天津市市政工程设计研究院 天津市 300392
摘要：如今的社会科学技术不断发展壮大，城市道路的建设和设计领域都在蓬勃发展。在技术的应用上也逐步从传统模式走向现代化模式。从设计图需要设计师手动绘制到今天可以使用辅助的构图软件来完成，技术的发展提供了我们之前无法想象的便利。我国遵循科学技术是第一生产力的原则，各领域都在更新换代产生新的技术。BIM技术的诞生使我国土木行业再次生机勃勃，采用BIM技术来进行建模，不仅可以得到完整的周期数据，还能快速的建立技术模型。本文深入探讨了BIM技术设计理念在城市道路设计过程当中的应用情况，以期进一步的提高城市道路交通设计规划的水平。
关键词：BIM技术；Civil3D；城市道路设计；平纵横设计优化
1、BIM技术概述
BIM技术是目前土木设计领域中备受关注的一项系统性技术，它能够将道路施工过程中特定周期的多项信息资源整合起来，通过可视化、可模拟、可协调的方式，实现道路模型的优化。通过BIM技术，设计人员可以在开展正式的道路施工之前，在电脑上模拟道路修筑过程，及时发现实际施工过程中可能出现的问题并制订相应的解决措施。BIM技术在城市道路设计中的应用涉及到构建道路模型、统计造价信息、预估施工进度及布置项目场地等多个环节，其在为城市道路设计及施工管理中可能出现的问题提供相应解决方案的同时，又很大程度地提高了城市道路设计工作的效率和质量。
2、城市道路设计中BIM技术的特点
2.1、立体可视化
与传统设计技术相比较，BIM技术最典型的优势就是三维立体可视化。在城市道路设计工作中，BIM技术能够将设计者的基本意图全面地展示出来，能够让施工人员通过其展示的设计图充分理解设计者的想法。BIM技术解决了只能依赖CAD软件进行二维设计的问题，增强了建筑构件的可视化水平。结合BIM技术，施工人员能够准确了解设计者的意图，提高了施工活动的准确性。
2.2、模拟化施工
城市道路施工本身就是一项相对复杂的工程，各环节之间具有复杂的联系，设计环节中产生的任何一个微小的问题都会影响到后续的施工质量。BIM技术能够对工程施工活动进行事先规划和模拟，判断整个设计、施工方案的可行性，帮助设计人员及时发现城市道路设计中存在的问题；BIM技术还能够根据逻辑算法对各种施工方案进行对比、分析，从而确定最优施工方案。
3、BIM技术与城市道路设计软件结合
BIM技术正在土木行业中如火如荼地发展，在整个不断推进的过程中，其带来的信息收集处理整合的高效率给市政行业带来了很大的冲击，项目施工全过程的三维数值化模拟、3D漫游项目全景以及对项目声学影响分析、光学影响分析以及项目耗能情况模拟分析等一系列以往实现不了的技术分析对城市道路建设起到了很好的促进作用。
BIM技术需要一系列软件整合在一起作为软件支撑，而在城市道路行业设计中就有很多软件可以和BIM技术很好的契合，分别是：GoogleEarth、Civil3D、3DsMaxDesign、ArcGIS、Sketchup、Navisworks等软件。
Civil3D是Autodesk公司面向整个土木行业所出品的一款具有很强大功能的3D设计绘制软件，并且可以在其中设计出来的三维项目中进行动态模拟分析，Civil3D基于AutoCAD开发设计，具有更健全的功能。
3DsMaxDesign是一款功能强大的动画设计渲染软件，可以为整个城市道路三维模型进行细节处理和整体动画渲染，3DsMax在建筑行业中一直是较为主要的专业效果渲染软件。在Civil3D设计建立完成城市道路模型后，可以通过3DsMax进行动画渲染处理从而得到整个城市道路三维效果的景观展示。
ArcGIS为设计人员提供完整的GIS数据库平台，在这个具有完备数据的平台中能够随时对城市道路中的路网管线进行设计编辑和必要分析，同时也能够对后期的运营维护进行相应的管控。
Sketchup对于设计人员来说是一款能够将3DsMaxDesign和Google Earth有效结合起来的软件，Sketchup能够将3DsMax中已经制作的三维模型直接输出到Google Earth，也能将Google Earth中的三维模型导入到3DsMax中进行再设计制作。
Navisworks可以将已经在Civil3D中设计制作完成的三维模型进行施工进程设计制作，通过城市道路模型中的细节碰撞检查和施工进度计划模拟来提高模型后处理效率，从而能够设计更加适合项目的施工进度计划方案。
4、BIM技术在城市道路设计中的应用
城市道路建设在我国加速发展建设的同时，也在孕育和培养更加符合时代的设计方法，BIM技术正是很好的适应了时代的需求，BIM技术中的Civil3D以及其配合软件形成的整体能够高效率的完成城市道路建设。通过使用BIM技术对道路模型的建立，设计人员能够很好的将道路设计中的不同环节进行高效率处理，并在最后有机整合为一体，下面对这几个方面的方法技术进行阐述。
4.1、BIM技术在道路中心线绘制工作中的应用
在城市道路设计过程中，道路中心线的绘制和设计工作是极为重要的一个方面，其设计的质量和水平将会对整个道路设计情况产生直接的影响。结合城市道路工程设计标准和相关规范中的具体要求来讲，中心线的半径与曲线长度以及相关的缓和曲线长度，都应当进行相关要素的优化和控制。道路中心线确定以后，应当及时开展相关的模型建立工作，并且结合道路中线绘制出相应的行车轨迹线，然后再以轨迹线作为标准，进一步的排布相关的行车流量情况。之后是结合相关的车载相机等设备，对道路运行情况进行模拟。在设计城市道路过程中，应当对相关的模拟数据进行深入的分析和利用，以便于更加科学的设计城市道路规划情况。
4.2、道路横断面设计工作中BIM技术的应用
当前城市建设步伐不断加快以及城镇车辆数量不断激增，导致道路交通压力越来越大，行车道的数量将直接的影响到道路的总体流量和畅通情况。因此，深入地开展好道路横断面的设计工作，将直接影响到行车道数量的科学设置。一般来讲，道路横断面设计工作主要涵盖非机动车道，机动车道和相关人行道等具体的设计情况，并且要充分考虑相关板块的结构、设计和宽度，以及断面布置工作等。BIM技术的应用，可以更好地预测交通流量，以及开展相应的交通运行情况的模拟工作，以便于合理地选择道路横断面，并通过相关的软件分析，对道路的建设构件等进行科学的选择，以便于在道路建成使用后，相关的构件能够科学的组建和拼接，从而使得整个的路基路面结构更加层次鲜明。
4.3、道路纵断面设计工作中BIM技术的应用
结合道路的原始高程和相关的地貌特征，开展道路纵断面设计工作就是要通过相应的人员在地面坐标高程采集相关的数据信息，以及通过对信息在软件中的输入和分析，构筑出相应的原地面线。相关的设计人员再结合原地面线开展相关的拉坡和纵断面线的绘制。一般来说，工程总体的设计规划是影响道路纵断面拉坡设计工作的主要因素，因此其对于整个设计工作产生的影响较大。相关的设计人员应当及时的掌握相关数据信息在BIM技术运用过程当中的变化情况，以便于结合相关的标准规范和道路纵断面设计的有关要求，来进行科学的调整和优化，以确保路线设计的纵向断面更加的科学合理。
总而言之，在城市道路设计中，BIM技术是提高设计准确性和严谨性的重要技术手段，对于提高城市道路设计工作的效率和质量具有重要的意义。在实际的设计过程中，设计人员可以通过BIM技术对城市道路进行事先模拟，及时发现设计中存在的不合理之处并加以改进，从而保证项目顺利完成。
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