Development of AR System for Asphalt Pavement Compaction Operation and Suggestion for Accompanying Education Program

AR을 이용한 아스팔트 포장 다짐공사 지원 시스템 구축 및 교육과정 제안

Abstract

A pavement construction process consists of series of lay-down operation for pavement materials to form a designated thickness and compaction operation for the lay-down layer to form a designated strength. A technological breakthrough in pavement compaction equipment was made in last 15 years in western countries: intelligent compaction roller, that is equipped with GPS along with other pavement response sensors is becoming a game-changer in pavement construction. This paper introduces AR system that may be used in asphalt pavement compaction operation using intelligent compactor. Since AR technology is very new concept in road construction society, a suggestion for accompanying education program was also made for specific task group in pavement compaction operation. Since AR technology has not been introduced in asphalt pavement compaction operation, the AR compaction management would lead the construction quality of asphalt pavement to the beyond level.

도로포장공사는 시방규정에 맞는 재료를 포설하고 다짐장비를 가동하여 이를 적절한 강도를 가질 수 있도록 다짐하는 공정이 큰 부분을 차지한다. 지난 15년간 유럽 및 미국에서 도로포장공사용 다짐장비 및 시공법의 비약적인 발전이 있었다. GPS 및 각종 센서가 부착된 지능형 다짐 장비가 가동하면서 지반/포장 구조체의 반응 및 다짐장비의 위치 등을 실시간으로 구할 수 있게 되어, 이를 공사품질관리에 이용할 수 있게 된 것이다. 국내에서도 이러한 시공체계를 도입하기 위한 기초연구가 진행되고 있다. 본 연구를 통하여 증강현실기반의아스팔트 포장 다짐공사 지원체계를 제안하고 이를 공사담당자가 적절히 활용할 수 있는 교육과정 및 내용을 제안하였다. 세계적으로 아직 시도된 바 없는 AR환경에서의 IC 다짐장비 시공관리를 통하여 아스팔트 포장 다짐공사의 시공품질을 극대화할 수 있을 것으로 판단된다.

그림 1. 아스팔트 포장 시공 모습 Fig. 1. Asphalt pavement construction.

그림 2. 아스팔트 포장 시공을 위한 다짐 장비 Fig. 2. Asphalt compaction equipment.

그림 3. 지능형 다짐 장비 [4] Fig. 3. Intelligent compactor [4].

그림 4. AR구현을 위한 도로 다짐현장 시스템 구성도 Fig. 4. System diagram for AR implementation on road compaction site.

그림 5. 시스템 메뉴 Fig. 5. System menu tree.

그림 6. 메인 화면 Fig. 6. Main screen.

그림 7. 시스템 셋업 화면 Fig. 7. System setup screen.

그림 8. 실시간 다짐 횟수 조회 화면 시나리오 Fig. 8. Real-time number of compaction status screen.

그림 9. 실시간 다짐도(ICMV) 조회 화면 시나리오 Fig. 9. Real-time ICMV Status Screen.

그림 10. 실시간 표면온도 조회 화면 시나리오 Fig. 10. Real-time surface temperature status screen.

그림 11. 도로시공 참여 주체 Fig. 11. Pavement construction participants.

표 1. Intelligent Compactor 데이터 속성 Table 1. Intelligent compactor data properties

표 2. 도로건설 주체별 특성 Table 2. Characteristics of pavement construction participants

표 3. IC 및 AR기반 다짐공사지원 시스템에 대한 교육내용 Table 3. Education subjects for IC and AR based pavement compaction management system

표 4. 도로건설 주체별 교육내용 및 교육시간 Table 4. Education subjects and duration for pavement construction participants