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摘要：我国的市政道路正在逐渐由传统的短平快向更加复杂也更具创造性的发展方向过渡，面对当前的形式，市政道路设计人员必须提高设计水平，并了解 BIM 技术的优势特点，将其应用于市政道路设计中，充分发挥 BIM 技术的作用，不断优化市政道路设计方案，提高设计工作的效率，促进城市的发展。鉴于此，本文主要分析BIM在城市道路设计中的应用。
关键词：城市道路；设计；BIM
1、概述
BIM 是 Building Information Modeling 的缩写，中文为建筑信息建模，利用三维数字手段，创建包含各种信息的建筑模型。产生于1975年，随着计算机技术的不断完善，于上世纪90年代得到推广，2002年以后随着Ｒevit理念的推广而应用更加广泛。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化型等特点，在市政道路设计中应用BIM技术能够有效避免实际施工与设计不相符的情况，极大地提高了工作效率和正确性。
2、BIM技术在道路工程设计中的难点
建筑工程设计中BIM技术进行3D设计工作，可以实现多人参照统一的标准进行协同作业，创建出带有各种信息的3D建筑模型。在应用于市政道路设计时，主要有以下难点。(1)BIM运行与建筑设计时，建筑作为一个相对独立的、受外界影响较小的个体。而道路桥梁工程所涉及的施工范围较大，各地区的地质条件、地貌特征复杂，而且这些数据的准确性都难以保证，而道路的结构形式需要适应所处环境的具体特点，因此很难按照统一标准进行设计。特别是涉及到复杂地形处的边坡防护、涵洞、隧道时，用BIM技术进行设计效率很低。(2)BIM原是为建筑工程服务，最近几年刚刚延伸到道路设计中。长期以来，道路施工使用的图纸为二维图纸，因此市政道路的设计和出图主要由二维软件完成，而使用BIM进行设计，设计人员在进行3D建模的同时还要兼顾二维图纸的工作。使设计人员的工作量增加很多。而且BIM暂时无法在道路设计中很好的实现协同设计，因此在效率方面的优势不明显。(3)BIM工具平台不够完善统一。当前在进行道路设计时需要考虑的因素较多，除了因为地质地貌问题无法实现协同设计外，道路工程设计时还要考虑大量的额外因素和其它市政服务设施，如夜间照明、绿化带、排水管线、电力线路、通信线路及设施、燃气管线及设施等，当前的BIM软件还不能很好地对这些进行处理。(4)缺乏相关标准。BIM技术在建筑领域有较成熟的IFC标准，但是在道路设计中应用时间和案例明显不足，设计结果难以评定，出图缺乏统一或标准的接口，与其它软件的兼容性较差。而且各个单位自行开发的接口缺少统一性，使BIM技术的推广受到限制。
3、BIM应用在城市道路设计中的作用及优势
3.1、BIM能够充分表达设计的意图
BIM 技术的优点在于其实现了三维数据信息模型的构建，在很大程度上避免了传统二维设计方式上存在的众多不足。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆BIM 在运用于城市道路设计的过程中，能够比较形象地将设计效果展示于大众眼前，给人们直观的视觉效果，因此，人们通过观看设计效果就可以联想到项目完成后的具体效果，还便于设计者找出设计的缺陷或不足，进而快速且有效地修改。
3.2、BIM具有高度精确协调性
传统的二维设计模式在一定条件下也能发挥比较好的作用，但这仅限于道路条件较好，影响因素较少的条件下。当道路设计的影响因素较多时，如路况比较差、道路起伏较大，都会造成工程量难以估计的局面，因此，造成的误差会比较大，并且不能完全适应目前影响因素较多的城市环境，这是传统的二维设计模式的弊端。BIM 技术则可以很好地改善这样的局面，因为其可以通过数据模型来完善各种属性数据和其他几何数据信息进行较为准确的工程量计算，为以后的设计提供精确的计算保障，进而减少误差，提高设计效率。
4、BIM在城市道路设计中的应用
4.1、三维建模设计
我国的BIM相关产品和技术的发展相对较晚，主要启动于21世纪初。我国的BIM产品的开发和建设是由鸿业科技进行的。如今随着BIM技术应用的广泛以及相关科技水平的提高，BIM产品已经深入到社会生产的多个方面，并且都取得了良好的口碑和成绩。在城市道路设计中，鸿业科技开发了具有针对性的设计软件路立得，在此软件中构建了三维设计模型，信息模型下面有数量较多的子模型，而这些子模型下面又有着精度更高、更细化的子模型，因此，三维建模设计可以实现对精细化程度更高的子模型的搭建，并以此为依托保障整体模型的搭建，进而为整个城市道路设计提供良好的保障。
4.2、地形图处理
通常来讲，BIM技术在市政道路中心线设计绘制过程中在以下几个环节中有所体现：①中心线穿插环节，预先对市政道路中心线的结构与功能进行系统化总结与深度化探究，在明确的基础上，把市政道路中心线穿插进3D地形图内；②中心线转化环节，具体是指在3D地形图内使市政道路中心线达到转换目标，借此环节将市政道路中心线转换为多节线路；③线路构建环节，基于多节段线路在路线菜单下穿行的实况，落实构建整体线路这项工作任务，具体操作是对菜单进行单击，以实现对市政道路中心线规划的目标。
4.3、道路横向断面
在通过Civil3D程序进行道路装配创建工作时，必须使用最佳的部件来实施组合装配工作，才能使道路模型得到精准的反应。首先，应通过装配命令来明确装配名称；其次，还应在屏幕中插入一个竖线，要求其中部包含圆形标记，并将其设置为装配基准线，即道路中心线；再次，应运用部件工具板选项板来结束装配工作；最后，还应事先装配并明确标准横断面，在后续的设计中再根据实际情况添加相应的装配。由于Civil3D程序存在动态关联特征，因此，设计人员在修改装配部件中的部分参数后，或是市政道路装配出现变动后，道路模型都能及时快速地进行更新。
4.4、道路纵向断面
工作人员在设计道路纵断面时通常是利用设计软件先进行原地面线文件的确定，确保形成原地面线后，在此基础上进行拉坡线的绘制，并不断的进行优化调整，以便能够满足设计要求。在完成拉坡线的绘制后，应对其进行保存，确保形成曲线设计文件后，将其与原地面文件、竖曲线文件进行有机融合后就形成了纵断面设计图。而工作人员在使用Civil3D程序时，经常使用三维地形来进行设计。首先设计人员应在进行地面线的创建，然后再根据实际情况来修改、修正道路中心线，这样一来，就可以实现地面线的自动更新，有效的降低了设计的复杂性。然后再开始进行拉坡线的设计工作，在做好设计纵断面的绘制工作后，还可以对那些自动生成的坡度、坡长以及竖曲线等各种指标要素进行查看，一旦发现有不符合规定的，就应立即通过纵断面形状命令中的子工具条，也就是纵断面布局参数命令来进行对各项参数的修改。
总之，当前BIM技术在市政道路设计中还存在一些的问题，需要不断进行完善和优化，但是其展示出的强大功能和优势，使BIM技术给市政道路设计注入了新鲜的血液，使相关设计人员从传统的二维设计转向三维设计，使市政道路设计的工作效率、设计质量得到有效的提高，同时因为较好的交互性能和形象的三维展示能力，使设计中的很多问题被及时发现、修改和优化，特别是因为市政规划等原因导致的修改，极大的减少了设计人员的修改量，对保证市政道路的科学性、安全性给予了极大的帮助。
参考文献：
[1]杨辉,陈冬冬.BIM在城市道路设计中应用的探索[J].公路交通科技(应用技术版),2017,13(05):141-142.
[2]张成彬.浅谈BIM技术在市政道路设计中的应用[J].建材与装饰,2016,(43):253-254.
[3]潘腾.BIM在城市道路设计中的应用研究[J].四川水泥,2016,(09):76.
[4]郭高洁.浅析BIM在城市道路设计中的应用[J].四川水泥,2016,(05):70.
[5]周豪.BIM在城市道路设计中的应用研究[D].南京林业大学,2015.
论文作者:陈江
论文发表刊物:《防护工程》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/15
标签：道路论文; 中心线论文; 市政道路论文; 技术论文; 城市道路论文; 模型论文; 纵断面论文; 《防护工程》2017年第20期论文;