摘要：传统的只考虑使用功能的市政道路设计理念已经不能满足当代市政道路设计的要求，BIM技术是市政道路设计理念上的一次飞跃，BIM技术在市政道路设计中的应用能够有效促进市政道路设计的发展。基于此，本文从BIM的概念和技术特征入手，探讨了BIM技术在市政道路设计中的应用优势，研究了BIM技术在市政道路设计中的具体应用，旨在为BIM技术在市政道路中的应用发展提供参考。
关键词：市政道路设计；BIM技术；应用；发展
1、BIM技术的概述
1.1、BIM的概念
BIM是建筑信息模型的简称，在三维数字技术的基础上，集成了与建筑工程项目相关的信息，属于一种工程数据的信息模型。BIM能够对建筑工程项目的功能特性和设施实体进行数字化的表达，具体的表达方式从两方面阐述:①BIM作为名词来进行表达，将特定的建筑工程及建筑设备数据存储在BIM这个载体上，并且对建筑的相关物理属性和非物理属性有着明确的描述，其中不仅包含着特定工程的设施及建筑相关成分，还包含不同专业未加工的建筑相关数据，是一种丰富的、智能的数据信息模型;②BIM也可以作为动词来进行数字化表达，指的是建立工程相关数据模型的行为，例如数据的共享和交换等［1］。
1.2、BIM技术的特征
①3D参数化:与传统的二维设计方法相比，BIM技术是一种三维设计技术，其能够通过工程相关的参数来创建并驱动3D建筑模型，同时能够根据模型对建筑的各种性能进行分析和模拟;②信息化:BIM技术有着信息化的特点，其能够用各种参数对建筑单元进行描述，传统的CAD设计中描述的对象为点、线、面等几何元素，而BIM技术的描述对象则为窗、柱、墙、梁等建筑构件，并且能够对这些构件的真实属性进行信息化、参数化的模拟;③完整性:BIM技术不仅能够对各种建筑3D几何信息进行描述，其还能够对建筑设计的拓扑关系进行描述，同时BIM技术中还包括了工程对象的名称、建筑材料、结构类型、施工工序、工程量、运营养护信息等整个工程信息的描述［2］;④开放交互性:开放交互性特点主要指的是BIM技术支持IFC的工程基础分类标准，当在该标准下进行数据输出时，其他支持此标准协议的软件也可以读取BIM上的相关数据。
2、BIM在市政道路设计应用中的优势
2.1、设计意图明显
传统的CAD等二维设计方式要将复杂的市政道路三维空间问题展现在二维空间中，在设计的过程中，由于三维参数的复杂化，不可避免地会丢失一些三维数据，从而导致所设计出的成果不能够完整、明显、准确地表达设计意图，很容易造成设计方案的曲解。在BIM技术下设计出的成果属于一种三维的数字化信息模型，能够将整个市政道路工程完工后的样子完整地表达出来，因此，其能够准确、清晰、完整地表达出设计意图。此外，BIM技术中，其工程属性以及子模型的划分越详细，则设计意图表达得就越统一、准确。BIM技术还有一大特点，即能够对相关自定义的参数组件进行设计，因此，对于一些复杂的市政道路三维问题也能够很好地进行描述［3］。
2.2、模拟和分析能力强大
BIM技术下，我们从设计阶段就能够通过BIM数据信息模型来直观地看到市政道路工程在完工后的效果，从而发现设计问题，以此为依据对设计方案进行论证、调整和优化。这就是BIM技术强大的模拟和分析能力的具体体现。对于市政道路设计人员来说，可以及时地发现设计中存在的问题，并采取有效措施进行调整优化，大大降低了施工的返工率。对于业主来说，真实的完工效果能够展现在眼前，从而通过优化设计消除与心理预期的偏差，将整个市政道路的建设问题在设计阶段消除，避免了施工阶段解决问题浪费大量的人力和物力。这些都是传统二维设计所不能实现的。
2.3、工程量计算精确度高
在传统的二维设计模式下，通常以断面法来估算市政道路的工程量，例如道路路面的工程量、道路土方的工程量等，这种工程量的确定方式在道路平坦、设计简单的市政道路工程中误差较小，但对于地形起伏大、道路平面相对复杂的市政道路则有着较大的误差，从而对市政道路的施工造成影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于市政道路中的管线工程来说，传统确定工程量的方法是根据标准图以及施工经验进行估算，其本身就存在一定的误差性，但应用BIM技术后，其中各个工程的子模型中都有着完善、精确的属性数据和几何数据，从而能够对面积、长度、体积、个数等工程量进行精确地确定，例如，可以应用BIM技术的数据信息模型对道路曲面及自然地形曲面之间的土方工程量进行精确的计算。此外，这些工程量的计算有着自动化特征，并不需要人工进行数据录入，因此节省了大量的人力资源。
3、BIM技术在市政道路设计中的应用
3.1、地形图绘制
BIM技术在三维地形图中的应用主要有以下几个步骤:①将Civil3D软件中的图层管理器打开，反向选择除高层点之外的图层，将反向选择的土层进行冻结处理［6］;②在曲面菜单下有一个创建曲面的命令，点击创建曲面，将创建曲面的对话框打开，根据曲面的类型以及图层的名称来选择相应所需要的图层，之后点击确定键;③在工具空间下有曲面菜单，点击此菜单，将菜单中的定义工具栏打开，右键点击定义工具栏中的图形对象，选择添加一项，完成添加，此时会弹出一个选择对话框，点击确定其中的选择块;④对所有的高程点进行框选，之后按回车键，此时就完成了三维地形图中的曲面创建，之后可以用对象查看器来具体查看刚刚所创建的曲面。
3.2、道路中心线绘制
道路中心线的设计与绘制是市政道路设计中的重要内容，在设计过程中会涉及到各种控制因素，因此，在市政道路中心线的设计过程中应当统筹考虑各种控制因素，之后按照市政道路设计规划中的线位进行拟合处理，并以市政道路设计规定要求中的各项基本要求对设计方案中的曲线长度、曲线半径以及缓和曲线长度等各个曲线的要素进行适当的调整和优化。具体来说，BIM技术在市政道路中心线设计绘制中的应用主要有以下步骤:①中心线插入:事先对市政道路中心线进行分析和优化，在确定之后，将市政道路中心线插入到3D地形图中;②中心线转换:在3D地形图中对市政道路中心线进行转换，有市政道路中心线转换为多段线;③路线创建:在路线菜单下有从多段线创建路线这一项，对此项进行单击，将市政道路的中心线进行选中操作，此时会弹出一个路线输入的对话框，将路线的名称在此对话框中输入，之后对路线的标签集以及路线的样式进行选择，最后单击进行确定。
3.3、道路纵向断面设计
就目前来看，我国常用的道路设计软件在道路纵向断面设计这一方面都有着一定的功能完善，当前道路设计软件中主要的道路纵向断面设计流程为:首先对原地面的线文件进行编制工作，然后通过设计软件生成原地面线，之后，在已经生成的原地面线上对拉坡线进行绘制，并在绘制的过程中不断对拉坡线进行调整，使其能够满足既定的设计要求，最后将拉坡线以竖曲线设计文件的形式进行储存，将存储中的原地线文件、后来生成存储的竖曲线文件进行调用，最终生成所需要的市政道路纵断面的设计图，从而完成了道路纵向断面的设计。而以BIM技术为基础的Civil3D软件在道路纵断面设计方式上则有着一定的区别，Civil3D软件将三维地形作为道路纵向断面设计的基本资料，其中地面线的文件生成相对简单，通过“从曲面创建纵断面”这一命令就可以直接生成地面线。
4、结语
综上所述，当前我国市政道路建设正从短平快的发展路线逐渐向复杂、具有创造性的发展路线过渡，这就对市政道路的设计提出了更高的要求。传统的二维设计方式显然已经不能满足当前市政道路的设计需要。本文从BIM技术的概念和特征入手，简要探讨了其在市政道路设计中的应用优势，并对其具体应用进行了研究。在我国BIM技术应用于市政道路设计还存在一定阻力的背景下，本文旨在为促进BIM技术的发展，推进BIM技术在市政道路设计中更广泛的应用做出贡献。
参考文献:
［1］高书克．BIM技术在市政道路设计中的应用［A］．中国土木工程学会计算机应用分会，中国建筑学会建筑结构分会计算机应用专业委员会．第十七届全国工程建设计算机应用大会论文集［C］．北京:中国土木工程学会计算机应用分会、中国建筑学会建筑结构分会计算机应用专业委员会，2014．
［2］张新兰，李颜强，李文江．积极推进BIM设计技术在市政工程中的应用［J］．中国给水排水，2013，29(8):87－91．
［3］刘铭，张京，彭勃阳．BIM技术在市政工程设计中的应用［J］．市政技术，2015，43(4):195－198．
论文作者:陈尤梅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/17
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