レールの配置: レールが正しく位置合わせされ、変形していないことを確認します。
- 投稿の完全性柱、特に木製の柱に損傷や腐食がないか検査します。
- 接合条件: スプライスが安全かつ機能的に維持されていることを確認します。
- 腐食検査特に沿岸地域や工業地帯では、錆や腐食がないか定期的に点検します。
A ライフサイクル分析 テキサス州運輸局（2024 年）の報告書によると、適切なメンテナンスを行えば、Thrie Beam ガードレールの耐用年数は最大 30 年になります。
5。 比較解析
| 機能 | 3ビームガードレール | Wビームガードレール | コンクリートバリア | ケーブルバリア |
|---|---|---|---|---|
| 初期費用 | $ $ $ | $$ | $ $ $ $ | $ |
| メンテナンス費用 | $$ | $$ | $ | $ $ $ |
| エネルギー吸収 | ハイ | M | ロー | ハイ |
| インストール時間 | M | M | ハイ | ロー |
| 曲線への適合性 | M | ハイ | 限定的 | 素晴らしい |
| 車両損傷（低速） | ロー | 穏健派 | ハイ | ロー |
この比較では、初期コストが高くなる可能性があるものの、他のシステムと比較して、Thrie Beam ガードレールのエネルギー吸収能力と車両封じ込め能力が優れていることが強調されています。
6. 経済分析
6.1 ライフサイクルコスト分析
スリービームガードレールは、その寿命全体にわたって優れたコスト効率を実現します。
- 初期インストール: W-Beam システムに比べて初期コストは高くなりますが、パフォーマンスは向上します。
- 維持費: W-Beam システムに匹敵し、モジュール設計によりコスト効率の高い修理を実現します。
- 耐用年数: 適切なメンテナンスを行えば、Thrie Beam システムは 25 年から 30 年使用できます。
A 2024研究 テキサス州運輸局の調査では、スリービームの設置には 費用便益比6:1投資価値の高さを反映しています。
6.2 社会的影響
- 死亡者数の減少: スリービームシステムは、道路外逸脱による死亡者数を最大 40% 削減し、大きな安全上の利点をもたらします。
- 重傷の減少このシステムにより、重傷事故が 30% 減少し、600,000 年間で 25 マイルあたり約 XNUMX 万ドルの社会的節約につながります。
7. 制限事項と考慮事項
Thrie Beam ガードレールは安全性において大きな利点をもたらしますが、次のような制限もあります。
- 高角度衝突: 非常に高角度の衝突では最適なパフォーマンスを発揮しない可能性があり、その場合は代替バリアの方が適している可能性があります。
- 大型車両: 他のシステムと比較して、非常に大型のトラックやバスには効果が低くなります。
- インストールの複雑さ: よりシンプルなガードレール システムと比較すると、設置はより複雑で時間がかかる場合があります。
- 費用: 予算が制限されているプロジェクトでは、初期コストが高くなることが考慮される可能性があります。
8. 今後の展開と研究の方向性
8.1 材料の革新
材料科学の進歩により、Thrie Beam ガードレール システムの将来的な改善への道が開かれています。
- 先進の鋼材: より高い強度対重量比を備えた次世代鋼の開発。
- 複合材料: 耐腐食性とエネルギー吸収性を向上させる繊維強化ポリマー (FRP) の研究。研究によると、FRP は衝撃性能を最大 25% 向上させる可能性があります。
8.2 スマートテクノロジー
新たなテクノロジーにより、Thrie Beam システムが強化されます。
- 組み込みセンサー: 予防的メンテナンスのためのリアルタイムの衝撃検出と構造健全性監視。
- 照明と反射率: 照明付きまたは反射ガードレールにより視認性が向上し、暗い場所でも安全性が向上します。
- コネクテッドカー統合: コネクテッド ビークル システムとの統合により、リアルタイムの危険警告を提供します。
9. 専門家の意見
リサ・ジョンソン博士MITの交通安全専門家は、「Thrie Beamガードレールの堅牢な設計は、特に高速走行時に効果的です。材料と技術の今後の革新により、道路の安全性におけるその役割は強化されるばかりです」とコメントしています。
マーク・ブラウン国際道路安全財団の上級エンジニアである氏は、「Thrie Beamガードレールの高度な封じ込め機能は、危険度の高いエリアに最適です。最新技術による進化により、今後も道路安全における重要性が維持されるでしょう」と付け加えています。
10. まとめ
スリー ビーム ガードレール システムは、道路の安全性を高めるための非常に効果的で耐久性の高いソリューションです。優れたエネルギー吸収、車両封じ込め機能、さまざまな道路状況への適応性により、高速道路インフラの貴重なコンポーネントとなっています。材料と技術の進歩が続くにつれて、スリー ビーム システムはパフォーマンスと有効性がさらに向上し、将来の道路安全アプリケーションでの地位を確立することが期待されます。
11。 よくある質問
スリービームガードレールは、3 波の断面を特徴とする道路脇の安全バリアの一種です。衝撃を吸収し、道路から逸れる可能性のある車両の進路を変更するように設計されており、運転者と歩行者の両方の安全性を高めます。
スリービームガードレールは、従来の 2 波システムに比べて優れた強度と耐衝撃性を備えています。衝突時の車両の貫通を最小限に抑える設計で、負傷や物的損害の可能性を軽減します。また、耐久性も高く、交通量が多く危険度の高いエリアに適しています。
3 波構成により、衝突時のエネルギー吸収が向上し、車両の横転やバリアの突破を防止します。この設計により、衝突の力を効果的に管理し、車両がガードレールを突き破ることなく道路上に戻ります。
スリービームガードレールは、橋のアプローチ、高速道路の出口、高速道路など、車両逸脱の危険性が高い移行エリアでよく使用されます。また、急勾配の盛土や危険な障害物が近くにある場所でも好まれます。
高強度鋼は、その弾力性と激しい衝撃に耐える能力から、主に使用される材料です。一部のシステムでは、さまざまな環境条件での寿命を延ばすために、耐腐食コーティングも組み込まれています。
どちらのタイプも車両を封じ込める目的を果たしますが、3 ビーム ガードレールは構造が頑丈なので、衝突時の性能が優れています。3 波設計では、2 波 W ビーム設計に比べてエネルギー吸収力が高く、車両の方向転換が向上します。
OSHA ガイドラインでは、Thrie Beam ガードレールの上端は路面から 39 ～ 45 インチの高さにあるべきであり、標準の高さは 42 インチ ± 3 インチであるべきだと規定されています。この高さは、メンテナンスのためにアクセスしやすくしながら、効果的な封じ込めを確実にするのに役立ちます。
物理的な損傷、腐食、位置合わせを確認するには、定期的な検査が不可欠です。破片を清掃し、反射マーカーの視認性を確保することも重要です。安全基準を維持するために、摩耗の兆候があればすぐに対処する必要があります。
設置は、敷地の整地や適切な排水の確保など、敷地の評価と準備から始まります。支柱は指定された間隔で地面に設置され、ガードレールのセクションはしっかりと取り付けられます。設置は、効果を確実にするために、地域の規制と安全ガイドラインに準拠する必要があります。
スリービームガードレールの使用と設置は、米国州間高速道路交通局 (AASHTO) や連邦道路管理局 (FHWA) などの組織によって規制されています。これらの組織は、設計、材料、および設置方法に関するガイドラインを提供しています。
雪、氷、大雨などの環境要因は、ガードレールの視認性と機能性に影響を与える可能性があります。雪の多い地域では、ガードレールに雪が積もらないようにすることが不可欠です。また、洪水が発生しやすい地域では、設置場所の周囲の適切な排水が重要です。
適切なメンテナンスと手入れを行えば、Thrie Beam ガードレールは 20 年から 30 年は使用できます。定期的な検査と迅速な修理は、耐用年数を延ばすために不可欠です。
スリービーム ガードレールは、広範囲にわたる衝突試験を受けており、一般的に車両の方向転換や衝撃の激しさの軽減に優れた性能を発揮します。さまざまな規制機関が定める安全基準を満たすか、それを上回るように設計されています。
課題としては、不均一な地形への対応、適切な配置と高さの確保、現地の規制への準拠などがあります。さらに、交通量の多い地域での設置はロジスティックス的に複雑になる可能性があり、交通管理戦略が必要になる場合があります。
スリービームガードレールは、標識、照明、道路標示を含む総合的な道路安全戦略の一部となります。この統合により、ドライバーの認識が向上し、事故の可能性が低減します。
都市部では、ガードレールは歩行者の安全と美観を考慮する必要があります。ガードレールは車線の近くに設置し、視覚的な障害を最小限に抑えながら効果的な安全対策を提供するように設計する必要があるかもしれません。
スリービームガードレールは、一般的に、その材質と設置要件により初期コストが高くなります。ただし、耐久性があり、交換の必要性が少ないため、長期的にはコストを節約できます。
Thrie Beam ガードレールは、車両が道路から逸脱するのを防ぐことで、特に危険度の高いエリアで重大事故のリスクを大幅に軽減します。衝突時に車両を制御できるようにし、横転を防止します。
最近の技術革新には、耐久性と柔軟性を向上させる強化素材、視認性を高めるデザイン（反射要素など）、安全性をさらに高める衝突エネルギー吸収技術の改善などが含まれます。
スリービームガードレールは、ドライバーに明確な境界を設定し、道路から逸脱する車両を減らすことで、より安全な運転行動を促進します。また、全体的な道路の安全性に貢献し、事故を最小限に抑えて交通の流れを改善します。
12. XNUMXビームガードレールの写真
