摘要：在城市化进程快速推进的今天，道路工程项目不断增多，同时设计要求和标准不断提升，传统依靠 CAD 为主的设计模式已经逐渐无法满足设计的直观性等基本要求。而 BIM 技术的应用，促使道路设计逐步进入“三维设计”领域，在优化传统道路设计思路与步骤，提高设计质量与效率方面具有重要的作用。
关键词：BIM；市政道路；优化设计
1概述BIM的概念
“BIM”作为一个新鲜事物，出现在21世纪的全世界建筑业中。“BIM”源自于“Building Information Modeling”写，为建筑信息模型。BIM的出现使各国的建筑业都发生了魔力般的变化，无论是建设质量还是劳动生产率的提高，甚至是返工和浪费现象都大幅减少，建设成本得到了节省，建设企业的经济效益得到了改善。BIM拥有强大的信息处理能力，通过获取建筑工程项目的各项相关数据，对建筑进行模型建立，利用数字信息仿真模拟技术，表达建筑物所具有的真实信息。对BIM了解处于表面层次时，总会认为BIM是3D效果图，是动画展示，是一款单一的设计软件，这样的认识是片面的，甚至可以称的上是错误的。BIM不是一个生成2D图纸的3D工具，而是一个新型的过程，是一种全新的工作模式，是保证工程项目各方紧密协作、顺畅交流的基础。
2分析BIM技术在市政道路工程设计中存在的问题
现阶段下，我国当前市政道路设计方式还是采用以往的道路设计方式，但是由于我国现代化城市的不断发展，导致了当前我国市政道路设计存在一些不合理的现象。特别是在市政道路路网的结构设计方面，存在着比较严重的不合理现象，严重影响到了城市居民的生活。第一，道路工程庞大复杂，专业跨度大。道路工程设计在利用BIM技术当中，也存在着部分问题。BIM技术在建筑行业应用，已经比较接近成熟的阶段了，针对道路工程来说，依然存在很多的局限性，因为我国各地区地势辽阔，各地区地形差异大，其次，道路工程本身就是一项比较复杂的系统性工程，工程面临的专业性和跨度比较大，与建筑行业存在一定的区别，所以说BIM技术在道路工程中的应用还面临着很大的挑战和困难。第二，设计人员停留在传统设计管理模式。现阶段，我国还有很多的道路工程施工企业仍然在道路建设过程中，针对施工设计方案以及技术交底工作还是按照传统的施工图纸以及技术规范和施工现场为根据来进行施工的，根据自身的施工经验来设计工程方案，由于设计人员审图不清楚或者转达不清楚，造成技术交底不细致或者需要反复的交底，传统的道路设计模式，会导致施工进度慢，增加施工成本，从而造成道路工程存在安全隐患，甚至整个道路工程质量受到影响。
3基于BIM的市政道路优化与设计
3.1环境模型处理
在道路工程环境模型的建立过程中，三角网格地形模型的构建，需要借助于三维点云数据和矢量化的CAD地形图实现精确分析和计算，以保障其符合地面实际状况。利用航拍照片和卫星照片等，与三角网格地形模型实现叠合，能够更为直观地展示地物和地貌，快速实现控制性环境对象的添加，如既有铁路、道路和规划区等。此外，三维实景模型的构建，需要借助于倾斜测量和激光点云等方法实现。将相关地质数据加入到数字地面模型当中，能够降低复杂地质环境对于道路工程建设的负面影响。填挖工程量与新线位也能够借助于地质数字地面模型而快速获取，实现设计方案的不断优化。在不同道路工程设计当中，由于地形状况存在较大的差异性，以及工程空间的较大跨度，使得工程建设需要穿越不同水文与地质环境单元，这给道路工程设计工作带来了一定的困难。道路工程造价、工程的安全性和设计方案的质量等都会受到地质条件的影响。将地质数据加入到数字地面模型当中，能够实现路线走廊带比选效率的提升。
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3.2检查现场场地与地层的信息
鉴于道路工程建设的情况各不相同，其中部分工程项目主要位置于一些地质条件较差的区域，但是道路工程建设前地质勘查人员没有切实调查和了解施工现场的地层信息或场地信息等实际情况，这样会直接影响道路工程设计的质量与效率。如果在道路结构设计期间灵活地运用BIM技术，那么会直观地展现出道路工程项目所在地区的地质构造，通过BIM技术可以构建出道路工程结构的立体模型，这样使相关的设计人员直观、便捷地了解工程项目现场的场地信息与地层信息等，如可以使设计人员快速地明确和判断哪些场地建设区域是比较差的地质条件，之后结合分析结果相应地设计出最佳的道路工程方案。与此同时，通过灵活地运用BIM技术，还有助于快速明确不同的道路工程结构部位的设计情况，有利于避免存在重复创建问题，提升道路工程设计的有效性。
3.3道路路基优化设计
首先，对于挡土墙碰撞的问题处理。在施工过程中，以挡土墙为支撑抵抗路基由于水流、承载等问题而产生变形。然而在实际施工中，挡土墙与现有道路、地下电缆的碰撞是引起施工进度、质量的主要原因。利用BIM可视化和模拟性，提前对挡土墙应用进行模拟，降低挡土墙对周围环境的影响，减少施工阶段的变更设计，缩短工期并且提高施工质量。其次，优化碎石桩的排布。碎石桩施工时，因不同的排布方式和顺序不当时严重影响整个道路的施工质量。利用BIM技术的虚拟施工和可优化性，事前进行优化排布和虚拟施工，保证后续施工顺利进行。同时利用BIM技术中统计功能，对优化后的结果进行统计，根据统计数据制作关于碎石桩排布平面定位图。最后，优化临时施工道路。在项目施工过程中，临时施工道路往往因材料堆放、施工车流较多、行人穿行、交通拥堵导致现场安全隐患较大，安全文明施工较差。利用BIM技术来表现施工的效果、检查碰撞、调整布局，按照规范要求、方案要求和具体过程情况，形成合理的道路方案。
3.4道路管网优化设计
首先，利用BIM技术优化设计思路。BIM技术具有可视化的优势，可以从专业角度来分析碰撞问题，同时可以满足美观和实用的要求。在项目进行验收之后，可以进行方便地维护。其次，利用BIM技术消除碰撞并且预留套管。在工程中，可以增加管道填埋的深度，这样可以避免雨水管和相关水管产生冲突。通过应用以上的BIM技术，可以发挥技术的优化和可视化功能，进而在明确现场情况的前提下，进行优化设计，移动相应的管道，同时对于管道进行了针对性装饰处理，确保美观性。在地下管网优化设计中，还需要重视物探资料和设计资料的整合，明确各种管线的走向、半径、类别等等，科学规划具体的参数。通过使用BIM技术，可以利用3D模型来模拟管线施工结束之后的实际排列情况，如果使用MagiCAD软件操作设计流程，能够结合专业施工图有效分析设备管线情况。这个过程中，需要结合系统差异性进行个别分析，本着自上而下以及从大管到小管的顺序，这样可以有效避免后期的管道避让问题，降低了后续调整的难度。在完成建模之后，需要实施碰撞检测，进而利用碰撞报告的具体内容来合理调整实际的管线情况和排列。管道在预埋和预留中存在遗漏和预留埋孔错位问题，利用BIM技术结合“设计、分析、模拟”的一体化优化设计思路，能够有效避免问题。
4结束语
在进行市政道路项目的设计、施工的流程中，通过利用了 BIM 技术，对项目各个方案都有了一系列的优化，并且降低了施工维修的难度，缩短了施工的周期，对于周围的环境以及其他的建筑有了一个很好的平衡。如：大部分的管道填埋在绿化带的位置上进行，其他的则是在非机动车的位置上，提高了管道的后期优化的效率，降低了工作难度。由此可以看出 BIM 技术能够提高市政道路工程的科学性以及合理性，并且提高我国道路施工水平以及工程质量，对道路施工行业的发展有着推动作用。
参考文献
[1]李海霞.BIM技术在立交规划方案设计中的应用研究[D].重庆交通大学,2018.
[2]梁鹏.BIM技术在道路桥梁设计优化方面的应用[J].四川水泥,2017,07:125.
[3]刘建楼.BIM在道路桥梁设计优化中的实践探索[J].科技创新导报,2018,1535:30+32.
论文作者:赵小敏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
标签：道路论文; 技术论文; 工程论文; 模型论文; 地质论文; 挡土墙论文; 市政道路论文; 《基层建设》2019年第26期论文;