技術レポート

ワイヤーロープ式防護柵の開発〜２車線道路における緩衝分離構造〜

独立行政法人 土木研究所寒地土木研究所
寒地道路研究グループ 寒地交通チーム
主任研究員

平澤匡介

1 はじめにめる高速道路分離帯用Am種の試験条件で性能確認

北海道の郊外部幹線道路は走行速度が高くなりや結果を紹介します。

試験を行い、防護柵設置基準等の適用性を検討した

すく、大部分が非分離の往復2車線道路なので、正面衝突事故が起きると、死亡事故等の重大事故に至りやす

2 ワイヤーロープ式防護柵の概要

い状況にあります。道路構造令では、特例として中央分

ワイヤーロープ式防護柵は、日本国内の設置基準 1）離帯の設置が認められていますが、事故時の対応等のにおいて、ケーブル型防護柵に分類されます。既に国ために車道を拡幅しなければならないので、設置は限定内で普及しているガードケーブルと大きく異なる点は、されます。

支柱が細く、車両が衝突した時に支柱が倒れて、
ワイ

スウェーデンの2 + 1 車

ヤーロープのたわみで衝撃を受け止めるので、車両へ線 道 路（ 写 真 - 1 ）は、車の衝撃が緩和されることです。

道 幅 員が 狭くても、支 柱一方、ガードケーブルは、たわみ量を少なくし、ブラケが細く、緩 衝 機 能があるットと呼ばれる部材を取り付け、支柱に直接衝突させワイヤーロープ式防護柵ずに車両を誘導するように考えられています。
しかし、を道 路中央に設 置して、支柱の強度が高いので、車両が支柱に衝突した時に正 面 衝 突を防 止していは大きな衝撃を与えてしまいます。

ます。

2車線区間に中央分離施設を導入する際の最大の本稿では、緩衝機能を課題は、交通事故、故障車等が発生した時の交通運有するワイヤーロープ式用にあります。駐停車両があっても通過車両の妨げに防護柵を2車線道路の中ならないように広い路肩が必要なので、多くの建設費央分離施設として開発す用が掛かります。
スウェーデンでは、Uターンのためにるために、CGシミュレーシ開放区間を設定しているほか、ワイヤーと支柱を外し、ョンや実車衝突実験により、防護柵設置基準に定16 北の交差点 Vol.30 2012

写真-1
ワイヤ ーロー プ 式 防 護 柵 付きの「２＋１」車線道路（スウェーデン）

臨時に開放区間（写真-2）を設けることで対応しています 2）。

①ワイヤーロープ撤去

写真-2

②支柱撤去

③開放空間の確保

緊急時の開放例

独立行政法人土木研究所寒地土木研究所では、
これ

例えば、大型貨物車の進入行程を小さくするためにらの性能や機能に着目し、鋼製防護柵協会と共同研究

は、支柱の強度を高めることやワイヤーロープの設置を締結し、日本の2車線道路の中央分離施設として緩高さを高くすることが考えられますが、乗用車衝突時衝機能を有するワイヤーロープ式防護柵の研究開発をの離脱速度低下やワイヤーロープが車体を捕捉出来行っています。

ないことが懸念されるなど、二律背反にある条件を満3 車両の衝突による性能確認試験足させるバランスの取れた仕様が求められます。

ワイヤーロープ式防護柵を日本に導入するためには、防護柵の設置基準

1）に規定された車両の衝突による性能確認試験を行う必要があります。
防護柵に求められる性能は、強度性能、変形性能、車両の誘導性能、構成部材の飛散防止性能の4つに分けられ、このうち、ワイヤーロープのたわみで衝撃を吸収することから、変形性能をクリアすることが最も厳しい基準となります。変形性能の基準値は最大進入行程と呼ばれ、車両が防護柵に衝突する時に、車輪の内側が防護柵の外側に踏み出る距離の最大値です。
一般国道の規格はB種と呼ばれ、1.1ｍ、高速道路の規格はＡ種と呼ばれ1.5ｍが適用されます1）。
スウェー

デンの2+1車線道路の場合は、欧州規格に規定された1.7ｍを採用しています。
高速道路分離帯用Am種の基準に合致したワイヤー

図-1

ロープ式防護柵を開発するために、平成22年と平成23年に試作品の性能確認試験を行った結果、残念ながら基準を満たす性能を得ることができませんでした。

CGシミュレーションの一例

CGシミュレーションでは、防護柵の支柱の材質、板厚の他、ワイヤーロープの本数、高さ、バンド数、張力、これらの結果を検証し、鋼製防護柵協会が所有する支柱の設置間隔等の数値を変えて、性能確認試験とCGシミュレーションを活用しながら、防護柵の仕様検討同じ条件でシミュレーションを行い、離脱速度、離脱角を行いました（図-1）。

度、最大進入行程等の結果から、分離帯用Am種（高ワイヤーロープ式防護柵は、ワイヤーロープのたわみで衝撃を吸収する反面、対向車線へのはみ出し量速道路）の基準を満足すると思われる2種類の仕様を得ました。

である進入行程が大きくなるなど、仕様を検討する際2種類の仕様は、支柱の板厚が4.2mmと3.2mm以にはトレードオフの関係にある必要条件がいくつかあり外、全て同じで、鋼管の支柱（直径8.9cm、高さ103cm）ます。

を舗装下のスリーブ管（直径11.4cm、埋め込み深さ

北の交差点 Vol.30 201217技術レポート70cm）に差し込む仕組みです。

その結果、板厚4.2mmのタイプでは下3段、板厚支柱上部の真ん中にワイヤーロープ5本を通す形状

3.2mmのタイプでは下2段のワイヤーロープが車輪の回で、ワイヤーロープの位置は地表からの高さが上から転により引き下げられましたが、最大進入行程（1.5m以97cm、86cm、75cm、64cm、53cmです。支柱間隔は下）、離脱速度（衝突速度の6割以上）、離脱角度（衝突3m、支柱の材質はSTK400です。支柱には、樹脂製の角度の6割以下）やその他の項目を含め、全ての項目で間隔保持材を設けています。端末基礎はできるだけ設基準を満足しましたが、衝突後の車両軌跡を解析した置する幅員が少なくなるように、ワイヤー端部を道路の結果、板厚4.2mmのタイプの方が車両の向きを素早く変縦断方向に沿って1列に配置しています（写真-3）。

えていることから、車両の誘導性能上有利であると判断し、この仕様で性能確認試験を行うこととしました。

4 防護柵性能確認試験の実施
性能確認試験は、高速道路に設置できるＡ種の実車衝突試験を国土交通省国土技術政策総合研究所内の衝突試験施設で平成24年1月に行いました。
試験条件は、以下の通りです。
【試験条件】
・防護柵種別：Am種
・防護柵形式：ケーブル型たわみ性車両用防護柵
・基 礎 種 類：土中用基礎（両端アンカー）

性能確認試験の結果、車両の逸脱防止性能は、大型車が防護柵を突破されない強度があり、乗員の安全性能は、乗用車が横転・転覆することなく誘導さ
写真-3

防護柵設置状況れました（写真-5）。

最終的な仕様を決めるために、2種類の防護柵を乗用車の前部は破損していていますが、車室が保存試作し、苫小牧寒地試験道路においてテストドライバされ、最大加速度も95.2m/s2/10msと小さく、規定値のーによる実車衝突実験を行いました。

150m/s2/10msを満足し、緩衝機能が確認されました。

実験条件は、防護柵設置基準のAm種に対応した防護柵の変形性能においても、最大進入行程は大型性能確認試験と同じ条件としましたが、乗用車の衝突車：1.48m、乗用車：1.02mと基準の1.5ｍ以下という値を条件Bは危険が伴うため、大型貨物車の衝突条件に満足しました。車両の誘導性能においては、離脱速度が限り、行いました（写真-4）。

衝突速度の6割以上（大型車83.1％、乗用車66.1％）、
離脱角度が衝突角度の6割以下（大型車0％、乗用車35.7％）と規定を満足しました。
その結果、「防護柵設置基準・同解説」に定めるAｍ
種の試 験 項目に対し、全て基準値を満足したことが明らかになりました（表-1）。

写真-4

大型貨物車による衝突実験の状況（左：板厚4.2mm、右：板厚3.2mm）

18 北の交差点 Vol.30 2012

表-1 性能確認試験結果
測 定 項目車両の逸脱防止性能

防護柵の強度性能
防護柵の変形性能

乗員の安全性能

車両の誘導性能

構成部材の飛散防止性能

条件区分

計 測 項目A

防護柵の損傷・大型貨物車が突破しない強度を有すること。
○部材の切断等はなく、ケーブル、支柱などにより防護柵が連続保持されている。

試 験 結 果（ 基 準 の 合 否 ）A

最大進入行程・車両の進入行程が1.5m以下であること。
○最大進入行程は、1.48mであり、必要とする変形性能を有している。

B

車両重心加速度・10ms移動平均値が150m/s2/10ms未満であること。
（防護柵軸方向）○X：66.9m/s2/10ms（防護柵横軸方向）○Y：95.2m/s2/10ms

共通

車両の挙動

・車両は防護柵に衝突後、横転などを生じないこと。
○乗用車は横転・転覆することなく誘導された。
○大型車は防護柵から離れなかったが、離脱の方向に進行しており、横転・転覆することなく安定した姿勢で誘導された。

共通

離脱速度

・離脱速度は衝突速度の6割以上であること。
○衝突条件A：衝突速度 52.2km/hの83.1％（43.4km/h）○衝突条件B：衝突速度 100.6km/hの66.1％（66.5km/h）

共通

離脱角度

・離脱角度は衝突角度の6割以下であること。
○衝突条件A：衝突角度 14.9度の0％（0度）○衝突条件B：衝突角度 20.7度の35.7％（7.4度）

共通

部材の飛散状況

・車両衝突時に防護柵構成部材が大きく飛散しないこと。
○付属品が飛散したが、主要部材ではなく、大きな事故につながらないことから、飛散防止性能を満足していると判断した。

道路）の基準を満足する仕様が確認され、日本国内への導入が可能となりました。平成24年11月10日には、新たに開通する道央自動車道・大沼公園IC〜森IC間の一部区間（約1.6km）で試行導入されます。
今後は、一般国道（B種）に適合する仕様の検討や実験の実施、また、実道への設置に向けて、設置条件（道路線形、構造物箇所等）に適した細部構造や効率的な施工方法、適切な維持管理方法等の検討を引き続き行う予定です。

写真-5

性能確認試験での衝突時の状況（上：大型貨物車、下：普通乗用車）

5 おわりにワイヤーロープ式防護柵は、従来の中央分離施設より、設 置 費 用を抑え、衝 突 時の衝 撃を吸 収するので、死亡事故などの重大事故防止が期待され、高規格道路暫定2車線区間や地域高規格道路などへの適応が考えられます（写真-6）。
本研究では、正面衝突事故防止など道路の安全性、円滑性の向上に資する新しい道路施設として期待されるワイヤーロープ式防護柵を我が国に導入するにあたっての課題を様々な観点から検討し、試験を行ってきました。
その結果、平成24年1月に行った性能確認試験により、防護柵設置基準に定める分離帯用Am種（高速写真-6 活用が期待される道路構造イメージ（上：従来のラバーポール 下：ワイヤーケーブル防護柵）

参考文献

1）
防護柵の設置基準・同解説、（社）
日本道路協会、平成20年1月
2）
平澤匡介、宗広一徳：スウェーデンの道路構造・交通安全対策に関する調査、寒地土木研究所月報、平成21年2月

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