Fragility Curves of the Urban Road Network Based on the Debris Distributions of Interfering Buildings

Fragility curves are essential tools to quantitatively assess the physical vulnerability of structures and infrastructures at risk for a given seismic hazard. They describe the probability of exceeding a given performance level under earthquake excitation, and are usually defined by a lognormal probability distribution function. Although debris from damaged buildings adjacent to  road  edges  is  the  main  cause  of  urban  mobility  disruption,  studies  on  the  fragility  curves  development for infrastructures subject to seismic actions focus on geotechnical effects, and do not  analyze this type of road blockage. The article proposes an analytical procedure to construct fragility curves for urban road networks. It is based on the construction of debris graphs and the use of an  appropriate fitting technique. For a given seismic intensity measure level, the developed fragility  curves express the probability that the road is open or closed to the transit of emergency vehicles  after debris fall. Therefore, the performance level is defined in terms of the width of the road  pavement that remains free after the debris fall, or the width of the debris heap on the road  pavement. Finally, the proposed framework is tested with real data of the main street in Amatrice,  and the results are presented and discussed.