BIM技術在市政道路設計中的應用

管延臣

摘 ? ?要：BIM技術是當前建筑設計中的新型設計理念，將三維數字技術用于市政道路設計，將有效提升市政道路設計的科學性與合理性。基于此，本文以BIM技術作為研究對象，結合BIM技術的應用優勢，分析該技術在市政道路地形圖設計、中心線、橫向路面、縱向斷面設計中的應用，從而優化市政道路設計方案。

關鍵詞：BIM技術;市政道路設計;道路中心線設計

1 ?引言

BIM技術是建筑信息模型的簡稱，對建筑項目物理特點與功能展開數字化記錄，實現三維數字信息的共享。在市政道路設計階段中，BIM技術可以完成道路設計協同化作業，無論是數據收集還是更新，都可以在技術平臺下完成，實現數字信息的集成化應用，將市政道路設計與建設展開數字化處理，提升工程設計水平。

2 ?BIM技術在市政道路設計中的應用優勢

2.1 ?實現市政道路設計的可視化

可視化在市政道路設計中可以明確設計要點、豐富設計內容，將圖紙中的內容數字化處理。以往施工圖紙的設計信息需要依靠線條與數字，要求設計人員了解圖紙內容。但隨著市政道路施工規模的擴大，建設內容日益復雜化，單一線條與數字無法滿足道路設計需求，而BIM技術的可視化功能可以做到這一點。在可視化三維設計圖紙中，將設計內容呈現出三維結構，效果圖更加精確。

2.2 ?協調并模擬道路設計

協調性是市政道路設計與施工的關鍵，要求設計人員綜合考慮城市交通、地下排水和電纜等設施的影響。市政道路建設中會遇到各種問題，設計單位需要為施工單位提供詳細的資料，明確設計關鍵點，針對特殊線路予以布置。應用BIM技術可以為其提供更加全面的設計數據，BIM技術可以作為數據存儲載體，利用市政道路設計模型呈現各類數據，實現數據的協調。比如道路開挖與排水管網的協調性、路基處理與地下水分布的協調性、道路施工與環境保護的協調性等。

2.3 ?優化道路設計

對于市政道路工程來說，道路設計也是一個不斷優化的過程。應用BIM技術可以優化設計與施工，評估道路設計信息，明確設計復雜程度，優化處理工程幾何信息、工程量、物理信息等，為數據的優化提供最新計算方法。在優化設計方案時，憑借BIM技術的優勢將設計與成本控制相結合，按照設計內容優化成本，在保障施工質量的同時降低成本。此外，BIM技術可以對特殊項目優化處理，例如軟土地基施工處理，并幫助設計師及時發現隱藏的設計問題。該技術使用下，設計圖與以往的二維設計圖不同，可以對工程進行三維模擬，支持可視化圖紙應用，可以為設計師和施工人員提供綜合線路圖與結構圖，提升圖紙的精確性，為工程施工提供重要的參考依據。

3 ?BIM技術在市政道路設計中的應用分析

3.1 ?BIM技術在道路地形圖設計中的應用

在市政道路設計中，道路地形圖的整體設計至關重要。與普通道路工程相比，市政道路工程設計要求道路地形圖必須繪制的精確、詳細，將BIM技術應用其中，可以做到以下幾點：（1）應用BIM技術穿插地形圖中心線。結合市政道路地形圖與整體道路結構優化系統，明確3D地形圖的地理位置坐標，為工程施工周圍設計地形梯度;（2）應用BIM技術進行地形圖轉化設計。以3D建模造圖為基礎，在圖紙上標注具體施工要點與地圖中心線，將傳統的地形圖轉化為3D多元線路，實現不同道路設計的協調性;（3）應用BIM技術協調地形圖與線路構建，對多段道路線路展開穿插設計，使市政道路線路施工圖更加完整。比如在道路設計中，應用BIM技術可以完整的將道路布局呈現出來，并結合具體地形環境，將其融入道路設計中，為設計工作帶來3D化構圖效果。憑借著自身的地形處理技術，BIM技術可以對道路模擬造型，完成三維樞紐立體規劃，將設計人員的意圖傳達明確，優化設計方案，以最直觀的方式將道路整體效果圖表現出來。

3.2 ?BIM技術在道路中心線與橫向路面設計中的應用

對于道路中心線設計，這是市政道路線路設計的重點。應用BIM技術可以將中線完整的繪制出來，將技術參數與實際路線對比，確定中線設計標準，合理規劃中線長度，明確曲線直徑與平緩長度。在中心線穿插設計時，需要應用BIM技術提前描繪出中心線結構，模擬中心線道路走向，并以數據的方式呈現出模擬效果，將中心線融入3D圖形中，實現對市政道路多節線路的優化設計，確保中心線定位更加精確，為接下來的橫向路面與縱向斷面設計奠定基礎。

對于道路橫向路面設計，應用BIM技術可以保證道路構建的科學性與合理性。BIM技術可以高效拼接道路部件，將各部分組建起來，并展開三維數據模擬，計算模型的過程就是對道路設計的過程。橫向路面設計需要考慮車輛通行情況，根據車的流量與載重量限定值進行路面設計。橫斷面設計包含通行車道設計、人行道設計、路基結構設計以及路橋連接設計，應用BIM技術對這些內容進行3D構圖，精確各處位置。此外，BIM技術還能對施工材料予以設置，通過數據分析，合理布置設計節點參數，以便施工人員按需求購置施工材料，實現資源的合理配置，避免不必要的資源浪費。

3.3 ?BIM技術在道路縱向斷面設計中的應用

在市政道路縱向斷面設計中，應用BIM技術可以實現對線路的科學編制，以基礎線路設計為基礎，利用軟件的模擬功能，可對線路進行分段構建。比如拉坡線繪制時，可使用BIM軟件對道路縱向斷面展開動態監視，預測設計標準和拉坡線之間的偏離距離，通過合理的調整，保證道路縱向斷面設計工作的合理性。此外，BIM技術還會用于營地布置設計，使用Auto CAD Civil 3D軟件對營地展開二維規劃，在BIM平臺中導入營地設計數據，完成營地三維建模工作。BIM以將道路設計信息與文件同步，模擬縱向斷面設計效果，可視化整合設計圖，全方位進行道路工程3D模型的信息化處理工作。不僅如此，BIM技術還具有漫游功能，可以幫助設計人員和施工人員了解項目細節內容，通過高清設計效果圖與視頻文件了解圖紙全部信息。

2018年，中交第一公路勘查設計研究院與BENTLEY軟件公司發布了雙方合作研發的道路工程BIM正向設計軟件，即CNCCBIM Open Roads，軟件面向市政道路、公路，可以解決現有BIM技術軟件缺乏本地化設計規劃、模板、數據無法聯動問題。軟件支持Project Wise互聯數據環集成項目交付，可以與交通工程、地質勘探、管線管理等軟件聯合應用，提升市政道路設計工作的協調性。基于工程管理BIM協同平臺，可解決多種類型項目管理難題，實現市政道路建設施工精細化管理。平臺內包含模型管理、模型算量、安全質量管理、進度管理、設備管理、材料管理、資料管理、成本控制、投資管理等內容，設計人員、施工人員與管理人員可以立足于BIM技術平臺，各司其職，完善自身崗位工作，保障道路建設施工質量。在未來，設計人員需要高度重視BIM技術設計階段的工作，當某項數據發生變化時，BIM平臺可以自動調整3D模型，設計人員無需重新繪制設計圖，有效提升工作效率。不僅如此，設計師可以通過BIM技術找出方案內的缺陷問題，以便及時調整，為后期施工和工程驗收環節奠定基礎。

4 ?總結

總而言之，隨著BIM技術的發展，將其用于道路設計是市政道路建設的必然趨勢。憑借著BIM技術的特性，可以讓BIM在市政道路設計中發揮更加顯著的作用，要求設計師與施工人員不斷提升自身專業素質，提高技能水平，全方位掌握BIM軟件應用內容，在道路地形圖設計、道路中心線設計、橫向路面設計、道路縱向斷面設計工作中突出BIM技術的應用優勢。

參考文獻：

[1] 廖杰花.淺談BIM技術在市政道路設計中的應用[J].居舍，2019（14）：47.