研究BIM技術在市政道路設計中的運用

文 / 山東道域交通科技有限公司 程希才 山東交發工程設計咨詢有限公司 王立龍

現如今，基建項目中積極推廣使用BIM技術，助力工程高質量建設。從BIM技術的應用分析，通過構建模型的方式，發揮軟件可視化和碰撞檢測等優勢，支持多專業協同設計，進而發揮技術的應用價值。采用BIM技術，避免了設計領域之間的沖突，提高了設計的準確性，減少了后期變更工作，保障了道路施工的安全，并節約了資源和時間，增加了工程效益。現結合BIM技術的具體應用，進行如下的分析。

BIM技術的應用價值

BIM的關鍵是信息，不同于二維設計，通過發揮信息模型的價值，利用建筑模型輔助設計和施工。現階段，市政工程的復雜度不斷提高，影響到道路設計與施工的因素很多。基于BIM技術的設計工作，采用可視化手段，能夠在項目全生命周期開展設計和施工的優化，并且參與道路運行維護，通過量化手段和仿真模擬，促使道路施工效率得到提高，節約更多的成本。市政項目每個階段都有著不同的需求，勘察設計階段利用無人機傾斜攝影技術或者激光雷達技術，采集數據信息，能夠為設計工作的開展提供支持，并且提高勘察工作效率。

基于勘察成果，道路工程設計環節利用BIM+實景的方式，分析道路選線是否合理，分析填挖方與自然景觀存在的關系。利用構建的各類模型，并且進行總裝，開展管線碰撞分析，妥善解決錯漏碰缺問題。道路的給排水管網建設，采用BIM技術手段，可高效評估管道

承載能力。基于BIM模型，可提供精準的工程量。圖紙階段的切剖與軸測圖可增強圖紙的可讀性，助力市政道路工程的建設。基于搭建的模型，進行可視化展示和項目漫游分析，清晰地展示設計方案，支持多方參與設計評審和技術交底。道路工程施工階段采用BIM技術手段，開展施工模擬分析，可更好地傳遞設計意圖，助力設計成果的有效轉化，保障道路設計方案的應用質量。

BIM技術在市政道路設計中的具體應用

案例概述

以某市政道路工程為例，長度為4742.008m，設計為主干路，道路紅線寬度設計為36m，為雙向4車道。本次工程設計環節，引入了BIM技術，輔助設計工作的開展，促使設計工作的效率得到提高，實現了道路工程和施工現場環境的相符合，保障道路設計的質量。現結合BIM技術的具體應用，進行全面的分析。

BIM技術的應用方案

按照道路設計的工作安排，事前開展勘察和調查，形成了1：500的道路帶狀地形圖和道路地勘報告。根據建設單位的意見，組織工作人員開展建模，對道路景觀和交通規劃等內容進行設計，形成了3D漫游成果，通過可視化形式呈現道路預期效果。

基于現代化技術手段，對道路地勘報告數字化，利用設計軟件對道路設計情況進行可視化表達，清晰地呈現各個路段地基情況，并且精準統計工程數量。構建的道路三維模型，可增強建設內容設計指標的直觀性，同時全面展示道路下敷管線和涵洞實際情況。借助軟件計算，可以標注出各個階段的管道管徑和埋深等數據。

BIM技術應用的主要環節

地形圖處理環節。基于BIM技術，開展地形圖處理，能夠實現高程點與等高線的轉化，利用搭建的三角網，構建地形圖數據模型。使用傳統設計軟件，開展地形圖處理，僅利用三角網，難以實現可視化，無法呈現道路地形的走向，設計時需要工作人員開展高程點對比分析，最終明確高程走向。

如果道路長度很長，那么工程量巨大。采用BIM技術，根據前期勘察調查采集的數據信息，形成三維地形圖，能夠清晰地呈現地形走向，并且減少設計的工程量，保障道路建設的質量和效益。

道路選線環節。市政道路設計實踐中，選線為重要的內容，科學合理的選線方案可保證道路指標的協調合理度，實現對造價的有效控制。市政道路的線路設計是否合理，極大程度上是由道路縱斷面與土方橫斷面決定。采用傳統的選線模式，對道路沿線地形難以精準評價，通常要多次開展選線分析，并且進行實地放線，做好選線成果的對比分析，再最終確定。不過，由于無法實時查看橫斷面，通常要確定線形后進行初步設計，最終獲得橫斷面數據。

如果工程投資規模很小，反復進行調整和優化，設計工作比較繁重，且設計工作效率低下。采用BIM技術輔助設計，能夠實現平面和縱斷面以及橫斷面的聯動，基于圖上選線，再根據地形圖開展初步設計，通過BIM平臺可清晰地顯示。如果出現改動時，可隨之進行改變，最終以圖形形式呈現。

道路縱斷面設計。采用BIM技術手段，輔助縱斷面設計的開展，可顯著提高設計效率，減少人為因素的影響，避免引發隱患和風險。在設計環節，根據采集實際數據信息，助力縱斷面設計，同時發揮技術的應用價值和優勢，促使道路工程高質量建設。如果設計方案和實際貼合度不高，則可能留下各類隱患和風險。基于BIM技術，搭建三維立體模型，輔助道路縱斷面設計，形成的設計方案可符合當前的技術規范，并且可保障建設的質量。

從道路實際出發，縱斷面設計工作的開展，借助現代化技術手段，可實現修改的聯動，及時更新數據信息，形成科學合理的縱斷面設計方案，促使工作效率得到提高，縮短道路設計的時間，減少工作壓力，切實保障設計工作的質量。

道路建模設計。從市政道路設計需求出發，采用BIM技術手段，輔助道路建模，可實現三維建模，形成三維可視化圖紙，指導道路高水平建設。利用BIM技術手段，根據采集的影像資料和信息，對建設區域的情況開展數字化模擬，能夠清晰地呈現道路建設后的區域地塊劃分和功能提升情況，并且可呈現道路建設地自然環境和社會環境的改變。基于BIM平臺，還可以模擬高峰期道路交通情況，呈現道路建設后對區域交通的改善情況。

利用BIM技術建模，可提高建模的速度，縮短建模的時間，減少繁瑣問題的產生，提升道路工程設計的質量和效率水平，助力道路工程高質量建設，創造更多的效益和價值。

BIM技術的應用效果

基于BIM技術的市政道路工程設計，實現了高效率設計，促使后期的改造設計更加貼合實際，保障了道路設計的質量，全面提高設計的效率和效果，促使設計水平得到提高。組織開展道路設計，采用BIM技術手段，實現對設計精準度的有效控制，防范碰撞問題的出現，強化道路設計的質量控制。基于BIM 5D模擬，實現全過程的模擬分析，促使設計環節就獲得質量控制以及成本控制信息，提高設計工作的水平，保障后期工作的有序開展。

BIM技術在市政道路設計中的應用策略

合理選擇軟件

由于市政項目的組成復雜，可選擇的BIM軟件很多。按照路、橋、隧、管網等專業加以區分，BIM軟件平臺的類型數量多。隨著行業的發展，設計軟件開始平臺化發展，不斷拓寬可視化的邊界。

從設計的需求角度分析，主要是利用設計模型，經過信息加載或者信息提取，通過多專業的模擬與仿真，進而獲得高附加值的數據。道路工程中的建構筑物，利用建設的模型完成配筋后，結合預留孔洞開展結構受力分析，科學合理調整配筋，增強結構的安全性。對道路的各類管線，展開管線碰撞檢測分析，進而增強系統的穩定性。為實現設計的各項需求，要結合道路設計的實際情況，合理選擇設計軟件，輔助市政道路工程建設，實現高質量建設目標。考慮到市政道路工程設計的復雜性特點，為提升設計和建造的質量，通常會將BIM技術和其他技術相互結合，例如GIS技術，形成優勢互補，助力建設工作的開展。

利用BIM技術，整合和管理設施自身全壽命周期的信息，實現精細化管理。利用GIS技術，實現對地理空間環境信息的宏觀表達，支持海量地形數據的處理，同時開展地圖視覺效果以及地理信息的分析，助力工程的建設和管理。

基于BIM+GIS技術，實現海量信息可視化，支持項目信息協同化，并且實現工程管理技術的有效融合，助力道路工程建設和管理，可提高建模的質量，增強分析的精度，提高決策的效率，實現成本的高效化控制，創造更多的效益和價值。

做好BIM功能的開發

從BIM技術的發展應用實際分析，在房屋建筑領域的應用較多，于市政道路工程中的應用時間和應用范圍相對較小，很多功能不貼合道路工程實際，進而影響到BIM技術的應用效果和效益，使得道路設計和建設管理面臨很多的挑戰，影響到BIM技術的應用價值實現。市政道路設計工作中，為有效發揮BIM技術的應用效益和價值，必須要結合實際進行功能的開發，助力道路選線和建構筑物的優化設計，創造更多的技術應用效益，促進BIM技術的應用發展，助力市政工程現代化發展。根據市政道路設計的多樣化需求，積極更新軟件的相關功能，助力設計工作的高質量開展，防范問題的出現，創造更多的效益和價值。

結語

綜上所述，BIM技術在市政道路設計中的合理應用，利用軟件的多功能，可輔助設計工作高質量開展，實現道路施工問題的事前防范和控制，減少道路施工問題的產生，保障作業的安全和質量，提高道路工程施工的效益水平，具有推廣應用的價值。

市政道路工程中引入BIM技術，需結合實際需求，建設軟硬件基礎設施，輔助設計工作的開展，促使技術應用價值得以實現。