研究BIM技术在市政道路设计中的运用

文 / 山东道域交通科技有限公司 程希才 山东交发工程设计咨询有限公司 王立龙

现如今，基建项目中积极推广使用BIM技术，助力工程高质量建设。从BIM技术的应用分析，通过构建模型的方式，发挥软件可视化和碰撞检测等优势，支持多专业协同设计，进而发挥技术的应用价值。采用BIM技术，避免了设计领域之间的冲突，提高了设计的准确性，减少了后期变更工作，保障了道路施工的安全，并节约了资源和时间，增加了工程效益。现结合BIM技术的具体应用，进行如下的分析。

BIM技术的应用价值

BIM的关键是信息，不同于二维设计，通过发挥信息模型的价值，利用建筑模型辅助设计和施工。现阶段，市政工程的复杂度不断提高，影响到道路设计与施工的因素很多。基于BIM技术的设计工作，采用可视化手段，能够在项目全生命周期开展设计和施工的优化，并且参与道路运行维护，通过量化手段和仿真模拟，促使道路施工效率得到提高，节约更多的成本。市政项目每个阶段都有着不同的需求，勘察设计阶段利用无人机倾斜摄影技术或者激光雷达技术，采集数据信息，能够为设计工作的开展提供支持，并且提高勘察工作效率。

基于勘察成果，道路工程设计环节利用BIM+实景的方式，分析道路选线是否合理，分析填挖方与自然景观存在的关系。利用构建的各类模型，并且进行总装，开展管线碰撞分析，妥善解决错漏碰缺问题。道路的给排水管网建设，采用BIM技术手段，可高效评估管道

承载能力。基于BIM模型，可提供精准的工程量。图纸阶段的切剖与轴测图可增强图纸的可读性，助力市政道路工程的建设。基于搭建的模型，进行可视化展示和项目漫游分析，清晰地展示设计方案，支持多方参与设计评审和技术交底。道路工程施工阶段采用BIM技术手段，开展施工模拟分析，可更好地传递设计意图，助力设计成果的有效转化，保障道路设计方案的应用质量。

BIM技术在市政道路设计中的具体应用

案例概述

以某市政道路工程为例，长度为4742.008m，设计为主干路，道路红线宽度设计为36m，为双向4车道。本次工程设计环节，引入了BIM技术，辅助设计工作的开展，促使设计工作的效率得到提高，实现了道路工程和施工现场环境的相符合，保障道路设计的质量。现结合BIM技术的具体应用，进行全面的分析。

BIM技术的应用方案

按照道路设计的工作安排，事前开展勘察和调查，形成了1：500的道路带状地形图和道路地勘报告。根据建设单位的意见，组织工作人员开展建模，对道路景观和交通规划等内容进行设计，形成了3D漫游成果，通过可视化形式呈现道路预期效果。

基于现代化技术手段，对道路地勘报告数字化，利用设计软件对道路设计情况进行可视化表达，清晰地呈现各个路段地基情况，并且精准统计工程数量。构建的道路三维模型，可增强建设内容设计指标的直观性，同时全面展示道路下敷管线和涵洞实际情况。借助软件计算，可以标注出各个阶段的管道管径和埋深等数据。

BIM技术应用的主要环节

地形图处理环节。基于BIM技术，开展地形图处理，能够实现高程点与等高线的转化，利用搭建的三角网，构建地形图数据模型。使用传统设计软件，开展地形图处理，仅利用三角网，难以实现可视化，无法呈现道路地形的走向，设计时需要工作人员开展高程点对比分析，最终明确高程走向。

如果道路长度很长，那么工程量巨大。采用BIM技术，根据前期勘察调查采集的数据信息，形成三维地形图，能够清晰地呈现地形走向，并且减少设计的工程量，保障道路建设的质量和效益。

道路选线环节。市政道路设计实践中，选线为重要的内容，科学合理的选线方案可保证道路指标的协调合理度，实现对造价的有效控制。市政道路的线路设计是否合理，极大程度上是由道路纵断面与土方横断面决定。采用传统的选线模式，对道路沿线地形难以精准评价，通常要多次开展选线分析，并且进行实地放线，做好选线成果的对比分析，再最终确定。不过，由于无法实时查看横断面，通常要确定线形后进行初步设计，最终获得横断面数据。

如果工程投资规模很小，反复进行调整和优化，设计工作比较繁重，且设计工作效率低下。采用BIM技术辅助设计，能够实现平面和纵断面以及横断面的联动，基于图上选线，再根据地形图开展初步设计，通过BIM平台可清晰地显示。如果出现改动时，可随之进行改变，最终以图形形式呈现。

道路纵断面设计。采用BIM技术手段，辅助纵断面设计的开展，可显著提高设计效率，减少人为因素的影响，避免引发隐患和风险。在设计环节，根据采集实际数据信息，助力纵断面设计，同时发挥技术的应用价值和优势，促使道路工程高质量建设。如果设计方案和实际贴合度不高，则可能留下各类隐患和风险。基于BIM技术，搭建三维立体模型，辅助道路纵断面设计，形成的设计方案可符合当前的技术规范，并且可保障建设的质量。

从道路实际出发，纵断面设计工作的开展，借助现代化技术手段，可实现修改的联动，及时更新数据信息，形成科学合理的纵断面设计方案，促使工作效率得到提高，缩短道路设计的时间，减少工作压力，切实保障设计工作的质量。

道路建模设计。从市政道路设计需求出发，采用BIM技术手段，辅助道路建模，可实现三维建模，形成三维可视化图纸，指导道路高水平建设。利用BIM技术手段，根据采集的影像资料和信息，对建设区域的情况开展数字化模拟，能够清晰地呈现道路建设后的区域地块划分和功能提升情况，并且可呈现道路建设地自然环境和社会环境的改变。基于BIM平台，还可以模拟高峰期道路交通情况，呈现道路建设后对区域交通的改善情况。

利用BIM技术建模，可提高建模的速度，缩短建模的时间，减少繁琐问题的产生，提升道路工程设计的质量和效率水平，助力道路工程高质量建设，创造更多的效益和价值。

BIM技术的应用效果

基于BIM技术的市政道路工程设计，实现了高效率设计，促使后期的改造设计更加贴合实际，保障了道路设计的质量，全面提高设计的效率和效果，促使设计水平得到提高。组织开展道路设计，采用BIM技术手段，实现对设计精准度的有效控制，防范碰撞问题的出现，强化道路设计的质量控制。基于BIM 5D模拟，实现全过程的模拟分析，促使设计环节就获得质量控制以及成本控制信息，提高设计工作的水平，保障后期工作的有序开展。

BIM技术在市政道路设计中的应用策略

合理选择软件

由于市政项目的组成复杂，可选择的BIM软件很多。按照路、桥、隧、管网等专业加以区分，BIM软件平台的类型数量多。随着行业的发展，设计软件开始平台化发展，不断拓宽可视化的边界。

从设计的需求角度分析，主要是利用设计模型，经过信息加载或者信息提取，通过多专业的模拟与仿真，进而获得高附加值的数据。道路工程中的建构筑物，利用建设的模型完成配筋后，结合预留孔洞开展结构受力分析，科学合理调整配筋，增强结构的安全性。对道路的各类管线，展开管线碰撞检测分析，进而增强系统的稳定性。为实现设计的各项需求，要结合道路设计的实际情况，合理选择设计软件，辅助市政道路工程建设，实现高质量建设目标。考虑到市政道路工程设计的复杂性特点，为提升设计和建造的质量，通常会将BIM技术和其他技术相互结合，例如GIS技术，形成优势互补，助力建设工作的开展。

利用BIM技术，整合和管理设施自身全寿命周期的信息，实现精细化管理。利用GIS技术，实现对地理空间环境信息的宏观表达，支持海量地形数据的处理，同时开展地图视觉效果以及地理信息的分析，助力工程的建设和管理。

基于BIM+GIS技术，实现海量信息可视化，支持项目信息协同化，并且实现工程管理技术的有效融合，助力道路工程建设和管理，可提高建模的质量，增强分析的精度，提高决策的效率，实现成本的高效化控制，创造更多的效益和价值。

做好BIM功能的开发

从BIM技术的发展应用实际分析，在房屋建筑领域的应用较多，于市政道路工程中的应用时间和应用范围相对较小，很多功能不贴合道路工程实际，进而影响到BIM技术的应用效果和效益，使得道路设计和建设管理面临很多的挑战，影响到BIM技术的应用价值实现。市政道路设计工作中，为有效发挥BIM技术的应用效益和价值，必须要结合实际进行功能的开发，助力道路选线和建构筑物的优化设计，创造更多的技术应用效益，促进BIM技术的应用发展，助力市政工程现代化发展。根据市政道路设计的多样化需求，积极更新软件的相关功能，助力设计工作的高质量开展，防范问题的出现，创造更多的效益和价值。

结语

综上所述，BIM技术在市政道路设计中的合理应用，利用软件的多功能，可辅助设计工作高质量开展，实现道路施工问题的事前防范和控制，减少道路施工问题的产生，保障作业的安全和质量，提高道路工程施工的效益水平，具有推广应用的价值。

市政道路工程中引入BIM技术，需结合实际需求，建设软硬件基础设施，辅助设计工作的开展，促使技术应用价值得以实现。