BIM技術在道路工程設計中的應用分析

高兵勇

湖北建科國際工程有限公司 湖北 武漢 430000

道路工程是我國社會建設中的基礎工程，因此必須保證道路工程建設質量能夠達到國家標準需求。BIM技術在道路工程設計中的應用，在很大程度上提高了道路工程設計水平，使設計方案更加科學合理，且通過BIM技術的多項優勢，能夠使道路工程設計方案得以全面的優化。BIM技術的可視化技術、三維建模技術以及數據分析技術等多項技術，與道路工程設計需求有著很高的匹配度，因此近些年來BIM技術在道路工程設計中的應用愈加廣泛，對我國道路工程建設產生了重要的推動作用。

1BIM技術內涵以及應用優勢分析

BIM技術是建筑信息模型的簡稱，是將道路工程設計領域中的新型工具。BIM技術能夠對道路工程設計進行數據化和信息化處理，從而建立道路工程設計方案的三維數據立體模型，在模型中對道路工程設計中所包含的所有信息進行全面的處理和分析。

BIM技術在道路工程設計中的應用主要具有以下幾個優勢：（1）道路工程設計可視化處理。道路工程可視化處理是BIM技術最為明顯的優勢，尤其是在道路工程設計的應用。傳統的道路工程設計是在平面中開展的，通過道路工程設計在平面上繪制建筑結構圖紙的方式，這種模式存在著一定的局限性，不能最真實的展現出道路工程的真實信息。而通過道路工程設計可視化處理，能夠將二維平面設計圖紙轉變為三維的立體模型，從而使道路工程設計方案更加直觀[1]。（2）道路工程設計模擬化處理。通過將道路工程設計中的信息和數據輸入到BIM的系統之中，能夠形成道路工程的三維立體模型，而且在三維立體模型中還能夠通過模擬的方式對其中的信息進行處理，將道路工程開展流程進行全方位的模擬，進而能夠發現道路工程設計中可能存在的不合理之處，或道路工程建設過程中無法完成的部分，從而對道路工程設計方案進行調整[2]。（3）道路工程設計優化處理。在道路工程設計中應用BIM技術，能夠準確的發現道路工程設計中存在的不足，進而通過技術人員研究與討論，對道路工程設計方案進行全面的優化，還可以通過將道路工程中實際存在的多種信息輸入到BIM系統程序之中，通過BIM系統的程序對道路工程設計方案進行優化，從而使道路工程設計方案更加科學合理。

總體來說，BIM技術相較于傳統的道路工程設計技術具有更加突出的優勢和特點，通過可視化處理、三維建模化處理，能夠實現對道路工程設計方案的整體優化，且可以將道路工程施工現場的天氣參數、環境參數以及車流量等參數輸入到BIM程序中，在BIM程序中對道路工程實際使用情況進行最直觀的模擬，能夠有效提高道路工程設計方案的科學性和合理性[3]。

2 道路工程設計特點與BIM技術的應用

2.1 公路工程設計特點

道路工程設計是一項復雜的工作，其中包含許多信息，具有高度的復雜性，例如道路工程、隧道工程、橋梁工程等，這些工程會受到來自內部、外部等多種因素的影響，因此在道路工程設計方案中需要將能夠影響到道路工程質量的所有因素考慮進去，才能夠確保道路工程設計方案質量達到標準要求。隨著我國道路工程建設質量要求的不斷提高，傳統的二維設計圖紙已經不能夠滿足設計要求，在道路工程建設施工實際開展過程中，會因為實際施工情況進行多次調整，而每次施工調整都會造成成本增加，傳統二維圖紙設計中所包含的信息不夠全面。通過采用BIM技術，將道路工程開展過程中的參數輸入到系統中，就能夠實現去全過程模擬，對于提高道路工程設計質量有著重要的作用[4]。

2.2BIM技術在道路工程設計中的應用分析

結合BIM技術的特點以及其優勢，在道路工程設計中能夠取得很好的應用效果。第一，BIM技術能夠通過建立道路工程設計模型，為道路工程設計提供全過程分析，提高道路工程設計方案的科學性；第二，通過BIM技術所建立的數據模型，能夠對道路工程施工當地的交通情況進行分析，在準確把握該地區的交通流量基礎上，能夠提高道路工程方案設計的針對性，從而提高道路實際使用安全性，還能夠通過三維建模技術對施工質量進行檢測，準確掌握影響道路工程施工質量的因素，從而進行調整；第三，BIM數據模型能夠對道路工程建設過程中不同環節的工程量進行統計和分析，從而為工程造價預算、設計方案對比、經濟效益轉化等提供更加科學的依據，從而在優化設計方案的基礎上，提高道路工程建設經濟效益，對于道路工程建設長遠可持續發展具有重要的意義[5]。

3BIM技術在道路工程設計中的具體應用分析

3.1 工程概況

在2019年H市某地區開展的道路工程中，本次道路全長10公里，分為八個車道，開工日期為2019年3月1日，竣工日期為2020年6月1日，總工期為465天，有效合同價格5325萬元。該項目為H市的重點工程，建成之后為H市道路主要干線。在H市本次道路工程設計中，廣泛且深入的采用了BIM技術，取得了很好的應用效果，本次道路工程施工質量較高，主要得益于BIM技術在道路工程設計中的應用，使得道路工程施工過程中沒有出現意外，且提前完成，施工成本降低約15%，以下是BIM技術在本次道路工程設計中的應用分析。

3.2 道路工程設計中參數建模的應用

參數建模是BIM技術在道路工程設計中的主要應用，將道路工程施工過程中的參數輸入到BIM系統中就能夠對道路工程設計方案進行三維立體建模。負責本次道路工程設計的XS設計團隊將施工現場的地質信息、環境信息、氣候信息以及社會交通信息等參數進行了全面的調查與統計，在得出科學的參數后將其輸入到BIM系統中，從而得出了道路工程設計方案的參數模型。首先，XS設計團隊在BIM系統中建立了該段公路的平縱線形參數化模型，其中主要包括了平曲線值、豎曲線值、坡度值、坡長值、緩和曲線值以及直線數值等多個方面的參數，通過這些參數建立了完整的道路工程設計方案參數模型。例如在本次道路工程中的某縱斷面設計中，XS設計團隊通過地面線與另一條設計線的模型建立，采用豎曲線擬合的方式得出了空間曲線，再結合三維模型計算和參數關聯耦合關系，得出了科學的三維模型。

3.3 道路工程設計中工程量統計的應用

BIM技術在道路施工工程量統計方面具有明顯的優勢，通過三維建模技術，可以實現對道路施工工程量全面的統計。XS設計團隊對本次道路工程施工中的挖方量、填方量、路面工程量、護欄數量以及維護工程量等多個方面進行了全面的統計和計算，從而根據不同施工環節的工程量選擇了最為合適的施工材料，在很大程度上降低了本次道路工程施工成本，并且節約了工程量統計時間，BIM技術在道路施工工程量統計方面發揮了重要的作用。除此之外，通過對工程量的統計以及科學的預算編制，XS設計團隊對所制定的三種施工方案進行了對比，在保證道路工程施工質量的基礎上，通過對施工人員的調配、施工材料的優化以及其他多種資源的合理優化，確定了經濟效益最高的道路工程設計方案，本次道路工程施工總體經濟效益有了很大的提升。

3.4 道路工程設計中信息化施工的應用

信息化施工是現代道路工程建設中的主要發展方向，能夠全面提高道路工程施工管理的準確性。BIM技術除三維建模技術以及可視化技術之外，還提供了完備的信息化管理系統，通過將施工人員信息、施工材料信息、施工設備信息以及施工工期、施工質量參數等輸入到信息化管理系統中，就能夠實現對道路工程設計方案整體的優化，使各個施工環節的資源配置更加合理。此外，BIM信息管理系統還能夠對道路工程不同施工環節的構建設計進行檢測和碰撞檢驗，從而使施工設計方案整體設計更加科學，還能夠降低施工難度，在現有的施工技術水平基礎上，對道路工程施工細節進行更加完善的管控。

3.5 道路工程設計中多方協同管理的應用

本次道路工程施工過程中的參建單位較多，通過BIM技術實現了對建設單位、監理單位、設計單位、材料供應單位等多方位的協同管理。借助BIM的統一項目管理平臺，各參建單位在BIM系統中錄入自身的信息，就能夠獲得在參建單位自身權限范圍內的信息和數據，從而對自身的工作內容、職能進行調整，使得本次道路工程實現多方位的協同管理，有效提高了管理效率，降低了管理成本，提高道路工程的綜合管理效率和施工效益。協同管理作為道路工程設計方案中的主要內容，XS設計團隊通過BIM技術對各個施工參建方進行了統一的調配，各不同參建方之間的工作實現了緊密連接，從而有效提高了道路工程設計方案的合理性。

結束語

綜上所述，本文詳細闡述了BIM技術在道路工程設計中的應用方案，希望可以對我國道路工程建設行業給予一定幫助。