BIM技術在市政道路設計中的應用研究

谷昀霖

（六盤水市規劃設計研究院有限責任公司，貴州六盤水 553000）

0 引言

隨著社會經濟的發展，人民的生活水平越來越高，各種基礎設施也越來越完善。在這樣的大環境下，市政道路建設的需求越來越大，市政道路的設計也越來越復雜。BIM技術在市政道路設計中的運用，對提高設計效率、提高設計水平具有十分重要的作用，因此，BIM技術在工程建設中的應用也是十分必要的。然而，隨著社會、經濟、科技的不斷發展與成熟，BIM技術必將得到不斷的發展與完善。BIM技術是當前道路設計中的一項重要技術，它將仿真技術、可視化技術相結合，是一種全新的工程信息技術，因此，本文對BIM技術在市政道路設計中的應用創新進行簡單的探討。

1 BIM技術的概述

1.1 BIM的概念

BIM是一種以三維數字化技術為核心的建筑信息模型，它是一種基于工程數據的信息模型。BIM可以將建筑工程的功能特征和設施的實體進行數字化表示。BIM具體表現形式有兩種：①BIM可以將特定的建筑工程和設備的數據存儲到BIM系統中，并將它的物理和非物理性質都寫得清清楚楚。該系統還包括了各種專業的未處理數據，具有豐富的智能數據信息模型；②BIM還可用作動詞，表示與工程有關的數據建模，如數據的分享、交換等[1]。

1.2 BIM技術特征

①3D參數化。BIM技術是一種基于工程參數的3D建模技術，它可以利用三維建模的相關參數，對建筑物的各項性能進行仿真和分析。②信息化。BIM技術具有信息化特征，它可以根據不同的參數來描述建筑單元，而傳統CAD的對象是點、線、面等幾何要素，BIM技術則是以窗、柱、墻、梁等結構部件為對象，可以用信息化、參數化的方法模擬出構件的實際屬性。③BIM技術不僅可以描述多種建筑的三維幾何信息，而且還可以描述建筑結構的拓撲關系，并將建筑對象的名稱、材料、結構類型等納入BIM技術中；對施工過程、工程量、運營維護信息等信息進行了詳細的說明。④開放交互。開放交互特性主要是指基于BIM技術的IFC工程基礎分類標準，在此標準下，其他支持BIM的軟件也能從BIM中讀出相關的數據[2]。

2 BIM技術在市政道路設計中的作用

2.1 充分表現設計意圖

隨著社會經濟和科學技術的飛速發展，BIM技術在各個領域得到了廣泛的應用，并應其自身良好的三維數據建模逐漸代替了二維模型的設計，徹底解決了二維模型的設計中出現的各種不良問題。因此，在市政道路的設計中，運用BIM技術可以更好地展現出城市道路建成后的效果，并可以直接發現問題，有助于設計者更好地改進城市道路的設計。

2.2 較強的模擬分析能力

BIM技術在很多方面都有很大的好處，尤其是在設計的早期，可以將整個項目的效果展現出來，讓設計師們在最短的時間內完成自己的設計，從而達到最好的效果。為城市規劃工作者提供借鑒和分析。通過對城市道路規劃設計中的缺陷進行及時調整，使其更好地發揮其應有的功能[3]。

2.3 較高協調性

隨著科技的進步和城市化的加速，單純的平面模型已無法適應城市的高速發展，二維模型的設計在建成后，很容易產生問題，導致城市道路的建設不盡如人意。隨著公路的修建，平面模型的效果并不是很好，在復雜的立交、高低起伏的路段中，往往會出現一些錯誤，影響到項目的正常進行。然而，BIM技術在城市道路建設中的應用，使城市道路建設得到了極大的發展。通過對BIM技術的分析，使其在城市道路設計中具有很好的應用前景。

2.4 多領域協調工作

城市建設的快速發展為城市道路的建設提供了有力的支撐，但城市道路的規劃設計越來越困難，傳統的平面規劃模式已無法滿足這種需求。因此，在傳統的平面規劃中，城市的發展速度并不能很好地體現出來，城市道路的規劃也越來越復雜，各種方案對模型的設計和分析都越來越嚴格，很容易忽視一些小問題，使得城市道路的設計難以做到完美的統一，從而在設計中產生一些問題。因此，在城市道路設計中，設計人員往往要花費大量時間來進行檢測和糾正，這會極大地影響到城市道路的設計效率。然而，BIM技術的運用，可以有效地解決上述問題，實現多個部門的協同工作，同時也能提高各個環節的工作效率，真正做到了高質量、高效率的設計工作[4-5]。

3 BIM技術的優勢與阻力

隨著我國城市建設的發展，在城市道路建設中，往往會出現大量的地下管線，但往往因為信息不全面，導致工程中出現重大事故，BIM技術在我國的運用，可以很好地解決這個問題，但也存在著一定的問題。總的來說，BIM技術與項目管理的融合，類似于一個完整透明的資料共享機制，為項目參與各方提供了一個查找資料和信息的平臺，提供了一個協同管理的平臺。這是BIM技術區別于傳統施工管理模式的最大不同，即BIM技術可以使得施工參與各方更加清晰及明確地得到工作分配、組織，能夠有效解決傳統施工過程中管理效率不高、技術交流困難的問題[6]。

3.1 BIM技術的優勢

3.1.1 解決傳統的二維管線綜合設計不合理問題

利用BIM技術，可以很好地解決城市道路設計中需要人工解決的管網交叉問題，利用三維建模的方法，可以很好地避開管道，同時也可以對其他管網進行科學的規劃，使得各個部門之間的聯系更加緊密，通過共享BIM技術模型的數據，可以讓所有的問題都在一個系統中得到解決，十分的方便[7]。

3.1.2 實現數據互用

一個城市的發展，并不是單純的修建和發展市政設施，而是要將整個城市的基礎設施統一起來，但由于傳統的規劃都是單獨的，所以往往會出現新的道路，這對城市的發展是有很大的影響的。利用BIM技術，實現了城市各方面的信息共享，實現了各個項目之間的無縫銜接，避免了城市地下管線和市政道路之間的矛盾。

3.2 BIM應用的阻力

3.2.1 設計理念的轉變

采用BIM技術，就是要拋棄傳統的設計流程，讓設計者對新的軟件進行學習，這會對設計者造成很大的影響。而BIM技術也是從二維到三維的轉變，這種思維上的飛躍，讓設計師們很難接受，甚至比電腦上的繪圖更難。再加上BIM技術的應用比較復雜，對剛接觸到BIM技術的人來說，難免會有一些抗拒。

3.2.2 將增加現階段普通項目的工作量

經過長期使用傳統的二維設計模式，設計師們已逐漸形成了一套模式化的運作模式，然而，要運用BIM技術，設計者必須不斷地更新和完善各種信息，同時，由于不同的預算資料的投入，也超過了傳統的模式，這就導致了設計者對資料的需求嚴重不足。此外，在BIM完成后，還要在BIM上添加相應的二維模型，這就使得設計者的工作變得更為繁重。

3.2.3 社會動力不足

BIM技術在城市道路工程中的應用還很薄弱，目前BIM技術主要是在設計院中使用，但由于施工單位害怕麻煩，一般不會采用，同時，由于設計變更引起的經濟損失，建筑公司也不愿意承擔，因此，他們只能依照傳統的設計圖紙來進行施工。

3.2.4 缺乏標準

目前，BIM技術還處于城市建設和設計的初級階段，尚無完整的規范體系。這就造成了在實際應用中難以達到統一標準，對此，除了設計者自己要加大資料的運算外，還應將有關的規范統一起來。此外，BIM技術并不是一個軟件的問題，要求多個專業的軟件協作，而現在，由于缺少規范的數據，因此，難以實現多種信息的共享，使得BIM技術難以充分發揮其優勢。

4 BIM技術在市政道路建設中的具體應用措施

4.1 在地形圖處理中的應用

在城市道路工程的設計中，我們必須對實際的地圖進行處理，而這些數據的處理將直接影響到整個工程的設計。通常，城市市政工程的地形圖，都是由設計單位提供的，有二維和三維兩種地形圖的。而在平面圖中，通常將高程設定為0，并在其周圍標出實際高度。而三維地形圖本身的標高則是真實的高程，因此在進行三維地圖的加工時應注意以下的一些問題。

（1）當我們在軟件中開啟圖形管理模式時，除了標高之外的點，我們必須做逆向選擇和凍結。

（2）在軟件中找到一個可以創建曲面的選項，并在對話框中正確地選取圖層的名字和類型。

（3）在開啟曲面數形對話框時，先選取對應的自訂圖案，再用鼠標右擊選定所選圖形物件；他按照任務面板上的提示，選擇了高度。

（4）還需要通過查看器來查看表面的設計，這樣才能更好地完善三維地圖的設計。

4.2 在道路建模中的應用

城市道路的設計是一項很專業的工作，而且整個過程也很煩瑣，這就要求設計師們在不斷地使用大量的資料，同時，還包含了地形、建筑物等方面的設計資料。在充分分析了地形數據的基礎上，利用BIM技術建立了道路模型，利用具體的數據，可以將每個關鍵節點都表示出來。此外，采用BIM技術進行道路規劃，也可以將正常的高度和坐標直接顯示在圖紙上，這樣就可以看到各種數據了。同時，還能及時、高效地解決這些數據中的問題。在城市道路建設中，可以按照系統的提示，進行科學、合理的布置。另外，三維道路模型可以用多種色彩來表達真實的地形變化，同時也可以將道路附近的商業建筑、工業建筑等建筑的形狀、高度等進行三維建模，從而對道路的地形進行更直觀的分析，從而提高道路的設計精度和可行性。

4.3 在道路縱、橫斷面設計中的應用

常規的平面規劃軟件在城市道路縱斷面的設計中，往往是先對原有路面進行文檔處理，然后根據拉坡線的變化，使之符合實際情況。然而，在將BIM技術運用到道路設計中時，可以利用三維表面生成相應的平面文檔。在某些情況下，BIM技術模型會根據實際情況進行調整，使設計者在某種程度上減少工作量，使整個工作效率得到真正的提升。

5 BIM技術在市政道路設計應用中的價值

5.1 技術具有較強的模仿能力

BIM技術在城市道路的設計中的運用，具有強大的仿真運算能力，可以模擬城市的道路，使人們可以直觀地看到道路設計中的不合理和不科學的問題，并及時地加以處理，以確保城市道路的現代化。另外，通過BIM技術，可以對公路工程的地形圖、斷面部門等進行科學的分析，并依據公路的實際承載能力，進行長期的發展，以確保城市的經濟可持續發展。

5.2 呈現高度精確的工程量計算結果

將BIM技術運用到城市道路工程的設計中，可使公路項目的前期準備工作得到有效地推進，并可通過對全項目的三維仿真操作設計來進行試驗，其次，通過對所測試的工程路面施工資料的分析，得到準確的城市道路施工資料，為保證施工期間的資源合理使用提供了可靠的工程設計參考資料。

6 結語

總之，隨著我國社會和經濟的發展，建筑工程的規模越來越大，運用BIM技術可以很好地滿足各種工程的設計需求，確保工程質量。通過對BIM技術在城市道路設計中的應用，指出BIM技術可以為城市道路設計提供良好的參考依據，有助于解決城市道路設計中出現的問題，具有重要的現實意義，此外，由于其本身具有良好的計算能力和良好的仿真性能，使其在實際應用中得到了很好的應用。