牛骏 齐振伟
河南省鹏志建筑工程有限公司 河南 驻马店 463400
摘要：近年来我国城镇化建设的发展速度十分迅速，为建设道路提供了更多的机会与挑战。BIM技术已经成为建设工程领域的关键技术手段，行业企业也在不断探索BIM技术的具体应用，早期BIM技术还属于建筑行业的专利，随着技术进步，BIM技术已经延伸到建设工程的各行各业，在城市道路设计当中，BIM技术也得到了广泛推广和应用。本文就BIM技术在市政道路设计中的应用展开探讨。
关键词：城市道路；BIM；设计
引言
BIM技术已经成为建设工程领域的关键技术手段，行业企业也在不断探索BIM技术的具体应用，早期BIM技术还属于建筑行业的专利，随着技术进步，BIM技术已经延伸到建设工程的各行各业，在城市道路设计当中，BIM技术也得到了广泛推广和应用。
1道路工程特点分析
道路工程分城市道路系统和公路系统，城市道路的平面线位需严格遵循城市的总体路网规划，但其他附属工程复杂，需考虑沿线交叉口、非机动车、行人、两侧建筑物以及地下管线等，主要设计难点是兼顾道路横断面、平面以及纵断面设计的同时考虑沿线交叉口功能、路基路面设计、沿线桥涵的设计、景观绿化、交通安全、监控、给排水以及地下管线的铺设等多个专业；公路的选线考虑因素有地理位置、社会情况、自然条件和工程的难易等，主要设计难点在于线路选取是否为最佳位置。道路设计过程中的每一个专业、每一个指标都有严格的规范，各专业之间相互限制、约束，须相互协调。在市政项目设计过程中交叉节点是设计难点，也是方案的关键。交叉节点分为平面交叉和立体交叉，平面交叉设计的重点是交叉口尺寸，立体交叉的设计牵扯因素较多，形式较多，在空间存在交叉，设计难度较大，需要考虑的专业也较多。其中最关键的步骤在于立交选型，BIM技术可以帮助搭建空间结构，进行空间分析，实现专业自身和与其他专业的衔接自查，包含专业较多、精度较高，深度探索方案实施的可行性，定量分析方案各项指标，有助于设计人员定性分析方案的优缺点，对于选出最佳方案很有帮助。
2BIM技术的优势
BIM技术是在建筑施工前，通过电脑软件来模拟整个施工的过程，直至建造完成，在动态化的操作中更为直接地判断可能会出现的一些问题，继而采用相应的处理办法。该技术可根据真实的数据进行模拟，将施工的各种信息乃至周围的环境和地理因素等也考虑在内，以保证模拟运算的准确性，使建筑信息模拟能体现出各结构中的问题，最终构建出可视化的立体建筑模型。BIM技术有着多种特点，最为突出的是模拟性、可视化、优化性等，能较好地协调各操作环节和建筑结构组合间的关系，能在保证施工质量和工期的前提下将建筑的成本最小化，提升施工的整体效率和企业的经济效益。
3BIM技术在市政道路设计中的应用
3.1设计方案比选
在设计方案比选阶段，创建并整合方案概念模型和周边环境模型，利用BIM三维可视化的特性展现市政道路设计方案。同时对多套道路方案进行可视化、可量化的比选，并根据比选结果，方便、快捷的实时动态调整设计方案。设计方案比选的工作流程宜符合下列要求：（1）数据收集。收集的数据包括电子版地形图、图纸等，电子版地形图宜包含周边地形、建筑、道路等信息模型，图纸宜包含方案图纸、周边环境图、纸（周边重要建构筑物相关图纸、周边地块平面图和地形图）、勘探图和管线图等。（2）利用周边环境模型进行道路选线，根据多个选线方案建立相应精度的道路模型，模型宜包含市政道路项目各方案的完整设计信息，创建周边环境模型，并与方案模型进行整合。（3）校验模型的完整性、准确性。
（4）生成道设计方案模型，作为阶段性成果提交给建设单位，并根据建设单位的反馈修改设计方案。（5）生成市政道路项目的漫游视频，并与最终方案模型交付给建设单位。
3.2施工模拟
利用BIM技术建立起道路几何模型以及施工过程模型后，可以采取BIM技术中的施工模拟模块，对施工方案进行实时、交互和逼真的模拟，进而对已有的施工方案进行验证、优化以及完善，在施工模拟中能够预知到实际施工可能出现的问题，进而提前做好预防措施，避免以及减少返工和资源浪费现象，优化施工方案，整个过程先是通过BIM建模，然后组建虚拟施工环境，设定运动关系以及运动顺序，执行定义好的程序进行施工模拟，模拟结束后给出相应的模拟结果分析，如果满足要求则转入综合分析，判断施工方案是否最优，若是则确定为最优方案，若不是，则选用其他方案重新进行运动关系和运动顺序的设定，再次执行模拟，若结果不满足要求，则调整参数或调整方案，重复上述步骤，循环模拟，直至找到最优施工方案。
3.3场地分析
结合地理信息系统（GeographicInformationSystem，简称（GIS），对场地及拟建的建筑物空间数据进行建模，通过BIM及GIS软件的强大功能，迅速得出分析结果，帮助项目在规划阶段评估场地的使用条件和特点，从而做出新建项目最理想的场地规划、交通流线组织关系、建筑布局等关键决策。在市政工程信息模型中，基于地形地质模型、现状管线模型等基本资料，进行场地建模并对其进行分析，如高程分析、坡度坡向分析、流域分析等，并检查项目范围内与红线、绿线、河道蓝线、高压黄线及周边建筑物的距离关系，为道路方案的选线、方案比选、设计、修改等提供基础。场地分析工作流程宜符合下列要求：（1）数据收集。收集的数据包括电子版地形图（宜包含周边地形、建筑、道路等信息模型）、周边环境图纸、周边重要构筑物建筑总平面图、场地信息、现场相关图片以及现状管线模型等。（2）场地建模。根据收集的数据进行周边环境建模、构筑物主体轮廓和附属设施建模。（3）校验模型的完整性、准确性。（4）场地模型整合。整合生成的多个模型，标注市政道路项目构筑物主体、出入口、地面建筑部分与红线、绿线、河道蓝线、高压黄线及周边建筑物的距离，结合地形地质模型，对高程、坡度坡向、流域等进行分析。（5）场地分析与设计方案模型调整。根据场地分析结果，评估方案的可行性，判断是否需要调整设计方案，场地模拟分析、设计方案调整是一个需要反复推敲的过程，直到最终确定工程方案。（6）生成场地现状仿真视频，并与场地现状仿真模型交付给建设单位。
4BIM技术在道路设计中的发展前景
目前BIM技术在城市道路设计当中的应用尚处在探索阶段，实践成果还比较少，在具体应用可以参考的范例不多，但并不妨碍BIM技术在工程领域特别是在城市道路设计当中的发展前景，目前若解决了人才、标准、设计软件等几个方面的瓶颈，BIM技术在城市道路设计中得到大力推广和应用，必定成为制定方案和解决问题的主流。
结语
目前根据建筑项目的经验可知，工程设计三维化是大势所趋，将BIM技术运用在道路、公路建设项目的各个分支上并进行整合，数字模型和三维视频终将替代图纸出图，设计成果直观呈现，同时设计和施工过程紧密联系，相互制约，提高建设项目的可行性、科学性、经济性，建设工程将会实现伟大的革命转变。
参考文献
［1］冯俊峰，常明辉，孙洪阳.基于BIM的市政工程施工进度管理研究［J］.工程建设与设计，2019（16）：233-234.
［2］张晓恒.BIM技术在市政道路设计优化的应用研究［J］.智能城市，2019，5（21）：35-36.
［3］张达峰.BIM技术应用在市政道路设计中的优势及阻力分析［J］.工程与建设，2019，33（5）：711-712.