摘要：BIM技术具备可视化、仿真性、协同性等特征，将其用于市政道路设计中，可提高设计效率、优化设计方案。基于此，文章将BIM在市政道路设计阶段中的应用为研究对象，分析BIM的应用内容，为设计人员提供理论参考；以某市政道路工程为例，分析BIM的应用要点，为设计人员提供实践帮助。
关键词：BIM技术；市政道路；可视化
前言：BIM是指建筑信息模型，可以全面整个工程项目的各类信息，为项目建设的设计、施工与管理提供信息支持，保障工程项目顺利完工。在市政道路设计中，BIM技术具备可视化设计、造价计算、方案设计、深化设计、碰撞检查与综合比较等功能，使道路设计更为全面可靠，为后续施工奠定基础。
1.BIM在市政道路设计阶段的应用内容
基于BIM技术的丰富功能，其在市政道路设计阶段的应用内容较为多元。本文结合工程实践，总结以下几类代表性应用内容，为设计人员在市政道路设计中应用BIM提供理论参考。
1.1可视化设计
BIM可构建市政道路的三维模型，包括工程施工现场的地形模型、市政道路各个结构的模型，如平交路模型、立交匝道出入口模型等。设计人员可通过BIM软件输入参数的更改，调节三维模型，直观地展示设计参数变化时的道路结构变化，实现可视化设计[1]。在可视化设计支持下，设计人员可利用BIM软件的内置功能，开展交通流量分析、碰撞检查及安全性评价，优化设计方案，提高设计质量。以碰撞检查为例，某市政道路在施工方案中应用路肩挡土墙，在方案设计时，设计人员结合施工现场数据信息与挡土墙工艺参数，构建BIM模型，模拟挡土墙施工流程，以此开展碰撞检查。检查结果显示，挡土墙会在施工时与道路电缆出现碰撞，设计人员重新优化挡土墙设计结构，避免碰撞，提高市政道路设计质量。
1.2协同设计
市政道路工程涉及多个分项工程，如道路工程、结构工程等，分别由不同设计师开展相应的桥梁设计、道路设计、隧道设计等工作。在BIM技术支持下，设计人员可整合市政道路工程的各个分项工程，开展协同设计，提高设计效率、减少设计误差。例如，在某市政道路工程中，道路工程设计师将准确的地形曲面、道路纵断面、路线平面及道路横断面传输给结构工程设计师，结构工程设计师结合接收到的资料，开展桥梁等交通结构物的设计。同时，在桥梁、隧道等结构设计时，设计人员可整合各项信息，实现协同设计，确保结构内各个部门协调配合，避免碰撞、交叉或重叠等设计问题出现。
1.3工程量计算
在以往市政道路设计中，工程量计算由设计人员人工操作，工作量大，且易出现失误。在BIM技术支持下，可在软件中全面展示市政道路工程各个结构的材料用量、工程的设备要求、设备材料价格等信息，设计人员可利用软件进行智能计算，替代人工操作，提高数据处理的准确性与效率，使工程量计算更为便捷高效。同时，在设计变更后，只需调节BIM模型的参数，即可获取设备变更后的工程量及造价，为工程造价管理提供帮助，有助于市政道路经济效益的提升。
1.4方案对比
市政道路设计方案应用前，需进行可行性分析，结合区域社会发展状况、交通流量及未来经济发展等因素，分析市政道路设计是否满足建设要求，明确市政道路的建设标准及技术标准。通常来说，市政道路设计方案可行性分析涉及规划部、水利部、环保部等多个部门，不同部门的关注重点不同，使可行性分析表现出专业性强、难以协调、不确定性大等特征。在市政道路BIM模型的基础上，输入环境信息、经济信息等数据，在软件中构建虚拟社会，仿真模拟市政道路设计方案的实施过程与成果，以更直观地方式对比多个设计方案，选出最优的一个，保障市政道路工程建设质量。
1.5自动输出图纸
在传统市政道路设计中，设计人员利用CAD软件绘制设计图纸，工作量大，且设计图纸内容相对简单，不能全面体现设计人员的设计意图，影响后续施工的规范性与准确性。在BIM技术应用后，设计人员可利用构建的BIM模型，自动输出市政道路二维图纸，包括路线平面图、道路横断面图、道路纵断面图、挡土墙及钢筋大洋等细节设计图，将设计意图准确传达给建设单位及施工单位，保障市政道路设计有效落实[2]。
2.BIM在市政道路设计阶段的应用案例
基于BIM在市政道路设计阶段的应用内容可知，BIM优势发挥的关键在于市政道路BIM模型。本文以某省道为例，分析BIM技术在市政道路设计阶段的应用要点，为设计人员提供经验参考。
2.1地形处理
在市政道路设计前，设计人员结合勘察资料（地形图与地形数据等）、现场调研结果与道路施工要求，构建三维地形模型，了解市政道路施工区域的特征；再结合平面图，开展平纵几何设计：（1）在地形图中绘制道路前后路段的导线，通过曲线法进行平面线形设计，基于导线明确圆曲线的参数，利用软件的缓和曲线—圆曲线—缓和曲线功能，将圆曲线和另一条导线连接，整合各个线元为同个复合元素，为其赋予起点桩号，完成市政道路路线平面设计；（2）将上述平面曲线设定为“Geom_Center line”，软件可在路线平面图上标注缓和曲线、整桩号等参数；（3）在调节市政道路参数时，路线平面图的其他参数可自动变化，保障设计的整体性。在设计完成后，激活地形模型，利用软件的纵断面视图功能，获取各类纵断面线形，对比选出最优纵断面设计方案。
2.2道路建模
在地形处理完成后，需进行道路结构模型的构建。在该省道工程中，设计人员将路基设计为26m宽，设置两个单幅行车道，宽度为3.75m；中分带宽度为3.5m；硬路肩宽度为3；土路肩宽度为0.75m。利用BIM软件的横断面模板，配置道路中心线，构建路廊模型，可自动展示路面的各项参数（如宽度、坡度等）及断面填挖面积，为工程量计算提供帮助。在该市政道路工程中，设计人员需在2700圆曲线半径的区域设置2%超高，间该数值用于构建的路廊模型中，自动调节路面的各项参数，完成道路三维建模，展示市政道路各个分项工程施工参数与要点。在设计调整中，只需调节相关参数，即可自动更新路廊模型。
2.3细化模型
在该省道工程中，与其他市政道路存在平面十字交叉现象，且市政道路存在交通量大、主次道路难以区分等特点，为保障省道成功投入运行，保障市政道路使用安全。设计人员针对平面十字交叉区域，进一步细化道路模型，在模型中添加渠化岛。
在模型细化中，平面十字交叉区域的BIM模型构建流程如下：（1）设置纵断面，应用软件中的“快速剖切地面点”及“投影交叉点”等功能，进行交叉区域纵断面的设计，并设置竖曲线，获得空间曲线；（2）设置交叉口，在软件中创建“渠化平面十字交叉口”，根据道路参数设置交叉口的参数；（3）利用“Create Template Drop”功能，将交叉口区域的路廊模型去掉；（4）应用廊道模型处理工具，调节路面与分隔带的参数，使其符合市政道路建设要求。在该交叉口模型中，道路的平面和纵面均通过参数驱动方式设计，在后续设计变更时，只需更换参数，即可自动更新细节模型，提高交叉口设计效率与质量，为市政道路工程施工奠定基础。
结论：综上所述，在市政道路设计阶段，BIM技术可实现可视化设计与协同设计，为设计人员计算工程量、对比设计方案提供帮助，还能够自动输出图纸，提高设计质量。在应用BIM技术开展市政道路设计时，设计人员需做好建模工作，保障设计参数的准确性与全面性，切实落实各项应用内容，发挥BIM技术优势。
参考文献：
[1]徐蕾蕾.BIM技术在现阶段市政道路设计中的有效应用[J].工程建设与设计,2020(08):275-276.
[2]江智.基于BIM的市政道路优化设计研究[J].居舍,2020(08):113.
[作者简介] 牛猛（1994.01-），男，汉，安徽省阜阳市人，安徽建筑大学土木工程学院2011级 道路桥梁与渡河工程，本科，中国市政工程西南设计研究总院有限公司安徽分院，助理工程师， 主要研究方向为：市政道路工程。