BIM技術在道路設計中的應用研究

孫坤鵬，馬昌魁

（江蘇東交智控科技集團股份有限公司，江蘇 南京 211100）

國家經濟的飛速發展，提高了城市整體的發展水平，也促進了道路工程和相關基礎設施的完善。無論是滿足城市經濟發展要求，還是緩解城市人口增多帶來的壓力，都必須積極推動道路工程建設，優化道路設計，從而保證交通出行有效性。把BIM技術應用到道路設計當中，是目前提高設計質量的重要舉措，同時也能夠發現和彌補道路設計當中存在的漏洞，發揮仿真模擬在設計工作當中的獨特優勢，提高設計效率與整體質量，為打造高水平道路工程提供有力支持。

1 BIM技術的特征

BIM技術是建筑信息模型，通過構建數字化三維模型的方式，可以對項目相關各方對項目設計、建設、運營等整個生命周期的施工方案、進度等信息開展有效管理的技術手段。該技術的特征包括：一是可視化特征。通過對BIM技術進行有效運用，可以把抽象線條轉化成為具體形象的設計圖，把原本二維設計轉化成為三維立體設計，進而給設計人員開展可視化設計提供技術支持和保障。傳統設計雖也能把線條設計用圖形體現出來，不過BIM技術支持下的可視化是結合給定數據自動生成的，能夠獲得更為直觀和立體的視覺反饋。二是協調性特征。BIM技術實際上是建筑信息模型，能夠對設計單位、施工單位、業主等關系進行優化協調。不過傳統方法在協調性方面存在一定不足，往往是在出現問題之后才給予一定的解決與補救方案。BIM技術在實際應用當中可以協調各方關系，也能夠提前發現和總結容易出現的問題，得到相應協調數據。三是模擬性特征。BIM技術能夠實現仿真模擬，因而借助模型把工程設計和施工的相關情況體現出來。四是共享性特征。在項目實施環節不同專業人員在施工工序方面是具有差異的，為了促進信息的高效率流轉交流，就必須確保信息共享路徑順暢。BIM技術能夠在同樣的模型之下，對各種信息進行有效創建與修正，因而能夠流暢流通于不同參與者，也便于對項目的實施管理，及時發現并且處理問題，保證專業協作有效性。五是關聯性特征。信息關聯性是便于管理者管理項目的有效渠道，通過對BIM技術進行有效應用，可以進一步密切信息關聯性，便于后期的模型修改與調整。

2 BIM技術在道路設計中應用的意義

在道路設計中，為了有效滿足交通發展要求，助推道路設計現代化和信息化，必須根據設計需要靈活應用，BIM技術基于數字化手段呈現工程項目的功能特征，基于數字化模型處理方法，促進各項指標的模塊化以及綜合處理。利用BIM技術能夠把道路設計的有關數據信息保存下來，針對各項指標的數據內容進行整理，以便在模型構建和模型調整中發揮作用。另外，BIM技術基于數據模型模擬能夠滿足信息溝通共享要求，確保設計效率，同時減少資源投入。在道路設計過程中，BIM技術有著不可替代的應用價值，除了可以滿足多元化信息管理要求之外，還可以通過建設模型的方式，把控好項目的方方面面，提升資源配置效率，保證道路設計的綜合效益。

BIM技術在道路設計中的應用價值體現在以下方面。一是實現精準測算，降低工程成本。依托BIM技術構建數據信息模型，可以在工程預算階段精準算出工程量，提升預算精準度，并對同類工程數據資料進行對比，提高施工管理效率，減少資源浪費，為工程建設和發展創造更大價值。二是做好工程項目管控工作。在工程管理中可以通過運用建筑信息模型，實現對各項工程基礎數據的整合與應用，進而制定出更加科學的決策，并借助信息對比的方式，了解當前工程成本情況，防范和處理工程風險，提升工程整體的把控效果。三是滿足虛擬施工要求，落實協同管理。在BIM技術的支持之下，設計單位可以憑借三維可視化模型做好虛擬施工，借此分析工程建設當中的問題，發現道路設計當中存在的不足，避免資源浪費，確定出最優的設計方案。

3 BIM技術在道路設計中的應用

3.1 分析地形地勢

在積極推動道路設計和BIM技術整合應用的過程中，必須循序漸進合理安排各個施工環節，做好3D立體模型設置，以便為項目基礎分析提供基本平臺。某路橋三維地質模型圖，如圖1所示。

圖1 某路橋三維地質模型圖

在模型構建環節，首先分析地勢地形環境與相關測量數據，比如關鍵地形點高程等信息，以便根據原始地形開展設計規劃，為BIM技術有效應用打下基礎。BIM技術在道路設計當中的運用能夠滿足數據模擬要求，以便對施工整體進行科學控制。之后對道路項目當中的各種數據資料進行整合，構建專門的數據資源庫，并借助軟件中的整合研究功能，把這些數據信息導入到模型當中，給設計環節規避風險提供參考，確保道路工程的順利建設。依托BIM技術構建地形地勢模型圖，如圖2所示。

圖2 BIM地形地勢模型圖

3.2 做好道路設計

基于BIM技術的道路設計，應該把全景視圖模式的對應參數進行必要的調整優化，確定道路設計和相應等級的符合程度，評價設計時速能否符合相應標準。認真檢查道路交叉口與轉彎半徑設計的合理性，之后在整個道路項目范圍內的橋梁、涵洞等進行恰當標注。對道路工程平面圖和設計文件、給排水等專業符合度情況進行全面考核，提前制定出道路實施規劃。在縱斷面設計環節，必須要全方位考慮排水、地形、凈空等要素，由專業工作人員開展一系列的可行性論證，消除其中存在的風險因素和風險隱患，在高程控制中必須遵照平曲面準則?？v面設計必須考慮交叉口處的限制性因素，根據現場具體情況做好數據分析，進而設計道路縱斷面。以曲面為參照設計道路模型，尤其是要把控好裝配設計、平面線位、縱斷面這幾個部分，利用REVIT、Dynamo等軟件完成精準建模。BIM技術能夠滿足復雜道路工程模型構建的要求。比如在公路線路的設計過程能夠滿足路線互通設計、交叉點等相對復雜的要求（如圖3所示為某公路互通設計）。在橋梁工程施工當中通過對BIM技術的有效運用化解橋梁橫斷面上的橫坡、沿線路上變化超高難題。除此以外，運用BIM技術還能夠立足施工現場的具體情況建造立體造型，使得項目建設各方能夠直觀感受項目的實際運行狀態。

圖3 某公路互通設計模型圖

3.3 管線管網設計

BIM技術運用信息化模型設計的方式滿足項目設計和實施當中的多元化要求。管線管網的設計是不可忽視的內容，而為了確保設計的科學性與合理性，可以運用BIM技術及其綜合性功能予以實現。在設計前期階段，需要全方位考慮各個專業以及各個方面影響因素，針對工程地形、澆筑、設備及管線等做好綜合數據的設計安排。管道管網設計必須在設計圖中做好詳細清楚的裝好標注或者是標注好管網中心線。在平面圖形當中，應該標注好管道的起始點和其中的關鍵節點。對于熱力工程必須要標注好安裝方向以及具體流向。排水工程需要高度關注水流方向和配件的吻合性。在設計管道管網時，要特別關注在BIM技術運用時需識別地下鋪設的各類管道，做好管網的有效配置，尤其是發現管道管網當中存在的矛盾和沖突項目。在管道施工過程當中，必須要把控好各種原材料的質量，確保管道管網壓力實驗檢測接頭的嚴密程度，最后清理管道管網，給后續使用提供便利。

3.4 方案比選設計

道路工程影響著城市經濟和交通事業的發展，要想節約資源并提高工程效率，必須要做好可行性研究工作，而可行性研究報告會給項目立項和具體實施帶來決定性影響。在編制報告和進行報告論證時，往往會涉及到諸多管理部門，比如國土部門、交通部門、環保部門等。另外，設計人員、規劃人員等不同方面的專業人員，也需要針對報告當中的經濟、環境、能耗等相關指標做好評價和比選。在方案比選設計環節當中，各參與主體關注點及專業性有較大差異，怎樣進行互動溝通并建立起統一認識，在傳統方案設計當中是一大難題。BIM技術在三維可視化、多方協作、數據集成等諸多層面表現出獨特的優勢。所以在道路項目的可行性研究階段就可以通過對該技術的運用做好方案遴選工作，結合各方面的信息模擬構建可視化模型，便于制定相關決策。

4 結束語

BIM技術是基于三維數字化模型的一個重要共享平臺，實現了多個軟件的集成運用，也為信息的便捷傳播提供了重要媒介，可以為各方協作與提升工作效果提供有力支持。在道路設計過程中，BIM技術的運用能夠給設計人員的優化設計提供有力支持，保證決策制定的效果。設計人員應該正確把握道路設計的要求和內在規律，借助BIM技術的設計優勢降低道路設計的難度和強度，運用創新性的設計理念，設計優質的作品，為之后的道路工程施工打下基礎。