BIM在城市道路设计中的应用探讨

郑博文 董士凯

（中交公路规划设计院有限公司浙江分公司，浙江 杭州 310000）

当前城市化发展进程不断加快，各基础设施建设越来越完善，能够更好地满足当前人们生产生活需要。在城市建设中道路系统十分关键，城市道路设计复杂性越来越高，人们在道路设计方面要求也更为严格。以往城市道路设计以平纵横二维图像显示城市道路三维空间分布情况，很少结合道路地形、周边建筑和景观等内容，同时很少建立三维模型，多数为局部和静态性内容。将BIM技术应用在城市道路设计中，不仅能够健全三维模型，同时还能够将信息共享、模型分析等相互结合，更好地满足道路设计系统科学性要求，本文就此展开了研究分析。

1 BIM技术特点

1.1 可视化

BIM技术具备视化特点，能够为设计人员提供直观、形象设计图像，将原有的二维图像转换为三维图像，使道路设计结果得到保障。城市道路设计过程中还需要综合多个方面因素分析考虑，使各元素综合协调性得到保证，从可视化角度出发。实现对城市道路设计各个环节的相互衔接，建立完善的信息反馈体系，发挥信息可视化优势，确保设计方案科学性。

1.2 协调性

当前城市道路设计复杂性有明显提升，在具体设计过程中不仅要做好项目要求分析，同时还需要对其他专业内容有充分考虑，确保城市道路设计与周边景观环境相互协调，在满足基础功能需要的同时最大限度降低对周边环境的影响和干扰。道路正式设计前，还需要加强与其他单位信息的共享和沟通，分析彼此意见，使设计方案协调性得到保证，找到其中可能存在的问题和隐患，使其得到处理和解决。BIM技术应用在城市道路设计中，还可以综合多个方面因素分析考虑，研究建设过程中可能出现的问题，制定相应解决方案，使城市元素协调性得到保证，满足工程质量和效率提升的需要。

1.3 优化性

城市道路设计在不断优化和完善，必须要综合多个方面信息分析考虑，做好各个环节分析，使存在的问题得到有效解决和处理。必须要确保整个设计有足够实用性，更好地满足城市建设综合要求。分析以往经验可发现，道路设计结果主要受到信息、施工和时间等因素影响，BIM技术的应用能够同时实现对不同影响因素优化，使道路设计信息可靠性得到保证，优化复杂项目。

2 利用BIM进行城市道路设计

BIM技术应用在城市道路设计中，在设计内容方面，有地面模型、隧道、管线、桥梁、轨道交通等，且各个元素之间存在密切联系。想要实现对不同元素的协调设计，可以利用分割-归并理念，根据实体特点建立模型，按照要求对其拼接整合处理，打造一个完整的模型系统。

城市道路系统三维模型的建立，首先要做好各方面测量，建立地面三维模型，在原始测量数据方面，其包含三维地形图以及数字影像图等，将三维地形图作为坐标系统获取坐标信息数据。数字影像图在实际应用中利用遥感、卫星等技术获取相应数据，利用专业软件进行图像处理，确保所获取的图像能真实反映地形地貌。之后结合道路周边环境因素建立径流区域、高压线路等，高压线路模型建立需要明确高压塔位置、线路类型等；在房屋建筑模型方面，包含楼层高度、楼层数等内容。径流区域模型的建立还需要将河流常水位等纳入其中。

在城市道路系统方面，在施工阶段道路填挖处理后其形态会发生明显改变，想要降低各方面因素对建设效果的影响，必须要坚持一定的原则做好道路空间形态以及地形拼接计算，尤其重视道路范围路基及边坡设计。在包含隧道、桥梁等结构道路工程方面，如果未做好边坡设计，同样会给地形带来较大影响。另外，在外部因素所致地形改变问题得到解决和处理后，针对道路主线、隧道、桥梁等展开三维设计，将各个要素模型和共享模块相互结合，实现对城市道路系统三维模型的优化和完善。

3 城市道路设计中BIM技术应用方向

3.1 道路纵横断面设计

在道路纵断面设计方面，需要做好地面文件编制，对拉破线适当调整，确保其满足道路设计要求。将BIM技术应用在道路纵断面设计方面，还可以在三维地形设计方面，利用曲面创建纵断面方式生成地面线。在具体设计过程中如果需要对道路中心修改和处理，系统还会自动生成地面线并更新，提高设计效率，缓解设计人员压力和负担。设计过程中如果有问题出现，还可以利用编辑纵面形状命令，实现对各类参数的调整和修改，在横断面设计时，可利用专业软件建模，点击道路菜单，输入数据，之后插入中心线，利用软件完成装配，使其与设计要求相结合，添加其他装配等。

3.2 道路中心线应用

城市道路设计中道路中心线设计十分关键，为了使道路中心线设计科学性和合理性得到保证，必须要在设计阶段做好各方面因素的控制，结合相关规定适当调整圆曲线：长度、半径等。首先在道路系统中插入中心线，之后对城市道路中心展开综合性分析和规划，同时将中心线插入三维地形图，再利用三维地形图转化中心线，在线路菜单选项中创建线路，选择相应中心线，对话框中输入线路名称，最终完成绘制。

3.3 地形图设计处理

城市道路设计工作的开展参考的地形图有两种不同形式，分别为二维地形、三维地形，其中二维地形高程为0，需要在边上做好实际标高标注。三维地形的标高即是其实际高程。道路设计中参考三维地形图，打开图层处理器，选择除高程点外其他图层并冻结。创建曲面对话框，明确曲面的类型和名称，在曲面树形菜单中编辑自定义工具栏，选择图像对象并添加，全选高程点并按回车键，完成曲面创建。

4 BIM在城市道路设计中的应用前景

当前BIM应用在城市基础设施建设中主要集中在铁路和建筑业方面，城市道路中的应用尚处于初期发展阶段，未来BIM在城市道路设计中的应用可考虑一下几个方向：第一，城市综合管廊，BIM技术应用在城市综合管廊建设运营方面属于长期性工作，能够为全寿命策划、施工以及管理等提供重要参考和指导；第二，城市快速路，城市快速路中一般包含较多的桥梁隧道，BIM技术应用在结构物设计施工指导方面发挥重要价值和作用；第三，城市交通规划，BIM技术与物联网技术、GIS技术等相结合，能够实现对城市交通各类行为的准确分析，促进城市交通向着智能化、科学化方向发展；第四，城市公共交通，将城市公共交通作为一个整体，BIM技术能够实现对公共交通的统筹规划和一体化设计，促进城市公共交通的综合性发展。

5 结语

当前人们在城市道路设计方要求越来越高，不仅体现在建设工期方面，在建设品质方面同样有严格要求。BIM技术应用在城市道路设计中能够使城市道路设计效率和质量有明显提升，促进工程设计领域发展，拥有广阔发展前景。尤其在城镇化快速发展过程中，BIM技术在城市道路设计中应用力度有明显增大，能够更好地支撑我国工程设计发展进步。