BIM在城市道路設計中的應用探討

鄭博文 董士凱

（中交公路規劃設計院有限公司浙江分公司，浙江 杭州 310000）

當前城市化發展進程不斷加快，各基礎設施建設越來越完善，能夠更好地滿足當前人們生產生活需要。在城市建設中道路系統十分關鍵，城市道路設計復雜性越來越高，人們在道路設計方面要求也更為嚴格。以往城市道路設計以平縱橫二維圖像顯示城市道路三維空間分布情況，很少結合道路地形、周邊建筑和景觀等內容，同時很少建立三維模型，多數為局部和靜態性內容。將BIM技術應用在城市道路設計中，不僅能夠健全三維模型，同時還能夠將信息共享、模型分析等相互結合，更好地滿足道路設計系統科學性要求，本文就此展開了研究分析。

1 BIM技術特點

1.1 可視化

BIM技術具備視化特點，能夠為設計人員提供直觀、形象設計圖像，將原有的二維圖像轉換為三維圖像，使道路設計結果得到保障。城市道路設計過程中還需要綜合多個方面因素分析考慮，使各元素綜合協調性得到保證，從可視化角度出發。實現對城市道路設計各個環節的相互銜接，建立完善的信息反饋體系，發揮信息可視化優勢，確保設計方案科學性。

1.2 協調性

當前城市道路設計復雜性有明顯提升，在具體設計過程中不僅要做好項目要求分析，同時還需要對其他專業內容有充分考慮，確保城市道路設計與周邊景觀環境相互協調，在滿足基礎功能需要的同時最大限度降低對周邊環境的影響和干擾。道路正式設計前，還需要加強與其他單位信息的共享和溝通，分析彼此意見，使設計方案協調性得到保證，找到其中可能存在的問題和隱患，使其得到處理和解決。BIM技術應用在城市道路設計中，還可以綜合多個方面因素分析考慮，研究建設過程中可能出現的問題，制定相應解決方案，使城市元素協調性得到保證，滿足工程質量和效率提升的需要。

1.3 優化性

城市道路設計在不斷優化和完善，必須要綜合多個方面信息分析考慮，做好各個環節分析，使存在的問題得到有效解決和處理。必須要確保整個設計有足夠實用性，更好地滿足城市建設綜合要求。分析以往經驗可發現，道路設計結果主要受到信息、施工和時間等因素影響，BIM技術的應用能夠同時實現對不同影響因素優化，使道路設計信息可靠性得到保證，優化復雜項目。

2 利用BIM進行城市道路設計

BIM技術應用在城市道路設計中，在設計內容方面，有地面模型、隧道、管線、橋梁、軌道交通等，且各個元素之間存在密切聯系。想要實現對不同元素的協調設計，可以利用分割-歸并理念，根據實體特點建立模型，按照要求對其拼接整合處理，打造一個完整的模型系統。

城市道路系統三維模型的建立，首先要做好各方面測量，建立地面三維模型，在原始測量數據方面，其包含三維地形圖以及數字影像圖等，將三維地形圖作為坐標系統獲取坐標信息數據。數字影像圖在實際應用中利用遙感、衛星等技術獲取相應數據，利用專業軟件進行圖像處理，確保所獲取的圖像能真實反映地形地貌。之后結合道路周邊環境因素建立徑流區域、高壓線路等，高壓線路模型建立需要明確高壓塔位置、線路類型等；在房屋建筑模型方面，包含樓層高度、樓層數等內容。徑流區域模型的建立還需要將河流常水位等納入其中。

在城市道路系統方面，在施工階段道路填挖處理后其形態會發生明顯改變，想要降低各方面因素對建設效果的影響，必須要堅持一定的原則做好道路空間形態以及地形拼接計算，尤其重視道路范圍路基及邊坡設計。在包含隧道、橋梁等結構道路工程方面，如果未做好邊坡設計，同樣會給地形帶來較大影響。另外，在外部因素所致地形改變問題得到解決和處理后，針對道路主線、隧道、橋梁等展開三維設計，將各個要素模型和共享模塊相互結合，實現對城市道路系統三維模型的優化和完善。

3 城市道路設計中BIM技術應用方向

3.1 道路縱橫斷面設計

在道路縱斷面設計方面，需要做好地面文件編制，對拉破線適當調整，確保其滿足道路設計要求。將BIM技術應用在道路縱斷面設計方面，還可以在三維地形設計方面，利用曲面創建縱斷面方式生成地面線。在具體設計過程中如果需要對道路中心修改和處理，系統還會自動生成地面線并更新，提高設計效率，緩解設計人員壓力和負擔。設計過程中如果有問題出現，還可以利用編輯縱面形狀命令，實現對各類參數的調整和修改，在橫斷面設計時，可利用專業軟件建模，點擊道路菜單，輸入數據，之后插入中心線，利用軟件完成裝配，使其與設計要求相結合，添加其他裝配等。

3.2 道路中心線應用

城市道路設計中道路中心線設計十分關鍵，為了使道路中心線設計科學性和合理性得到保證，必須要在設計階段做好各方面因素的控制，結合相關規定適當調整圓曲線：長度、半徑等。首先在道路系統中插入中心線，之后對城市道路中心展開綜合性分析和規劃，同時將中心線插入三維地形圖，再利用三維地形圖轉化中心線，在線路菜單選項中創建線路，選擇相應中心線，對話框中輸入線路名稱，最終完成繪制。

3.3 地形圖設計處理

城市道路設計工作的開展參考的地形圖有兩種不同形式，分別為二維地形、三維地形，其中二維地形高程為0，需要在邊上做好實際標高標注。三維地形的標高即是其實際高程。道路設計中參考三維地形圖，打開圖層處理器，選擇除高程點外其他圖層并凍結。創建曲面對話框，明確曲面的類型和名稱，在曲面樹形菜單中編輯自定義工具欄，選擇圖像對象并添加，全選高程點并按回車鍵，完成曲面創建。

4 BIM在城市道路設計中的應用前景

當前BIM應用在城市基礎設施建設中主要集中在鐵路和建筑業方面，城市道路中的應用尚處于初期發展階段，未來BIM在城市道路設計中的應用可考慮一下幾個方向：第一，城市綜合管廊，BIM技術應用在城市綜合管廊建設運營方面屬于長期性工作，能夠為全壽命策劃、施工以及管理等提供重要參考和指導；第二，城市快速路，城市快速路中一般包含較多的橋梁隧道，BIM技術應用在結構物設計施工指導方面發揮重要價值和作用；第三，城市交通規劃，BIM技術與物聯網技術、GIS技術等相結合，能夠實現對城市交通各類行為的準確分析，促進城市交通向著智能化、科學化方向發展；第四，城市公共交通，將城市公共交通作為一個整體，BIM技術能夠實現對公共交通的統籌規劃和一體化設計，促進城市公共交通的綜合性發展。

5 結語

當前人們在城市道路設計方要求越來越高，不僅體現在建設工期方面，在建設品質方面同樣有嚴格要求。BIM技術應用在城市道路設計中能夠使城市道路設計效率和質量有明顯提升，促進工程設計領域發展，擁有廣闊發展前景。尤其在城鎮化快速發展過程中，BIM技術在城市道路設計中應用力度有明顯增大，能夠更好地支撐我國工程設計發展進步。