Abstract
Despite vehicle instability problems caused by gusts of wind on freeways located in mountain or seaside areas, current national highway design standards overlook their detrimental effects, and if higher design speed freeways being proposed now by the government are in operation, the strong effect of the gust of wind becomes a highway alignment design issue. This paper presents the vehicle movements and their resulting safety effects by checking vehicle sliding and overturn based on vehicle dynamic analysis for the case when a gust of wind blows to vehicles negotiating curves on higher speed freeways. In this analysis, vehicle types, curve radii, motorist responsive time to vehicle driving path changes, and vehicle speeds are systematically arranged to get vehicle sliding and overturn values in each different conditions. The results showed that there were little overturn possibilities when wind speed would stay in 50m/sec with higher than 600 meter curve radii. Interestingly it was also found in sliding checks that, although being safe at less than 15.0m/sec wind speed levels, there appeared the need of vehicle travel prohibitions when the wind speed could exceed 25.0m/sec level. The findings in this research is of information in future higher speed freeway designs, and particularly useful when designing freeways passing frequent gust wind areas.
산악지역이나 해안지역을 통과하는 도로의 경우 강한 바람이 부는 지점이 있고, 이러한 지점에서 차량이 바람에 의해 전도하거나 옆으로 방향이 바뀔 수 있다. 현행 도로 설계 기준에서 강한 바람의 영향은 무시하고 있지만, 향후 고속도로 설계속도가 높아지게 되면 강한 바람의 영향은 더욱 커지게 된다. 본 연구에서는 초고속 주행 상태로 주행하는 차량에 강한 바람이 부는 경우 차량의 전도와 이탈의 관계식을 통해 그 가능성에 대해 분석했다. 이 분석에서 차량의 종류, 곡선반경, 운전자들의 강한 바람에 대응하는 소요 시간, 차량 주행속도 그리고 풍속을 달리하면서 수식적으로 전도와 이탈량을 산출했다. 그 분석 결과 차량의 전도 측면에서는 풍속 50m/s 이내에서 곡선반경이 600m 이상이면 전도 위험은 없는 것으로 나타났다. 차량의 이탈 측면에서는 풍속이 15.0m/s 이상일 경우 차량의 속도를 제한 할 필요가 있으며 풍속이 25.0m/s 이상일 경우 통행제한을 할 필요가 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 향후 도로 설계 기준을 조정하는 경우 참고할 만하며, 특히 강한 바람이 자주 부는 지역을 통과하는 고규격 고속도로를 건설하는 경우 매우 유용한 결과가 될 것이다.
