본 연구는 특수한 조건에서의 줄눈 콘크리트포장의 설계 및 성능에 관한 분석을 목적으로 한다. 줄눈 콘크리트포장은 시멘트 콘크리트 포장의 한 형태로, 오랜 기간 도로 포장형식으로 사용되어 왔다. 이 포장 방식은 철근을 사용하지 않는 대신, 콘크리트 슬래브의 균열을 줄눈을 통해 유도하고, 다월바와 타이바를 통해 슬래브에 생기는 응력을 줄이는 방식이 다. 대한민국의 다양한 지역 환경과 계절적 특성은 도로 포장설계에 주요한 인자로 적용된다. 특히, 슬래브의 부등건조수 축이 평탄성 문제의 주요 원인으로 지적되며, 이는 온습도의 변화에 의해 발생한다. 본 연구에서는 3차원 유한요소해석 을 활용하여 줄눈 콘크리트포장 슬래브의 거동을 분석하고, 콘크리트 슬래브의 두께, 줄눈 간격, 타이바 및 다웰바의 배 치 등 주요 설계 변수의 영향을 평가한다. 이러한 설계 인자들이 슬래브의 응력과 변위에 미치는 영향을 확인하며, 다양 한 환경 조건 하에서의 설계 방법의 유효성을 검증한다. 본 연구는 줄눈 콘크리트포장의 실제 배치 방식을 모델링하여, 기존 설계 방식의 보안 사항을 파악하고, 설계 기준 내에서의 주요 인자 변화를 통해 부등건조수축을 완화할 수 있는 방 안을 제시한다. 이를 통해, 특수 환경 조건에서의 온습도 영향을 고려한 효율적인 포장 설계 방안을 도출함으로써, 도로 포장의 평탄성과 내구성 향상에 기여하고자 한다.

PURPOSES : This study is a method for developing a 3D stratum modeling that uses Civil3D, CAD, Revit, and Dynamo, the products of Autodesk and ground survey data to prevent reversal and applying BIM design to underground structures. METHODS : If the ground level difference is severe and the survey data is not sufficiently spaced, a reversal phenomenon occurs such that the stratum is generated above the surface ground. In such cases, the first layer of the stratum can be offset from the ground surface and the remaining layers are created and utilized by the stratum thickness. However, the first layer is just offset from the ground surface, which is not an accurate implementation of geological information. To fix this error, we propose a method to calculate the quantity in 3D based on the algorithm that generates the stratum underneath the original ground surface connected with borehole data. RESULTS : The 3D stratum is designed to be implemented within 30 min with minimum memory resource occupancy. The ground surface is generally based on a digital map and can be linked with a drone and 3D scan data afterwards. The stratum model for each layer can be implemented in both a triangulated irregular network (TIN) and solid for quantity and volume calculations. Each layer will be generated in selected colors, and analysis on altitude, gradients, etc. can be performed with it. CONCLUSIONS : Constructing 3D spatial information using 2D information is expected to lay the foundation for providing required services in construction, real estate, architecture, urban planning, and transportation in the future, to users with integration and convergence into various fields such as BIM, smart city, digital twin, and VR-AR.

본 연구에서는 3차원 곡면의 매개변수식 기하 표현법과 계층적/관계형 자료 구조를 이용하여 3차원 터널을 자동으로 모델링할 수 있는 방안을 제시한다. 매개변수식 기하 표현법과 계층적/관계형 자료 구조의 이용은 3차원 터널 표현의 일반화와 확장성을 제공하며 해석을 위한 터널 구조의 특성을 정확하게 처리할 수 있게 한다. 그리고 터널 곡면의 곡률 특징을 이용하여 2차원 요소망 생성 알고리즘을 사용하여 3차원 요소망을 자동으로 생성할 수 있다.