BIM技术在市政道路设计中的应用研究

谷昀霖

（六盘水市规划设计研究院有限责任公司，贵州六盘水 553000）

0 引言

随着社会经济的发展，人民的生活水平越来越高，各种基础设施也越来越完善。在这样的大环境下，市政道路建设的需求越来越大，市政道路的设计也越来越复杂。BIM技术在市政道路设计中的运用，对提高设计效率、提高设计水平具有十分重要的作用，因此，BIM技术在工程建设中的应用也是十分必要的。然而，随着社会、经济、科技的不断发展与成熟，BIM技术必将得到不断的发展与完善。BIM技术是当前道路设计中的一项重要技术，它将仿真技术、可视化技术相结合，是一种全新的工程信息技术，因此，本文对BIM技术在市政道路设计中的应用创新进行简单的探讨。

1 BIM技术的概述

1.1 BIM的概念

BIM是一种以三维数字化技术为核心的建筑信息模型，它是一种基于工程数据的信息模型。BIM可以将建筑工程的功能特征和设施的实体进行数字化表示。BIM具体表现形式有两种：①BIM可以将特定的建筑工程和设备的数据存储到BIM系统中，并将它的物理和非物理性质都写得清清楚楚。该系统还包括了各种专业的未处理数据，具有丰富的智能数据信息模型；②BIM还可用作动词，表示与工程有关的数据建模，如数据的分享、交换等[1]。

1.2 BIM技术特征

①3D参数化。BIM技术是一种基于工程参数的3D建模技术，它可以利用三维建模的相关参数，对建筑物的各项性能进行仿真和分析。②信息化。BIM技术具有信息化特征，它可以根据不同的参数来描述建筑单元，而传统CAD的对象是点、线、面等几何要素，BIM技术则是以窗、柱、墙、梁等结构部件为对象，可以用信息化、参数化的方法模拟出构件的实际属性。③BIM技术不仅可以描述多种建筑的三维几何信息，而且还可以描述建筑结构的拓扑关系，并将建筑对象的名称、材料、结构类型等纳入BIM技术中；对施工过程、工程量、运营维护信息等信息进行了详细的说明。④开放交互。开放交互特性主要是指基于BIM技术的IFC工程基础分类标准，在此标准下，其他支持BIM的软件也能从BIM中读出相关的数据[2]。

2 BIM技术在市政道路设计中的作用

2.1 充分表现设计意图

随着社会经济和科学技术的飞速发展，BIM技术在各个领域得到了广泛的应用，并应其自身良好的三维数据建模逐渐代替了二维模型的设计，彻底解决了二维模型的设计中出现的各种不良问题。因此，在市政道路的设计中，运用BIM技术可以更好地展现出城市道路建成后的效果，并可以直接发现问题，有助于设计者更好地改进城市道路的设计。

2.2 较强的模拟分析能力

BIM技术在很多方面都有很大的好处，尤其是在设计的早期，可以将整个项目的效果展现出来，让设计师们在最短的时间内完成自己的设计，从而达到最好的效果。为城市规划工作者提供借鉴和分析。通过对城市道路规划设计中的缺陷进行及时调整，使其更好地发挥其应有的功能[3]。

2.3 较高协调性

随着科技的进步和城市化的加速，单纯的平面模型已无法适应城市的高速发展，二维模型的设计在建成后，很容易产生问题，导致城市道路的建设不尽如人意。随着公路的修建，平面模型的效果并不是很好，在复杂的立交、高低起伏的路段中，往往会出现一些错误，影响到项目的正常进行。然而，BIM技术在城市道路建设中的应用，使城市道路建设得到了极大的发展。通过对BIM技术的分析，使其在城市道路设计中具有很好的应用前景。

2.4 多领域协调工作

城市建设的快速发展为城市道路的建设提供了有力的支撑，但城市道路的规划设计越来越困难，传统的平面规划模式已无法满足这种需求。因此，在传统的平面规划中，城市的发展速度并不能很好地体现出来，城市道路的规划也越来越复杂，各种方案对模型的设计和分析都越来越严格，很容易忽视一些小问题，使得城市道路的设计难以做到完美的统一，从而在设计中产生一些问题。因此，在城市道路设计中，设计人员往往要花费大量时间来进行检测和纠正，这会极大地影响到城市道路的设计效率。然而，BIM技术的运用，可以有效地解决上述问题，实现多个部门的协同工作，同时也能提高各个环节的工作效率，真正做到了高质量、高效率的设计工作[4-5]。

3 BIM技术的优势与阻力

随着我国城市建设的发展，在城市道路建设中，往往会出现大量的地下管线，但往往因为信息不全面，导致工程中出现重大事故，BIM技术在我国的运用，可以很好地解决这个问题，但也存在着一定的问题。总的来说，BIM技术与项目管理的融合，类似于一个完整透明的资料共享机制，为项目参与各方提供了一个查找资料和信息的平台，提供了一个协同管理的平台。这是BIM技术区别于传统施工管理模式的最大不同，即BIM技术可以使得施工参与各方更加清晰及明确地得到工作分配、组织，能够有效解决传统施工过程中管理效率不高、技术交流困难的问题[6]。

3.1 BIM技术的优势

3.1.1 解决传统的二维管线综合设计不合理问题

利用BIM技术，可以很好地解决城市道路设计中需要人工解决的管网交叉问题，利用三维建模的方法，可以很好地避开管道，同时也可以对其他管网进行科学的规划，使得各个部门之间的联系更加紧密，通过共享BIM技术模型的数据，可以让所有的问题都在一个系统中得到解决，十分的方便[7]。

3.1.2 实现数据互用

一个城市的发展，并不是单纯的修建和发展市政设施，而是要将整个城市的基础设施统一起来，但由于传统的规划都是单独的，所以往往会出现新的道路，这对城市的发展是有很大的影响的。利用BIM技术，实现了城市各方面的信息共享，实现了各个项目之间的无缝衔接，避免了城市地下管线和市政道路之间的矛盾。

3.2 BIM应用的阻力

3.2.1 设计理念的转变

采用BIM技术，就是要抛弃传统的设计流程，让设计者对新的软件进行学习，这会对设计者造成很大的影响。而BIM技术也是从二维到三维的转变，这种思维上的飞跃，让设计师们很难接受，甚至比电脑上的绘图更难。再加上BIM技术的应用比较复杂，对刚接触到BIM技术的人来说，难免会有一些抗拒。

3.2.2 将增加现阶段普通项目的工作量

经过长期使用传统的二维设计模式，设计师们已逐渐形成了一套模式化的运作模式，然而，要运用BIM技术，设计者必须不断地更新和完善各种信息，同时，由于不同的预算资料的投入，也超过了传统的模式，这就导致了设计者对资料的需求严重不足。此外，在BIM完成后，还要在BIM上添加相应的二维模型，这就使得设计者的工作变得更为繁重。

3.2.3 社会动力不足

BIM技术在城市道路工程中的应用还很薄弱，目前BIM技术主要是在设计院中使用，但由于施工单位害怕麻烦，一般不会采用，同时，由于设计变更引起的经济损失，建筑公司也不愿意承担，因此，他们只能依照传统的设计图纸来进行施工。

3.2.4 缺乏标准

目前，BIM技术还处于城市建设和设计的初级阶段，尚无完整的规范体系。这就造成了在实际应用中难以达到统一标准，对此，除了设计者自己要加大资料的运算外，还应将有关的规范统一起来。此外，BIM技术并不是一个软件的问题，要求多个专业的软件协作，而现在，由于缺少规范的数据，因此，难以实现多种信息的共享，使得BIM技术难以充分发挥其优势。

4 BIM技术在市政道路建设中的具体应用措施

4.1 在地形图处理中的应用

在城市道路工程的设计中，我们必须对实际的地图进行处理，而这些数据的处理将直接影响到整个工程的设计。通常，城市市政工程的地形图，都是由设计单位提供的，有二维和三维两种地形图的。而在平面图中，通常将高程设定为0，并在其周围标出实际高度。而三维地形图本身的标高则是真实的高程，因此在进行三维地图的加工时应注意以下的一些问题。

（1）当我们在软件中开启图形管理模式时，除了标高之外的点，我们必须做逆向选择和冻结。

（2）在软件中找到一个可以创建曲面的选项，并在对话框中正确地选取图层的名字和类型。

（3）在开启曲面数形对话框时，先选取对应的自订图案，再用鼠标右击选定所选图形物件；他按照任务面板上的提示，选择了高度。

（4）还需要通过查看器来查看表面的设计，这样才能更好地完善三维地图的设计。

4.2 在道路建模中的应用

城市道路的设计是一项很专业的工作，而且整个过程也很烦琐，这就要求设计师们在不断地使用大量的资料，同时，还包含了地形、建筑物等方面的设计资料。在充分分析了地形数据的基础上，利用BIM技术建立了道路模型，利用具体的数据，可以将每个关键节点都表示出来。此外，采用BIM技术进行道路规划，也可以将正常的高度和坐标直接显示在图纸上，这样就可以看到各种数据了。同时，还能及时、高效地解决这些数据中的问题。在城市道路建设中，可以按照系统的提示，进行科学、合理的布置。另外，三维道路模型可以用多种色彩来表达真实的地形变化，同时也可以将道路附近的商业建筑、工业建筑等建筑的形状、高度等进行三维建模，从而对道路的地形进行更直观的分析，从而提高道路的设计精度和可行性。

4.3 在道路纵、横断面设计中的应用

常规的平面规划软件在城市道路纵断面的设计中，往往是先对原有路面进行文档处理，然后根据拉坡线的变化，使之符合实际情况。然而，在将BIM技术运用到道路设计中时，可以利用三维表面生成相应的平面文档。在某些情况下，BIM技术模型会根据实际情况进行调整，使设计者在某种程度上减少工作量，使整个工作效率得到真正的提升。

5 BIM技术在市政道路设计应用中的价值

5.1 技术具有较强的模仿能力

BIM技术在城市道路的设计中的运用，具有强大的仿真运算能力，可以模拟城市的道路，使人们可以直观地看到道路设计中的不合理和不科学的问题，并及时地加以处理，以确保城市道路的现代化。另外，通过BIM技术，可以对公路工程的地形图、断面部门等进行科学的分析，并依据公路的实际承载能力，进行长期的发展，以确保城市的经济可持续发展。

5.2 呈现高度精确的工程量计算结果

将BIM技术运用到城市道路工程的设计中，可使公路项目的前期准备工作得到有效地推进，并可通过对全项目的三维仿真操作设计来进行试验，其次，通过对所测试的工程路面施工资料的分析，得到准确的城市道路施工资料，为保证施工期间的资源合理使用提供了可靠的工程设计参考资料。

6 结语

总之，随着我国社会和经济的发展，建筑工程的规模越来越大，运用BIM技术可以很好地满足各种工程的设计需求，确保工程质量。通过对BIM技术在城市道路设计中的应用，指出BIM技术可以为城市道路设计提供良好的参考依据，有助于解决城市道路设计中出现的问题，具有重要的现实意义，此外，由于其本身具有良好的计算能力和良好的仿真性能，使其在实际应用中得到了很好的应用。