昭通市公路勘察设计有限公司 云南昭通 657000
摘要：现阶段，BIM 技术的发展极大地提高了公路建设过程中沟通的效率。作为一种全新的管理模式，在提高项目决策的准确性方面发挥决定性作用。在公路建设中，勘察设计对后续施工具有直接影响。因此，提高勘察设计效率和质量尤为必要。下面本文就公路勘察设计中BIM技术的应用进行简要探讨。
关键词：公路勘察设计；BIM技术；应用；
1 公路勘察设计中BIM技术概述
BIM 技术即“建筑信息模型”，是将信息化技术运用于建筑行业的一门新技术，近年来在我国公路勘察中的应用迅速[1]。目前，一方面，由于直接经济效益驱动和使用者思维习惯，BIM技术注重于在基础及其上部建筑在设计与施工中的应用，形成了一套较为成熟而有效的应用成果，但对地下结构及地质条件的关注度不高；另一方面，地质条件复杂多变，尚未形成通用的地质建模软件，因此 BIM技术在公路勘察方面的应用较为缺乏，目前许多工程人员进行积极探索，取得了较好的应用效果。
2 工程概况
某公路全长 5.66km，包括路基路面、人行道、桥涵以及交通工程等。为给后续施工创造有利条件，在本工程前期勘察设计阶段采用了当前较为先进的 BIM 技术，通过 3D 模型的构建，为协同设计提供有利条件，提升了公路勘察设计工作的效率和质量。下面重点对 BIM 技术在该工程勘察设计中的应用情况进行论述。
3 公路勘察设计中 BIM 技术的应用
3.1 建模要求运用
依托 BIM 技术构建的 3D 模型具有可视化功能，能够使参与公路项目的各方之间的沟通效率得到提升，项目的整体设计效率和质量也会随之提高，避免重复建模。由于 BIM 技术主要是针对建筑工程开发的软件，其在公路领域中的应用尚处于初期，很多方面还不成熟。因此，可根据公路工程自身的空间分布特点，构建多级BIM模型[1]，以满足勘察设计需要，具体建模要求如下。
3.1.1 路线选择
可以借助数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM），展示公路的自然环境，如地形、地貌、地质条件等。同时，依托 3D 模型，突出线路规划中与项目相关的要素，如桥涵、服务区等。此外，可通过对模型颜色的变更，4D 展示施工进度[2]。
3.1.2 设计沟通
基于 BIM 技术，以具体的勘察路线方案作为主要依据，快速完成简易 3D 模型的建立。为满足设计方案变更的需要，与路线各部分相关的 3D 模型应当能够快速完成重建。为给参与项目的各方之间的沟通提供条件，应当对与地质、地形相关的3D模型进行融合。
3.1.3 细节建模
利用 BIM 技术对公路项目既定路线中的分部分项工程进行 3D 微观建模，针对各个分部分项工程中的构筑物，突出关键部件。同时，添加与桥涵相关的细节模型，以满足公路后续施工质量、进度管控的需要。
3.1.4 添加属性信息
基于 BIM 技术的公路勘察 3D 模型中，除了应当包含相关的几何信息之外，还要有属性信息，如护栏、铺装材料等。在构建模型时，需要对这部分属性信息进行添加，为公路施工质量、进度及成本等要素的管理提供有利条件，为公路后续运营、养护提供信息支撑[3]。
3.2 建模方法及要点
在明确基于 BIM 技术的公路勘察设计模型构建要求后，可以采用合理可行的方法建立模型。绝大多数公路工程项目都具有规模大、周期长、沿线施工节点众多的特点，为提升勘察设计质量，可以构建多细度 BIM 模型。该模型由三个部分组成：公路项目宏观模型、各标段中观模型以及桥涵等关键工序微观模型。其中，宏观模型能模拟路线建设过程，还能进行施工管理；中观模型与宏观模型类似，其对象是公路项目中的各个标段；微观模型可对桥涵等关键工序进行精细化管理[4]。在宏观模型中，可以使用颜色不同的线段对各个标段内的桥涵进行表示，从而更加直观。中观和微观模型是由 3D 模型与相关信息结合形成的。宏观、中观和微观三种模型构成了一个整体，它们各自都是这个整体中的子模型。各个子模型中包含了与公路工程项目有关的信息，如资源、成本、质量、进度、安全等。
3.3 信息采集在应用
BIM 技术进行公路勘察设计的过程中，当 3D 模型构建完毕后，应当采取有效的方式对重要信息进行采集。
3.3.1 激光测量
三维激光是一项较为先进和实用的测量技术，具有穿透力强、数据处理周期短、可以对间距小的物体进行快速、准确采集等特点，适用于公路勘察设计 3D 模型。在不同的实测平台中，三维激光测量采集的信息有所区别，比如：以地面作为实测平台时，可对桥梁地址以及特殊的地上物进行信息采集；当实测平台为小型运输机时，可对地形、路基路面、立交以及桥梁等进行信息采集。
3.3.2 卫星测量
借助卫星图像能够进行立体测图，在此基础上，可以快速完成地形 3D 模型的构建。不仅如此，还能借助卫星影像完成地表纹理的制作。利用卫星遥感技术，可对公路沿线地质灾害进行解译，据此进行公路灾害 3D 建模。卫星测量所得到的信息具有直观性，所以适用于公路地形与地质信息采集。无论是三维激光还是卫星测量，都能够准确获取地物表面信息，通过对这些地物影像的采集，进一步丰富3D模型的属性信息。
3.4 BIM协同设计
在公路工程项目勘察设计过程中应用 BIM 技术，可对公路模型进行构建与转换，由此为协同设计创造了条件。基于 BIM 技术的公路勘察设计由若干个子模型构成，包括交通、桥涵、路线等，在这一前提下，设计模型由原本的二维 CAD 转变为 3D 模型，不同专业之间的协同设计得以实现。协同的基础是数据标准化、表达可视化。
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基于 BIM 技术的协同设计流程如图 1所示。
3.4.1 统一空间坐标
利用 BIM 技术进行公路勘察协同设计的过程中，应当使各种模型在空间坐标上实现统一，如 3D 模型、数字高程模型、附属设施模型等。同时，借助平面与高程坐标系开展公路勘察，能够为碰撞检测与分析提供便利。
3.4.2 建模精度
在公路工程建设中，测量、施工以及后续养护，都对勘测精度有较高的要求。鉴于此，必须保证勘察 3D 模型的精度能满足公路工程施工图纸要求，从而确保工程质量。
3.4.3 可视化
BIM模型中含有大量的信息，大体上可将这些信息分为两类：一类是几何信息，另一类是属性信息。可借助 Revit系列软件，根据使用需要，开发BIM 应用，依托分级模型，针对不同的任务，实现信息的可视化展示。
3.5 应用效果
以往的公路勘察设计协同性略显不足，信息缺乏时效性，制约了勘察设计效率和质量的提升。通过 BIM 技术的应用，充分发挥出 BIM 在关联性、可视化等方面的优势，有效解决了协同问题，使参建各方能够实时共享信息，勘察设计的表达效果大幅度增强。不仅如此，BIM能够对相关信息进行存储和读取，参建各方可以从 3D 模型中直观看到公路沿线的具体情况，为设计方案的比选提供了依据。
结束语
综上所述，公路勘察设计是一项较为复杂且系统的工作，此项工作的开展成效与后续施工存在密切的关联。为提高勘察设计效率和质量，可合理应用 BIM 技术，依托 BIM 技术构建3D 模型，实现信息可视化，为公路建设提供保障。未来应加大 BIM 技术在公路工程中的应用研究力度，从而使该技术更好地为公路建设服务。
参考文献：
[1] 郭少云.谈 BIM 技术在公路工程设计阶段的应用[J]. 山西建筑，2020（18）：137-139.
[2] 鲍涛.BIM 技术在公路品质工程建设中的应用[J]. 绿色环保建材，2020（10）：183-184.
[3] 朱旺.新时代 BIM 技术在提升公路勘察设计质量中的应用分析[J]. 黑龙江交通科技，2020（05）：191-192.