交通バリア

交通バリア（北米ではガードレールまたはガードレール^[1]、英国ではクラッシュバリア^[2]、自動車レースではアームコバリア^[3]として知られている）は、車両を車道から外れないようにし、岩、標識の支柱、木、橋台、建物、壁、大規模な雨水溝などの危険な障害物に衝突したり、急な（回復不可能な）斜面を横断したり、深い水に浸かったりするのを防ぎます。また、中央分離帯のある高速道路の中央分離帯内に設置され、逸脱した車両が反対側の車線に入るのを防ぎ、正面衝突を減らすのに役立ちます。両側から衝突できるように設計されたこれらのバリアの一部は、中央分離帯バリアと呼ばれます。交通バリアは、校庭、歩行者ゾーン、燃料タンクなどの脆弱なエリアを逸脱した車両から保護するためにも使用できます。校庭などの歩行者ゾーンでは、子供や他の歩行者が道路に飛び出すのも防ぎます。

バリアは通常、車両乗員の負傷を最小限に抑えるように設計されていますが、交通バリアとの衝突で負傷が発生することもあります。バリアとの衝突が、バリアの背後にある危険物との衝突よりも深刻度が低いと思われる場合にのみ、バリアを設置する必要があります。可能であれば、バリアで危険物を保護するのではなく、危険物を除去、移動、または変更することが望ましいです。^[4]

交通バリアーは、安全性と有効性を確保するために、一般使用が承認される前に、広範囲にわたるシミュレーションと実物大の衝突試験を受けます。衝突試験ではあらゆる衝撃を再現することはできませんが、試験プログラムは交通バリアーの性能限界を決定し、道路利用者に適切なレベルの保護を提供するように設計されています。^[5]

道路脇の危険物は、大きさ、形状、硬さ、走行路端からの距離に基づいて、走行中の自動車運転者に及ぼす危険性を評価する必要があります。たとえば、小さな道路脇の標識や一部の大きな標識 (地上設置の分離柱) は、保護対象の障害物よりも、バリア自体が一般人の健康や福祉に大きな脅威を与える可能性があるため、道路脇の保護に値しないことがよくあります。世界の多くの地域では、障害物や危険物と走行路端との距離を調べる際に、クリア ゾーンの概念が考慮されます。

クリアゾーンは、クリアリカバリーエリアまたは水平クリアランス^[6]とも呼ばれ、回復可能な斜面を走行する運転者が走行路の外側に移動して安全に車両を道路に戻すことができる横方向の距離として（研究により）定義されています。この距離は、速度研究を通じて道路の速度制限を決定する方法に匹敵する研究で、通常85パーセンタイルとして決定され、道路の分類によって異なります。路側状況で十分な安全性を確保するために、固定障害物や急斜面などの危険要素をクリアゾーンの外側に配置して、路側保護の必要性を減らすか、なくすことができます。

交通バリアを設置する一般的な場所:

• 橋の終わり
• 道路制限からの急斜面付近
• 急勾配または垂直な落差がある排水路の交差点または暗渠
• 大きな標識や照明柱、その他危険を及ぼす可能性のある道路沿いの要素の近く

バリアが必要な場合、必要な長さを決定するために慎重な計算が行われます。^[7]計算では、道路を使用する交通量の速度と量、走行路の端から危険物までの距離、走行路の端からバリアまでの距離またはオフセットが考慮されます。

米国の原子力発電所に関する規制に従い、米国原子力規制委員会（NRC）は、10 CFR Part 73、具体的には10 CFR 73.55(e)(10)車両バリアの下で車両バリアを扱っています。 ^{[8]このセクションでは、免許取得者に対して「}陸上車両搭載型爆発装置から保護するために、物理的バリアとセキュリティ戦略を[戦略的計画を通じて]使用する」ことを義務付けています。ここでは、保護区域と原子力施設の重要区域を不正な車両アクセスから保護することに重点が置かれており、潜在的な車両脅威に対する効果的なバリアシステムの必要性が強調されています。

この規制は、さまざまな種類の車両や爆発の可能性のある装置など、さまざまな脅威のシナリオに耐えられるほど堅牢な障壁を設計および実装することの重要性を強調しています。これらの障壁を監視、アクセス制御、侵入検知システムなどの他のセキュリティ対策と統合することは、原子力施設の包括的なセキュリティ計画の重要な要素を形成します。NRCの車両障壁に関する詳細なガイドラインは、米国の原子力施設で高い安全基準を維持するというNRCの取り組みを示しています。これらの規制を遵守することは、車両ベースの脅威に関連するリスクを軽減するために不可欠です。^[9]

交通バリアーは、その機能と、車両が衝突したときにどれだけ撓むかという 2 つの方法で分類されます。

路側バリケードは、横転を引き起こすほど急な斜面橋脚などの固定物、水域など、路側にある障害物や危険物から交通を保護するために使用されます。路側バリケードは中央分離帯とともに使用して、車両が中央分離帯内の危険物に衝突するのを防ぐこともできます。

中央分離帯は、車両が中央分離帯を越えて対向車と正面衝突。道路脇の分離帯とは異なり、中央分離帯はどちらの側からも衝突できるように設計する必要があります。

橋梁バリアは、車両が橋の側面から転落して、下にある道路、川、または鉄道に転落するのを防ぐように設計されています。通常、このバリアは道路側のバリアよりも高くなっており、トラック、バス、歩行者、自転車がバリアを飛び越えたり転がったりして、構造物の側面から転落するのを防ぎます。橋の欄干は通常、複数のレールを備えた鋼管製のバリア、または鉄筋コンクリート製の欄干とバリアです。

工事区域バリアは、工事区域の危険から交通を保護するために使用されます。その特徴は、道路工事の状況が変わったときに移動できることです。一般的に使用されているバリアは、一時的なコンクリートバリアと水充填バリアの 2 種類です。後者は、必要な場所に設置され、連結されて縦方向のバリアを形成し、水でバラストされた鉄筋プラスチック ボックスで構成されています。これは、重い持ち上げ装置なしで組み立てられるという利点がありますが、凍結した天候では使用できません。

道路遮断装置は、政府の建物、軍事施設、空港、大使館、高セキュリティ施設などの機密または保護された場所に無許可または敵対的な車両が進入するのを防ぎ、セキュリティを強化するために使用されます。車両による攻撃や不正アクセスなどの潜在的な脅威に対する強力な抑止力として機能します。道路遮断装置^[10]、必要に応じて迅速に展開および格納できるメカニズムが装備されており、交通管制とセキュリティ管理の柔軟で効果的な手段を提供します。

プラットホーム柵、プラットホームスクリーンドア（PSD）は、コスト、技術的な互換性、またはその他の要因によりPSDを設置できない場合に使用されます。^[11]

バリアは、車両が衝突したときにたわむ量と、バリアが衝撃力に抵抗するために使用するメカニズムに基づいて、3つのグループに分けられます。米国では、交通バリアは、最近連邦道路管理局NCHRPレポート350に取って代わったAASHTO安全ハードウェア評価マニュアル（MASH）基準に従ってテストされ、分類されています。 ^[12]以下にリストされているバリアのたわみは、時速100 km（62 mph）で走行し、25度の角度でレールに衝突する2,000 kg（4,400ポンド）のピックアップトラックによる衝突テストの結果です。^[13]

フレキシブル バリアには、ケーブル バリアと弱い支柱の波形ガイド レールあります。これらは、一般的な乗用車または小型トラックが衝突したときに 1.6 ～ 2.6 m (5.2 ～ 8.5 フィート) たわむため、フレキシブル バリアと呼ばれます。衝撃エネルギーは、レール要素の張力、レール要素、支柱、土壌、車体の変形、およびレールと車両間の摩擦によって消散します。

半剛性バリアには、ボックス ビーム ガイド レール、重い支柱でブロックされた波形ガイド レール、および 3 ビーム ガイド レールがあります。3 ビームは波形レールに似ていますが、隆起が 2 つではなく 3 つあります。たわみは 3 ～ 6 フィート (0.91 ～ 1.83 m) で、剛性バリアよりは大きくなりますが、フレキシブル バリアよりは小さくなります。衝撃エネルギーは、レール要素、支柱、土壌、車両本体の変形、およびレールと車両間の摩擦によって分散されます。ボックス ビーム システムでは、鋼管の剛性により、衝撃力が複数の支柱に分散されます。

剛性バリアは通常、鉄筋コンクリートで作られています。恒久的なコンクリートバリアは、車両が衝突してもごくわずかな量しかたわみません。その代わりに、コンクリートバリアの形状は、車両をバリアと平行な経路にリダイレクトするように設計されています。つまり、バリアのすぐ後ろの危険から交通を保護するために使用でき、一般的にメンテナンスはほとんど必要ありません。衝撃エネルギーは、車両自体のリダイレクトと変形によって消散します。ジャージーバリアとFシェイプバリアも、タイヤが角度の付いた下部に乗り上げるため、車両を持ち上げます。これらのバリアへの低速または低角度の衝突の場合、車体を損傷することなく車両のリダイレクトに十分である可能性があります。欠点は、単一の傾斜またはステップバリアよりも小型車が横転する可能性が高くなることです。^[14]衝撃力は、バリアの剛性と質量の組み合わせによって抵抗されます。たわみは通常無視できます。

初期のコンクリート製バリアの設計は、ニュージャージー州道路局によって開発されました。これにより、ジャージー バリアという用語は、技術的には特定の形状のコンクリート製バリアに適用されますが、一般的な用語として使用されるようになりました。その他のタイプには、一定勾配バリア、コンクリート製ステップ バリア、F 字型バリアなどがあります。

コンクリート製のバリアは通常、滑らかな仕上げになっています。表面が粗いと、衝突角度によっては、前輪駆動車の駆動輪がバリアを乗り越え、車両が横転する可能性があります。ただし、公園道路沿いや美観が重要視されるその他のエリアでは、石張りまたは人工石仕上げの鉄筋コンクリート壁が使用されることがあります。これらのバリア壁は通常、車両がバリアを乗り越えるのを防ぐために垂直面になっています。

自動車の発明から数十年にわたり、初期の交通遮断機の設計者は遮断機の端部にほとんど注意を払わなかったため、遮断機は鈍端のまま突然終わっていたり、遮断機の交通に面する側から離れたところで端が広がっていたりした。鈍端に間違った角度で衝突した車両は、急に停止したり、鋼鉄のレール部分が客室を貫通したりして、重傷や死亡事故につながる恐れがあった。^[15]交通技術者は、このような恐ろしい現実の経験から遮断機の端部が遮断機自体と同じくらい重要であることを学び、米国州間高速道路交通局協会は、道路標識設計ガイドで遮断機の「端部処理」のトピックに1章を割いている。^[15]

これに対応して、1960年代に新しいタイプのバリアの終端が開発され、設置者はガードレールを90度ねじってその端を地面の高さで平らになるように下げるように指示されました（いわゆる「下向き」の終端または「傾斜した端部」）。この革新により、レールが車両を貫通することはなくなりましたが、上昇してねじれたガードレールが傾斜路を形成するため、車両が空中に飛び上がったり、横転したりすることもありました。これらの衝突により、車両が跳ね上がったり、転がったり、または高速で跳ね上がって転がったりすることがよくありました。ガードレールやバリアは、そもそも車両を保護するはずの物体に衝突しました。このような激しい衝突により、米国は1990年に高速で交通量の多い高速道路での傾斜した端部を禁止し、1998年にはその禁止を全米高速道路システムまで拡大しました。^{[17] [18] [19]}

跳び越えや横転の衝突に対処するため、新しいタイプのターミナルが開発された。1970年代のこれらのターミナルの第一世代は、ブレイクアウェイケーブルターミナルで、レールがそれ自体で後ろに曲がり、第1ポストと第2ポスト（多くの場合ブレイクアウェイポスト）の間を通るケーブルに接続されている。^[17]これらのバリアターミナルは、まったく間違った角度で衝突した小型車を突き抜けることがあったため、1993年に廃止された。^[17]これらのターミナルの第二世代はエネルギー吸収ターミナルと呼ばれ、1990年代と2000年代に開発された。目標は、小型車両が減速してもガードレールが突き抜けないほど柔らかく、大型車両を停止させるのに十分な硬さを持つ運動エネルギー消散システムを開発することだった。エネルギー消散は、ガードレール要素を曲げる、よじれる、押しつぶされる、または変形させることによって行うことができる。エネルギー吸収ターミナル製品の最初のファミリーは、押し出しターミナルタイプであった。正面衝突時に車両のフレームまたはバンパーに接触する大きな鋼鉄製の衝撃ヘッドを備えています。衝撃ヘッドはガイドレールに沿って後方に押し出され、ガイドレールセクションの鋼鉄を曲げたり横に引き裂いたりすることで車両の運動エネルギーを分散させ、突き刺さるのを防ぎます。端子が斜めに当たるとエネルギーの大部分が分散されますが、「ゲート」機能により、レールが曲がっても車両は通過できます。^[22]

スペースに余裕があれば、ガイドレールの終端を徐々に曲げて、終端が端からぶつからない位置まで戻すか、可能であれば、終端を丘の斜面や切土斜面に埋め込むことで終端させることもできる。^[20]

エネルギー吸収バリア端末の代替として、 衝撃減衰装置があります。これらは、片側交通バリアでは効果的に保護できない広範囲の危険に対して使用されます。

2012年までに高速道路のガードレールにリサイクルタイヤを使用することが提案されていたが、多くの政府はエネルギー吸収特性に優れ、設置や解体が容易なため、砂を詰めたガードレールを好んでいる。^[23]

フィッチバリアは、砂を詰めたプラスチック製の樽の集まりで構成されたエネルギー吸収型の衝撃緩和装置で、通常は黄色で蓋が黒色である。^{[24]フィッチバリアは、}高速道路と出口車線の間のガードレールの端（ゴアと呼ばれるエリア）に、最も衝突の可能性が高い線に沿って三角形に配置されていることが多い。前方のバリアには砂が最も少なく、後続の樽には砂が多く含まれている。車両が樽に衝突すると、樽が砕けて内部の砂が飛び散ることで車両の運動エネルギーが消散し、車両は固体障害物に衝突して突然激しく急減速するのではなく、より長い時間をかけて減速する。その結果、車両乗員が負傷するリスクが大幅に軽減される。フィッチバリアは、その効果、低コスト、設置や修理または交換の容易さから広く普及している。^[25]

端部処理の種類:

• ブルノーズ
• ETプラス
• 水と砂を充填したバリアー緩衝材
• ゴム製エンドキャップ
• クワッドガードクラッシュクッション
• ペンシルバニアガードレールエンドターミナル
• 交通バリアエネルギー減衰器
• Wビームダブルバッファ

• より安全なバリア
• 安全バリア
• 敵対車両緩和
• 交通コーン
• 交通警備員
• トリニティ インダストリーズ#ガードレール論争