BIM技術在道路設計領域的應用研究與展望

胡煥

摘 要：市政道路的設計是道路建設過程中的重要工作。隨著城市化的推進，我國的各項城建基礎設施都在不斷優化和完善。傳統的設計模式已經無法跟得上時代步伐，BIM技術的應用可以彌補其傳統缺陷，不僅使道路設計的質量得到提高，而且工作效率也得到提高，從而更深入地使人們的生活質量也得到改變。

關鍵詞：BIM技術；道路誰；應用；展望

1 導言

道路項目囊括眾多專業，且時間、空間跨度大，而傳統做法，從立項、設計，到施工，以及投入使用后的運營管理，各階段、各專業之間存在信息孤島或斷層現象，在項目進程的不同階段，不同的參與方對同樣的信息會有不同的組織、管理和使用方法，導致信息冗余，即多個工程文件包含同一信息，而BIM軟件具有信息交互性，能夠真正實現協同設計。

2 BIM技術的概念界定

BIM技術應運而生，多用于建筑領域，通過啟動BIM技術實施工程設計和工程管理，實現了設計管理與設計技術融合，實現了建筑工程的全方位管理，為建筑工程項目的生命周期提供了保證。隨著近年來城市公路建設如火如荼地展開，道路設計越來越受到重視。企業要將建筑設計的優勢充分發揮出來以擴展利潤空間，就將設計納入到管理范疇，應用BIM技術進行設計，實現設計管理。在城市道路設計上，可以對道路管理設計工作整體性規劃，各種技術細節以及管理細節都可以在BIM軟件模型中體現出來，其優勢在于，將各種設計管理信息系統化，構成了為城市道路設計提供的專屬模型，通過運行這種模式，就可以對各項設計管理工作采用數字技術體現出來，融入到道路工程項目的各個環節中，設計管理信息可以為工程項目提供全過程服務，保證道路設計管理工作高效有序地進行。

3 BIM技術在市政道路設計中的作用

3.1 充分表現設計意圖

BIM技術的廣泛應用，基本上實現了三維數據模型的建立，這樣能夠有效地避免傳統二維設計模式在設計表現形式上的不足。在市政道路工程設計階段，BIM技術能夠更加直接的將城市道路完工后的效果圖加以描述，工作人員更加直接的看到城市道路完成后的視覺效果，因此將BIM技術引入到市政道路工程施工中，可以更加直觀的對城市道路設計意圖進行表達。

3.2 較強的模擬分析能力

BIM技術的一大優點就是能夠在設計的初級階段就將城市道路工程完工后的效果表現出來，這可以讓人們更早的、更直接的感受到該設計意圖所帶來的效果，同時在表現出完成體效果時，還能對其特質進行全方面分析。這樣就可以使相關的設計人員在設計初級階段認識到該設計中所存在的不足，并及時的對設計方案以及設計理念加以調整和改進，這就是BIM技術在市政道路工程中模擬分析能力的體現。

4 BIM技術在道路設計領域的應用

4.1 在地形圖處理中的應用

在市政道路的設計中，對地形圖的處理是基礎且必要的環節。通常情況下，地形勘測單位會提供二維和三維兩種地形圖。二維地形圖將高程點設置為0，之后在高程點周邊標注明確的數字，來表示實際的高度。三維地形圖則不同，其中的標注高程點也就是實際高層，且高程點往往都用有Z字標識的坐標來表示。三維地形圖的處理一般有以下幾個步驟：①打開圖形管理器，挑選出高程點以外的全部圖層，進行反向選擇及凍結操作。②在菜單欄中找出創建曲面的選項，打開對話框，對圖層的名稱及類型等進行選擇，進行圖形的添加。③打開曲面數形對話框，選擇自定義模式，通過鼠標右鍵確定圖形對象，根據彈出來的任務欄選定高程點。④在曲面創建工作完成后，工作人員可以借助查看器對曲面的頁面進行查看，完善三維地形圖的設計。

4.2 用BIM技術進行道路規劃

城市的地下空間被充分開發利用起來進行道路設計，可以提高城市地下空間的利用率。在進行道路設計中就可以運用BIM技術對地下空間系統性規劃，以使得地下空間被充分利用起來。BIM技術在應用領域中可以充分地發揮其協同功能和分析功能。將這兩項功能用于城市道路設計中，構建城市道路三維立體圖形，利用圖形計算地下空間的可利用性，并進行整體性規劃。將城市中的地下空間與地上空間相比較，不僅空間的格局復雜，而且屬于是隱性工程，這就必然給成本是道路設計造成了一定的難度。特別是城市道路工程屬于是市政地下工程，在地下空間中還有其他的輔助性設施，就需要道路設計中合理規劃地下空間，以使得地下空間中的輔助性設施的運行不會受到影響。將BIM技術充分利用起來，可以實現道路設計圖的透視化，對于道路設計效果都能夠做到一目了然，即利用軟件將與道路設計相關的信息輸入到BIM軟件中，包括道路、互通區、被交道、斷面、超高、加寬、平交口、隔離柵、橋梁、護欄、隧道、豎曲線、涵洞、平曲線等。對于地下空間的道路設計要從整體的角度合理規劃，能夠確保地下道路分布合理，結構連通，而且還可以利用BIM軟件將土方量精確計算出來。當道路設計完成之后，還可以運用BIM技術對所設計的地下道路加以論證。

4.3 在道路中心線繪制中的應用

繪制道路中心線是市政道路設計工作的重要內容。道路中心線的設計包含多種因素，因此在實際的設計工作中要將各種因素全面納入考慮。嚴格按照市政道路的相關規劃進行處理，并根據具體的設計要求優化調整設計方案中的曲線長度、半徑等。在具體的操作實踐中，應用BIM技術進行市政道路中心線的設計和繪制，可以按照以下幾個步驟進行：①在設計之前，要提前對道路中心線進行深入的分析，確定位置后再將其導入到3D圖形中。②根據實際需要，在3D圖形中進行市政道路中心線的轉換，如將其轉化為多段線等。③利用BIM技術還可實現道路路線的創建。在任務菜單中選擇“多線路創建”的選項，單擊后會自動彈出對話框，在對話框中輸入路線的名稱，最后對路線的試樣及名稱進行批量的選擇，點擊鼠標右鍵進行確定，完成中心線及道路路線的創建。

4.4 施工期間的應用

施工前期階段之后是項目實施階段，施工隊的進度會因為使用BIM而得到顯著提高。

（1）施工監測：所有用于設計、施工工藝檢查、材料參數的信息都能從BIM模型中得到。根據之前以及建設期間輸入的信息，用戶可以在任何時候以一種精確的形式從BIM模型中得到其需要的信息。

（2）人力資源管理和進度跟蹤：BIM技術能夠結合移動計算機處理技術用于人力資源管理和進度跟蹤。所需信息能夠與4D模擬結合來協助決策者跟蹤項目進度和現場材料。

（3）質量保證：BIM提供確保質量的設計和施工信息。移動計算機處理技術能夠同BIM結合，通過網上監督、進度跟蹤、進度檢查來確保現場工作人員實時控制施工質量。并且借助BIM模型能夠捕獲和管理每一件工作的質量檢查清單。

（4）現場安全：BIM能夠通過虛擬施工平臺，顯示潛在的安全隱患，同時也能用于模擬一個相對安全的現場工作環境。

（5）成本控制：5DBIM將成本相關信息添加到模型中，能夠幫助BIM項目利益持有者跟蹤和預測項目任何階段的資金流動。如果模型發生任何變化，也將相應更新資金流動信息。

5 結束語

綜上所述，中國的城市化發展，基礎設施建設越來越受到重視。由于城市空間有限，使得城市道路設計中對于空間合理利用成為需要重視的問題。BIM技術應用到市政道路工程中會發揮出巨大的優勢，更好地促進市政道路工程發展，在未來社會經濟發展過程中，要廣泛的應用BIM技術，進而更好的推動我國工程設計領域的發展。

參考文獻：

[1] 余北斌.BIM技術在市政道路設計中的應用[J].建材與裝飾，2018（23）：265.

[2] 陳馬樂.探究城市道路設計中BIM技術的運用[J].建材與裝飾，2018（18）：255～256.