모래채움통 충격흡수시설의 위험성(1)

모래채움통 충격흡수시설의 위험성 고찰

1. 서 론  
차량방호 안전시설은 정상적인 주행 경로를 벗어난 차량이 도로를 이탈하거나 구조물과 직접 충돌하는 것을 방지함으로써 탑승자의 상해와 피해의 치명도를 최소한도로 줄이는 것을 주목적으로 하는 도로안전시설이다. 차량방호 안전시설에는 도로의 노측이나 보도, 교량, 중앙분리대에 설치하는 방호울타리와 고정 구조물의 전면에 설치하는 충격흡수시설이 있다.
특히 충격흡수시설(crash absorber device)은 주행경로를 벗어난 차량이 구조물과 직접 충돌하는 것을 방지하여 피해의 치명도를 낮추기 위한 시설물이다. 주로 교각 앞이나 터널 및 지하차도 입구, 방호울타리 단부 등에 설치되고 있는데, 충격흡수시설의 종류 중 구조가 간단하고 설치 비용이 저렴한 모래채움통(sand barrel)이 무분별하게 사용되고 있는 실정이다.

모래채움통은 시설의 구조적인 변형을 통해 충격에너지를 흡수하는 것이 아니라 단순히 충격에너지를 모래통으로 전이시켜 충격 분산 및 감속을 유도하는 것으로 그 설치·관리에 있어 특별한 주의가 요구되는 시설물이다. 본고에서는 필자의 연구내용을 바탕으로 하여 모래채움통 시설에 대한 위험성과 설치·관리상의 문제점을 살펴보기로 한다.

2. 모래채움통의 구조와 사용 실태
모래채움통은 원형 또는 박스형의 PE 컨테이너(블럭)에 일정 중량의 모래를 삽입한 구조이다. 도로에 설치된 모래채움통의 규격은 높이가 약 90cm 내외이고, 폭과 길이는 각각 약 60∼120cm이다. 부피에 따라 중형과 대형으로 구분되어 사용되고 있는데, 중형의 경우 내부에 약 200∼250kg 정도의 모래가 충전되어 있고, 대형의 경우 약 300∼400kg의 모래가 충전된 구조이다.

사용 실태를 보면 일반적인 충격흡수시설 설치 장소인 교각이나 교대 앞, 터널 및 지하차도 입구, 방호울타리 단부, 요금소(톨게이트) 전면, 연결로 출구 분기점, 옹벽 등과 같은 구조물(장애물) 앞에 설치된 상태이며, 주로 중량이 약 200∼400kg 내외인 중·대형의 단품  모래채움통 1개가 구조물 앞에 배치된 상태이다.

3. 충돌시 모래채움통의 충격흡수 효과
모래채움통은 운동량(무게×속도) 보존법칙을 이용하여 충돌차량의 충격에너지를 모래통으로 전이시켜 충격을 분산시키는 시설로, 단품 모래채움통의 중량과 주행속도에 따른 충격흡수 효과는 미약한 것으로 판단된다. 모의실험과 수치 해석 결과 모래채움통의 중량에 따라 약간의 차이가 있으나 충돌 후의 속도 감소율은 11.7∼21.1% 미만으로 충격흡수 효과가 미약한 것으로 나타나고 있다.

따라서 차량이 모래채움통에 충돌하면 실제 사고 사례에서 보는 바와 같이 정상적인 충격흡수 기능을 발휘하지 못하고, 시설물을 파손시키면서 뚫고 지나가 고정 장애물과 직접 2차 충돌하게 될 것으로 보이며, 이로 인해 차체의 심한 파손변형과 충격부하가 발생할 것으로 판단된다. (다음호에서 계속)


차량기술법인 H&T   윤 대 권 기술사