충돌(교통)하중 FHWA

FHWA 권고사항

<교통 방호벽>

FHWA NHI-10-024는 교통 충격 하중(traffic impact load)을 정적 상태(static stating)로 간주한다. 옹벽을 설계할때, 보강재는 충격시 파괴되거나 인발하지않도록 하여야 한다. 이때, 그 방호벽(impact barrier moment slab)은 콘크리트 포장과 완전히 일체(cast)되는데, 추가력은 무시한다. 파괴와 인발의 경우에 권고된 정적충격력은 최근의 NCHRP 22-20 프로젝트(Bligh et al., 2009)와 과거 실행(practice)에 근거한다. 또한, 내부 안정 분석에 대해서, 교통하중(traffic surcharge)은 흙의 무게(즉, Gamma-P-EV=1.35)와 같은 하중계수를 사용하여 흙 높이 2 ft로 가정하여 설계하도록 권고한다. 이때, 정적충격하중은 하중계수 1.0으로 곱한다.

보강 파괴: FHWA-NHI-10-024는 정적충격력이 보강토의 두 개의 상층에 추가적인 수평력을 더하도록 제안한다. 이는 옹벽의 정적하중 2,300 lb/ft (33.5 kN/m)과 같은 파괴 충격 하중(rupture impact load)이 되도록 보강토 상층을 설계 하는 것이다; 그리고 정적하중 600 lb/ft (8.8 kN/m)과 같은 파괴 충격 하중으로 두번째 층이 설계되도록 한다. 그 정적하중 위의 하중계수는 1.0이다. 이러한 접근은, 보강 층의 간격과 혹은 외장(facing)에 관한 방호벽(barrier)의 위치에 있을 수 있는 효과를 무시하여 간단하고 쉽게 사용한다.

다음의 정보는 중요하다:토목섬유보강의 경우에, 충격하중에 저항할 수 있도록 구조적으로 크기가 결정된 보강재의 허용 강도(nominal strength)는 크리프 감소계수를 제거함으로 인해서-Section 7.2.1의 내부 지진 설계에서 한 것처럼-증가하지 않는다. 그 이유는 토목섬유 보강토가 있는 풀 스케일 교통 방호벽 충격 테스트는 지금까지 수행되어오지 않았기 때문이다. 다시 말해, 충격 하중은 정적하중으로 보는 동시에 영구하중으로 간주되고, 그러므로, 이는 토목섬유가 크리프에 종속되므로 위와 같은 접근은 동적(지진)하중(seismic loading)에 제한된다.

보강 인발(reinforcement pullout): 충격하중에 대한 보강토의 인발저항은 보강 전체 길이에 걸쳐 저항한다(즉, L). 흙 높이 2 ft와 같게 설계된 그 교통하중은 인발 저항 계산법의 명목 수직 응력에 포함되어있다. 인발은 보강 파괴 하중보다 더 큰 옹벽 길이에 걸쳐서 저항한다. 그러므로, 인발의 경우에, 보강토의 상층은 정적하중 1,300 lb/ft (19.0 kN/m)와 같은 인발 충격하중 이도록 설계되어야 한다; 그리고, 두 번째 층은 정적하중 600 lb/ft (8.8 kN/m)과 같은 인발 충격하중으로 설계한다. 다른 옹벽 안정계산과는 다르게, LL(live load)은 보강층 내부의 응력을 증가시켜 인발 저항을 증가시킨다.

인장저항과 인발저항에 대한 저항계수: FHWA-NHI-10-024는 인장과 연결저항계수, Phi를 복합 정적/교통 장애 충격에 대해 다음과 같이 권고한다(AASHTO에는 자세히 나와있지 않다).

토목섬유 1.20

메탈 매트 0.85

메탈 스트립 1.00

위는 복합 정적/ 지진 하중에 대한 AASHTO의 계수와 같다.

권고된 인발저항계수,.Phi(AASHTO에 자세히 나와있지 않은)는 메탈과 토목섬유 보강에는 1.00이다. 이는 AASHTO에서 사용한 정적(0.90)과 복합 정적/지진(1.20)사이 값이다.

중앙분리대봉과 방음벽(post and beam railings)

중앙분리대봉과 방음벽은 사용될 때 옹벽 외장에서부터 최소거리3.0 ft (0.9m)에 위치하도록 하고, 5.0 ft (1.5 m) 아래에 설치하며, 그리고 보강재를 가급적이면 엇갈리도록 간격을 배치한다. 만약 보강재를 엇갈리게 할 수 없다면, 옹벽은 방호벽(barrier)의 존재를 설명하도록 설계되어야 한다. 보강 상부의 두 줄은 각각 추가적 수평하중 150 lb/ft (2.2kN/m), 총 추가하중 300 lb/ft (4.4kN/m) 이도록 설계한다. 다른 방식으로는 설명되어있지는 않으므로, 추가 인발 저항하중은 또한 각 두 개의 상층에 대해 150 lb/ft로 추정해야 한다. 그리고, NHI는 저항계수에 대해 언급하지 않았기 때문에 교통 방호벽(traffic barrier)에서는 추정 값을 사용한다.