基于BIM技术下的市政道路优化设计策略

高 笙

(重庆大学建筑规划设计研究总院有限公司，重庆 400030)

0 前 言

随着我国城市化进程的不断加快，市政道路设计对城市整体规划的作用越来越重要。市政道路建设的最终目的就是服务城市居民，所以，其建设质量会直接影响城市居民的生活和工作[1]。传统设计模式在实际建设中出现了一些问题，为了保证城市建设的有序性，减少设计变更与管理难度，应引入BIM设计模式以求提高市政道路的建设质量。

1 BIM技术及其应用优势

BIM技术其实就是一种道路的信息模型技术，它是利用三维数字技术将所构建的道路信息变为更直观的数字化模型，通过BIM技术对各节点、道路进行仿真分析及三维动态设计，从而实现设计的精细化、系统化、模块化及可视化，让各环节的施工和设计方式、设计理念、结构设计等得到优化，使我国的道路行业得到更为信息化、动态数据化的发展。

2 总体设计优化

在进行市政道路设计优化时，施工阶段的场地规划至关重要。在以往的场地规划设计中，通常根据现场勘察所得到的数据进行相应的分析设计，其分析流程及结果缺乏一定的科学性。将BIM技术有效地应用到施工阶段的场地规划中，可以让其规划更直观化及立体化，施工阶段场地上各个施工点的布置效率得到提高，不仅如此，还能更为充分地考虑到各阶段的施工场地应该如何进行转换，杜绝出现场地重复布置的情况发生。在应用BIM技术进行规划模拟时，将地形导入至BIM软件中，然后依照标高方格网对市政道路现场的排水系统、标高系统等进行提前规划，并按照土方平衡的原则减少或避免地挖及填方[2]。通过BIM技术软件中的GIS系统，还能对市政道路的整体布局进行优化，让分析不准确、数据量较大等问题得到更好的解决。此外，利用BIM技术软件，能更好地模拟出市政道路的整体空间，对车辆情况进行科学的评估及分析，对车道组件进行有效搭配，让市政道路设计更具智能化及精准化。

3 重难点及细节设计优化

3.1 优化临时施工道路

项目实际施工的时候，施工现场的施工车辆和施工人员较多，如果施工材料堆放在临时通道，那么就可能导致交通拥堵，给施工现场带来巨大的安全隐患，不利于施工现场安全文明的保证。应用BIM技术可以体现具体的施工效果，然后对碰撞以及布局进行检查和调整，按照具体的方案要求设计科学的、合理的道路施工方案。例如，某产业园工程总建筑面积37.7万m2，具体涵盖15栋标准化厂房和1栋综合办公楼，在开展施工前所有综合管网需要提前预埋。但是该项目施工场地较为狭窄，给施工材料的堆放、道路的布置、施工平面的管理以及文明施工带来了巨大的难度。在开展道路施工之前，应用BIM技术对设计方案进行模拟和深入分析，找出施工计划中所存在的问题，及时进行整改和优化，保证优化后的施工计划满足实际施工需求。

3.2 交叉口的优化设计

以某条道路工程为实例，该道路的交叉口位于交通量和人流量较大的区域。该交叉路口其标准路段线宽为42 m，车道的宽度设计为26 m，道路为主干线，设计速度是50 km/h，在设计上存在机动车、非机动车、行人路权分配不合理的情况。由于道路交叉口存在着明显的交通拥堵问题，所以降低了车辆的通行效率。应用BIM软件进行模拟仿真分析，以优化交通和提高车辆通行量，缓解交通拥堵问题的发生。

1)进行三维建模分析。三维建模的流程为：地形生成→道路平纵横设计→交叉口渠化设计→交通设施及信号灯设计→基于交通分析的仿真分析→优化调整

2)利用BIM模拟改进方案。完成三维建模后，通过合理的调配和整改获得最佳的道路施工方案。经过观察发现，交叉口左转通行车辆数量较多，如果不加以整改和调整，交通拥堵就会产生连锁反应，情况严重的时候会延伸到下一个交叉口，最终导致整个区域的交通出现瘫痪。以增加左转车道为前提，设置转弯等待区以避免发生行车延误，保证所有的车辆都可以在一个信号灯的周期内完成通行。优化后经过观察发现，交叉口左转的通行能力明显好转，极大程度地缓解了行车延误情况的发生。利用BIM软件进行模拟分析得出最为合理的调整方案，有效解决了以上问题。另外，在道路口利用时间分离和空间分离彻底解决交叉口的冲突问题。在信号灯未出现之前，充分发挥BIM模拟技术的功能优化信号灯，降低车辆的排队时间，具体如图1所示。

图1 交叉口改造方案

3.3 道路路基优化设计

针对挡土墙的碰撞问题进行设计和优化。通过BIM技术建立相应的模型，了解项目的具体信息。某工程在开展项目实际施工前发现一号线的挡土墙可能存在碰撞隐患，这类隐患一旦发生就会对整个项目的施工质量和进度造成影响。利用BIM技术进行分析，继而提出最为有效地解决方案。同时，对挡土墙的边缘位置进行合理的设计和优化，避免挡土墙的施工对周围环境产生过大的影响。在设计挡土墙的过程中充分发挥BIM软件的建模功能，构建挡土墙模型，然后在软件平台上计算、设计和优化挡土墙的稳定性。完成BIM三维地质模型的建立后，根据距离的理论对挡土墙的相关部件进行优化，获得最佳的挡土墙BIM模型。这里需要注意的是，作为线构建，挡土墙在应用的过程中必须利用空间基线来辅助装配，然后通过软件进行模拟和验算，继而得出最佳的施工设计方案。

3.4 优化管网

市政道路存在雨水、污水、给水、电力、燃气、通信等多种复杂管线，均为地下隐蔽工程，涉及多专业协调，传统设计模式下碰撞检查工作量大且容易出现纰漏。BIM技术的有效应用可以让设计人员通过3D模拟技术，对管网施工完成后的排布情况进行提前模拟，提高管网施工安排的合理性。

1)利用BIM技术优化设计思路。BIM技术具有明显的可视化特点，可以从专业的角度对碰撞问题进行分析，另外还可以满足项目实用性和美观性的要求[3]。另外，BIM技术的应用可以彻底消除管线碰撞同时预留套管。在开展项目实际施工的过程中，为了避免雨水管道和其他管道发生冲突，可以适当加深雨水管道的埋设深度。

2)BIM技术还具有较为明显的可视化和优化功能，以明确施工现场的实际情况为基础对项目设计进行优化，移动相应的管道，对管道进行合理的装饰，进一步提高项目的美观性。在后续施工的过程中，充分发挥BIM技术虚拟建造的功能，对原有的管网和市政管网进行模拟，对不合理的位置进行分析，采取有效的措施加以解决。利用BIM技术对管线完成施工后的实际排布情况进行模拟，然后配合应用专业的施工图对设备管线的实际情况进行分析，具体如图2所示。在整个过程中，根据系统的差异性开展差异性分析，为了降低后续的调整难度，应该本着自上而下顺序开展实际施工，只有这样才能有效避免管线的冲突问题。

图2 BIM市政道路管网模拟图

4 结束语

随着城市化进程的加快，市政道路的建设模式及建设需求发生了巨大变化，传统设计施工模式也应进行优化以满足现代城市建设的需要。本文主要对该技术的实际应用情况进行了详尽的叙述，旨在为BIM技术在市政道路设计中的应用提供借鉴和参考，继而提高道路工程质量，保证施工企业的经济效益。

[ID:009736]