BIM在城市道路設計中的應用研究

田 地

晉城合為規劃設計集團有限公司 山西 晉城 048000

在我國基礎建設發展速度不斷加快的過程中，工程項目的數量在不斷的增多，人們對于工程的質量要求日益增高，所以也需要利用科學合理的設計方法，來滿足施工工作開展的全部要求。在傳統的城市道路設計階段，二維平面設計的方法，無法把道路設計的全方位視角進行清晰的展示，所以其中的弊端也日漸凸顯出來。在最新的社會發展形勢下，智能化三維的設計、精細化的管理成為了建筑行業發展的全新趨勢。BIM作為一種最新興起的設計管理技術，有效地把傳統設計中的不足進行了彌補，其在工程的設計、施工以及后續維護中，都起到了積極的作用。特別是城市道路的設計階段，融入BIM技術能夠真正的為現場施工整體質量的提升做出貢獻。

1 BIM技術相關概述

在我國城市化進程發展速度不斷加快的過程中，人們對于城市道路的整體設計情況提出了更高的要求。特別是隨著道路建設整體環境的復雜化，施工的時間縮短，質量要求升高，這些都致使當前社會發展中，城市道路的設計需要不斷的與時俱進，融入先進的技術以及多樣化的手法，從而提高其整體設計的質量。為了能夠降低設計的難度，BIM技術就融入其中，其指的就是把建筑信息模型呈現給設計人員，使整個設計的工作變得有理有據。所以BIM技術也是最新時期工程建設這一領域所提出的一個關鍵技術，在智能化信息化時代呈現出了飛速的發展[1]。

BIM技術可以與人工建設需求相互結合，從而利用高科技建立出具有數字化特點的信息模型，利用3D、4D，甚至是5D的處理方案，把數據的模型清楚地進行呈現。同時在這樣的數字化加工與管理工作開展的過程中，也能夠最大程度的提高工程設計的整體質量。在城市道路的設計階段，BIM技術可以在整個項目周期進行應用，從而滿足不同階段建設施工所提出的要求。BIM技術所呈現出主要的特點就是：協同化、可視化、仿真化和數據化。近些年來，在各個工程領域，BIM技術的應用逐漸廣泛，各種軟件層出不窮，這也為城市道路的施工建設以及設計工作做好了基礎的保障，并為這項工作的高質量實施提供了極大的便利。

2 傳統城市道路設計的難點

在城市道路建設施工工作開展和實施的階段，其中交通系統是整個道路應用過程中較為關鍵的組成部分。所以在設計這項工作的過程中，就需要對其實際的質量進行深刻的分析，并且深入地了解當前我國經濟發展所呈現出的速度，以及人們對于出行所提出的一系列要求，只有這樣才能夠在科學有效設計的過程中，確保整個設計的模式以及設計的方法具有科學性，從而為人們舒適出行做好保障。

在城市道路設計工作開展的過程之中，還存在著眾多具有實際性特點的問題，這也導致城市道路在設計過程中具有著較大的難度。隨著變和這個技術的引進，相關人員可以利用其中的3D模型，對具體設計方案的可行性進行有效的驗證，并且對這其中的設計風險進行排查，從而合理地對道路設計中的各項參數進行控制。這也能夠看出，BIM技術對于道路設計具有一定的推動性作用。但是當前在實際設計階段，傳統的設計方式依然比較常見，主要就是因為缺乏相應的技術人員，無法把BIM技術有效的融入其中，這也造成了傳統的道路在設計過程中困難重重，嚴重影響了整體施工效果的提升[2]。

3 BIM在城市道路設計中應用的優勢

BIM技術在城市道路施工設計中應用具有一定的優勢，其既能夠提高整體施工的效果，也能夠改善傳統施工中所存在的弊端。

第一方面就是能夠提高設計工作整體的效率。傳統的道路施工在設計階段，采取的都是2D設計的模式，主要適用的就是道路建設過程中條件較好的區域。但是由于城市道路建設階段受到影響的因素較多，其中線路的分布、周圍的路況、地質的條件等，都會對城市的道路設計產生一系列的影響，也容易造成設計進度緩慢。所以BIM技術在使用的過程中，就可以發揮出自身所具有的可視化特點和優勢，建立起數據模型，從而立體的對城市道路設計中地形的條件，以及環境的實際現狀進行有效的呈現。這也能夠為設計人員提供多樣化的設計參數，并且呈現出具體的3D圖紙，從多個角度為人們分析當前施工的可行性，從而選擇出最優的設計方案，提高設計的整體效率。

第二方面就是能夠降低設計過程中整體的風險。BIM技術所具有的一個主要特點就是仿真性，其能夠真正的對城市道路的實際情況，以及設計方案呈現的結果進行模仿。所以設計人員就需要根據道路工程中仿真模型進行細化，使得道路的設計更加的完善，也能夠充實道路設計的內容、并利用BIM技術建立起3D地圖。確保道路建設的過程中，整個區域的地貌條件能夠直觀地呈現出來[3]。從而讓設計人員根據這一地形圖，清楚地對設計方案實施過程中的難點有所掌握，了解設計階段的重點內容，提前對每一個階段可能存在的風險隱患進行預設，并準備好解決的方案。這些都能夠降低城市道路在施工過程中可遇到的風險，提高設計的質量。

4 BIM在城市道路設計中的具體應用措施

4.1 項目區域地形圖處理

BIM技術融入到城市的道路設計各個環節之中，首先就可以做到對現場實際的施工現狀，以及所具有的施工條件進行實時的監控。因為BIM技術的使用能夠確保項目區域中地形的整體狀況，全方面的呈現在設計者面前，也能夠對現場的情況進行清楚的反饋。從而確保施工設計人員在分析整合測量數據的過程中，為整個設計的具體參數以及細節內容做好保障，也能夠真正地結合施工圖，為整個設計提供相對比較全面的基礎保障和依據。除此之外，因為BIM技術整體的結構是需要從立體的視角進行顯示的，所以也能夠從上方看到整個設計的實際應用情況，這樣就能夠確定道路建設的方向，根據地形準確地對路線進行有效的規劃，以此確保各種規劃項目的數值準確性。也能夠使整個線路的選擇擁有著更加便捷的條件，從而選擇出最優的線路進行道路的設計。

4.2 管線設計

隨著城市發展設計不斷的多樣化，越來越多高科技技術都為社會的發展起到了推動性的作用。人們的物質生活也在科技的支持下變得豐富多彩，隨之而來的就是城市內部物質消耗、垃圾管理等問題逐漸增加，這也導致道路在設計階段，對于地下排水的工程需要充分地進行考量。因為如果不考慮到地下排水的走向和具體設計的情況，那么就會導致道路在使用的過程中，出現不均勻沉降，以及塌陷等情況，所以道路的設計就需要對地下水走向進行分析。特別是如果道路設計不符合地下室排水這一工程的要求，那么如果出現下雨天就很難及時排走雨水，生活的污水也會處理不當，地下的管線更是會由于道路的設計，出現老化需要更換的情況[4]。所以在土道路項目建設的過程中，還需要結合技術的使用情況，科學合理的對施工的模式進行設計，避免出現管道，而需要重復施工的現象。也能夠激發工作人員的積極性，減少費用的開支。結合使用BIM這個三維立體的技術，就可以把地下排水的管線設計，通過測試呈現在設計圖紙之中，從而減少不必要路段維修時間的浪費和資金的支出，從而最大程度的利用合理的成本，提高道路設計的效果。

4.3 道路中心線繪制

在道路設計施工過程中，中心線的繪制是嘗試當初設計階段一個相對比較重要的內容，整個設計的過程中涉及到的施工內容是多個方面的，所以還需要詳細的對具體施工工作開展的情況進行分析，嚴格的按照相關施工的流程開展工作，這樣才能夠使工作效率最佳。

需要根據城市道路施工工程建設的具體成本，以及設計的標準，還有其中所包含的各項指標參數，來開展這項工作。結合科學有效的方法，保證每條曲線的基本要素都符合要求，例如：導軌的長度、半徑，還有曲線的長度等，都需要利用BIM技術進行有效的修正，以及科學合理的優化。除此之外，也需要深入地對道路中心線的特點，以及所呈現出的條件進行有效的探討，只有這樣才能夠實現這項工作的最佳效果，也能夠滿足設計過程中所提出的要求。在道路的中心線繪制合理之后，也可以結合BIM技術中的3D地圖，使中心線在地圖上呈現出多條線路之間的轉換，以便于保證道路設計更加符合實際情況的要求。

4.4 多專業協同設計

在BIM技術核心應用過程中，數字技術是其中較為重要的一項內容，其能夠對標準的數據值進行深入的分析，也能夠在這一事實的基礎上，開啟協同設計這一平臺，通過平臺使整個道路施工設計變得更加具有科學性，也能夠讓不同的行業共同的對計算機等其他終端設備進行有效的應用。因此，通過平臺的支持，使項目之間能夠合作開發，真正的達到共贏的目的，就可以在根本上提高道路施工設計的精準程度，以及施工工作開展的整體效率。除此之外，虛擬現實的技術，都可以在BIM技術的支持下，獲取額外更多的效果，達到應用的最佳標準。

4.5 碰撞檢查

在道路建設施工工作開展的過程中，前期設計階段就需要通過道路管線、橋梁等各項施工設計的主要內容，對其中所涉及到的具體問題進行專業性的設計。所以在這一時期就需要對BIM這一模型的技術進行應用，主要就是觀察道路的基礎和其他元素之間所呈現出空間上的聯系，并準確地對其進行定位。這樣的設計才能夠更具科學性，也能夠保證設計工作滿足實際施工的需求。例如：對鋼筋碰撞進行檢查是其中重要的內容，因為通過BIM創建出施工模型，還有局部橋梁上部結構的鋼筋模型，能夠有效的避免鋼筋之間產生的碰撞，也能夠減少施工過程中的損失，從而保證加速施工開展速度，提高施工的整體質量[5]。

4.6 道路橫斷面設計工作中BIM技術的應用

在當前我國城市化發展速度不斷加快的過程中，社會內部人們的生活水平有所提高，私家車的數量越來越多，所以道路上可見的車輛也在逐漸的增加，這也致使道路的擁堵程度提升，人們的出行便捷度逐漸的下降。所以道路工程的集約化發展，也會影響城市道路建設過程中科學性的有效呈現。因為在道路施工工作開展的過程中，如果決定開始施工，那么就會在很長一段時間內，這個道路不能夠供人們使用。因此，還需要在項目設計工作與特定條件相互聯系的形式下，根據車輛道路的建設，以及實際的寬度，從而提高設計的整體效果，并且加快施工的速度。這樣才能夠使人們在短時間內，就可以使用到最新建設的道路之中，提高出行的速度和效率。同時，利用BIM技術也需要在道路設計階段，與車輛的寬度以及人們日常出行的需求相互聯系，把相關常見的設施投入到公路的建設過程之中，這樣才能夠減少交通擁堵的現象。例如：結合使用BIM技術預測交通中車輛的流量，執行交通模擬的任務，從而方便正確地對設計的路段進行選擇。也可以結合適當的軟件，對道路建設的施工要求，以及行人出行的要求，進行準確的預測，以此來提高道路建設的整體效果，讓行人出行變得更加便捷。

4.7 道路縱斷面的設計與繪圖

在BIM技術應用的過程中，通過軟件把當地的平面坐標輸入其中，同時再把街道上地面的高程進行設計，就能夠完整的建立出地面的參考線。這樣的參考線能夠嚴格地與建筑施工的標準以及設計要求相互融合，從而確保道路的設計效果最大化。因為道路在使用的過程中，縱斷面的坡度與項目整體設計之間有著緊密的聯系，還需要根據具體坡度的情況，以及項目設計的要求進行科學的調整，這也需要設計人員能夠提前了解各項數據變化的現狀。特別是邊牧技術在其中應用的過程之中，就能夠針對整個設計進行流程化的劃分，從而了解其中所包含的數據變化，相應地對坡度線進行調整。同時也可以模擬工程縱斷面的結構需求，靈活地對具體施工的狀態進行設計，確保整個結構的縱斷面在設計應用的過程中具有一定的合理性。從斷面設計工作結束之后，也可以把坡度線進行保存，以此創建出施工縱斷面相關圖紙，這樣的繪圖能夠為后續的施工提供一定的數據支持和依據，確保施工具有合理性。

4.8 正向設計出圖

在城市道路設計階段，很多路面的施工都具有一定的復雜性，所以實際的項目建設中，很難利用2D的圖紙把其中的內容進行清楚地展示，這也導致在2D設計的模式下，整體的目標偏離設計項目的要求。所以結合使用BIM這一技術，就能夠通過立體圖像進行模型的處理，更加直觀地把3D的結構，還有設計的意圖進行表達，最終達到項目設計的核心目標。這種項目的設計能夠通過積極的探索BIM技術與道路設計之間相互結合的要求，直觀地利用3D構圖傳達設計者所需要表達的想法。這樣的形式都能夠最大程度的克服設計和施工之間所呈現出的溝通障礙，也能夠在根本上提高施工工作的整體效率，確保城市道路設計工作的質量，為人們的出行做好基礎建設。

5 結論

綜上所述，在我國經濟得以快速發展的階段，城市化規模也逐漸的擴大，越來越多的基礎設施建設進入到人們的視野中，為提高人們生活的品質貢獻了力量。在這樣的環境下，基礎建設投入的資金在不斷地增加，所以越來越多高科技技術提出，為建設行業的發展貢獻了力量。在城市道路的設計中，BIM技術的應用，能夠在整體上提高其施工的質量和水平，也能夠改善市民出行的條件。因此，本文也是基于以上的內容，在分析和研究BIM技術相關設計難點，以及應用優勢的基礎上，提出城市道路設計中這一技術的具體應用措施。希望能夠在合理的措施支持下，為我國城市道路的設計，以及相關工作的有序開展做好好堅實的鋪墊。