BIM技術在城市道路中的應用研究

陳良銳

（中機中聯工程有限公司，重慶 400039）

0 引言

隨著我國人民生活質量的不但提高，在我國國家基礎建設日益發展的二十一世紀，人們在城市化進程中已經不單單是追求建設速度，建設更高質量的城市結構成為了當前發展的主旋律，而作為整個城市的骨架網道路來說，也需要得到更高要求的建設和發展，所以對于提升城市道路建設品質十分關鍵和重要。本文通過對BIM 技術的闡述和引導，將BIM 技術結合應用到道路全壽命周期建設設計中，對城市道路設計水平提升具有十分重要的意義和幫助。

1 BIM 技術概述

1.1 BIM 技術概念

BIM 全稱為Building Information Modeling。BIM 最早起源于美國，在美國萌芽后因契合國家基礎建設發展的需求，得到不斷提升和蔓延，最終在世界各地發達國家得到推廣應用。BIM 技術根據其自身含義包含了三方面意義：①B--Building意思是廣義的建筑，包含了我國國家基礎建設中道路、橋梁、隧道、巖土、房屋建設等。②I--Information 即廣義信息的意思，這里的信息表示為在整個全壽命周期中所有數據匯總起來的統稱，其中包括了在項目可行性研究和設計過程中的不斷變更所帶來的動態數據。③M--Modeling 即廣義模型含義，表示的是在項目的整個生命周期中，通過不同專業的技術人員在設計出來的數據模型中匯合起來做成的項目完整的三維立體空間模型。

1.2 BIM 技術研究情況

隨著美國提出的BIM 理念后，在其他國家得到了很快的發展推廣，其中包括澳大利亞、歐洲等地方，美國GSA（總務署）和NIBS（建筑科學院）制定頒發了響應的應用技術指南和國家標準，對政府項目和各大學研究中心采用BIM 技術進行發展和建設。

我國BIM 技術的引入和推廣相對來說要遲緩一些，從2010年開始我國各地區開始頒布BIM 技術相應的技術指南和行業標準來指導BIM 技術在行業中的良性發展。

我國BIM 技術發展雖相對滯后，但BIM 技術在我國的建筑行業的理論研究和實踐應用方面已經取得了較為多的成果和案例，在我國城市道路建設中，BIM 技術城市道路發展相較于建筑行業發展要落后一些，特別是在重視程度上也是近幾年隨著政府相關文件的出臺才開始日益進入行業視野中。

2 BIM 技術與城市道路設計軟件結合

BIM 技術在土建行業中如火如荼不斷發展，在整個不斷推進過程中所帶來的信息收集處理整合的高效率給市政行業帶來了很大的沖擊，項目施工全過程的三維數值化模擬、3D 漫游項目全景以及對項目聲學影響分析、光學影響分析以及項目耗能情況模擬分析等一系列以往實現不了的技術分析對城市道路建設起到了很好的促進作用。

BIM 技術需要得到一系列軟件整合在一起的軟件支撐，而在城市道路行業設計中就有很多軟件可以和BIM 技術很好的契合，分別是：Google Earth、Civil 3D、3Ds Max Design、ArcGIS、Sketchup、Navisworks 等軟件。

Civil 3D 是Autodesk 公司面向真個土木行業所出品的一款具有很強大功能的3D 設計繪制軟件，并且可以通過在其中設計出來的三維項目進行動態模擬分析，Civil 3D 基于AutoCAD 開發設計，具有更健全的功能。

3Ds Max Design 是一款功能強大的動畫設計渲染軟件，可以為城市道路整個三維模型進行細節處理和整體動畫渲染，3Ds Max 在建筑行業中一直是處于較為主要的專業效果渲染軟件。在Civil 3D 設計建立完成城市道路模型后，可以通過3Ds Max進行動畫渲染處理從而得到整個城市道路三維效果景觀展示。

ArcGIS 為設計人員提供完整的GIS 數據庫平臺，在這個具有完備數據的平臺中能夠隨時對城市道路中的路網管線進行設計編輯和必要分析，同時也能夠對后期的運營維護進行相應管控。

Sketchup 對于設計人員來說是一款能夠將3Ds Max Design 和Google Earth 有效結合起來的軟件，Sketchup 能夠將3Ds Max 中已經制作的三維模型直接輸出到Google Earth，也能將Google Earth 中的三維模型導入到3Ds Max 中進行再設計制作。

Navisworks 可以將已經在Civil 3D 中設計制作完成的三維模型進行施工進程設計制作，通過城市道路模型中的細節碰撞檢查和施工進度計劃模擬來提高模型后處理效率，從而能夠設計更加適合項目的施工進度計劃方案。

3 BIM 技術在城市道路設計中的應用

城市道路建設在我國加速發展建設的同時，也在孕育和培養更加符合時代的設計方法，BIM 技術正是很好的適應了時代的需求，BIM 技術中的Civil 3D 以及其配合軟件形成的整體很好的將城市道路建設高效率的完成。

通過使用BIM 技術對道路模型的建立，設計人員能夠很好的將道路設計中的不同環節進行高效率處理，并在最后有機整合為一體，下面對這幾個方面的方法技術進行闡述。

3.1 道路平面設計

道路平面設計中最重要的是對于城市道路中心線的確定，根據《城市道路工程設計規范》（CJJ37-2012）對于道路相應指標的規定，控制各參數要素和統籌考慮各類情況是十分重要的。平面設計為整個項目模型的道路網框架進行搭建，紅線范圍內的各類建筑物需要謹慎考慮，使用Civil 3D 對地面模型和各類建筑物模型精確尺寸的展現在三維地形圖中能夠更加直觀的觀測各種方案的具體情況，更好地對地形圖進行可視化選線操作。

3.2 道路縱斷面設計

道路的縱斷面設計在我國之前常用的設計軟件中使用主要的設計方式為：先通過對原地面線文件進行相應編輯，通過生成地面線文件，通過在原地面線文件上進行相應的拉坡設計，然后往返觀測是否滿足規范設計要求，不斷對拉坡設計進行調整處理，最后將定稿的拉坡設計方案生成相應的文件儲存到地面線和豎曲線文件中以備后續設計使用。

3.3 道路橫斷面設計

道路橫斷面設計的主要責任是將橫斷面中的車行道、人行道、中央分隔帶等設計通過滿足規范條件情況下相互選用合適的尺寸結合起來。BIM 技術通過Civil 3D 在道路橫斷面實現設計過程主要是利用合理的組合和裝配的過程。Civil 3D 軟件具有很好的關聯性和實時性，在對橫斷面進行修改后可以生成新的裝配方案，也可以實時對整個模型中橫斷面進行設計更新，并將后臺有關橫斷面影響數據均更新完善。

4 結論

（1）隨著我國城市道路基礎建設不斷日益完善，建設更高質量的城市結構成為了當前發展的主旋律，將BIM 技術結合應用到道路全壽命周期建設設計中，對城市道路設計水平提升具有十分重要的意義。

（2）BIM 技術通過與城市道路設計軟件有機結合起來更好地將立體空間化、動態實時性應用于道路設計中。

（3） BIM 技術在城市道路設計中具體的應用主要通過地形圖繪制、道路平面設計、道路縱斷面設計和道路橫斷面設計來實現，通過更加優化的BIM 技術對不同步驟的效率效果優化，提升了整個城市道路設計的質量與品質。