摘要：近些年，我国城镇的快速发展和人民生活水平的提高，以使用功能为主的传统城市道路设计理念已经难以满足现代化城市的发展。BIM作为一种新技术的出现，能够建立三维数据模型，真正的将道路与周围的地形、地物、景观相结合。鉴于此，本文从BIM的概念和特点着手，重点探讨了BIM技术在市政道路设计中的应用优势，旨在为道路设计工作者以及工程应用提供参考。
关键词：市政道路设计；BIM技术；优势；应用
0 前言
随着经济的快速发展，我国各项基础建设都在不断发展和完善。在此大环境下，人们对于城市道路交通环境的要求也逐渐提高，这也对城市道路设计提出了更高的要求。BIM技术在市政道路设计中的应用对于提高设计效率、提升市政道路的设计水平等有着划时代的意义，基于此，本文重点研究了BIM技术在市政道路设计中的应用。
1 BIM技术
1.1BIM概念
BIM（Building Information Modeling）是建筑信息模型的简称，在三维数字技术的基础上，集成了与建筑工程项目相关的信息，属于一种工程数据的信息模型。将特定的建筑工程及建筑设备数据存储在BIM这个载体上，并且对建筑的相关物理属性和非物理属性有着明确的描述，其中不仅包含着特定工程的设施及建筑相关成分，还包含不同专业未加工的建筑相关数据，是一种丰富的、智能的数据信息模型。
1.2BIM技术特点
BIM作为新兴工程设计应用技术，具有以下四个特点，具体如图1所示[1]：
图1 BIM技术特点
3D参数化是指与传统的二维设计方法相比，BIM技术是一种三维设计技术，其能够通过工程相关的参数来创建并驱动3D建筑模型，同时能够根据模型对建筑的各种性能进行分析和模拟。其次，BIM技术有着信息化的特点，其能够用各种参数对建筑单元进行描述，传统的CAD设计中描述的对象为点、线、面等几何元素，而BIM技术的描述对象则为窗、柱、墙、梁等建筑构件，并且能够对这些构件的真实属性进行信息化、参数化的模拟。再次，BIM技术不仅能够对各种建筑3D几何信息进行描述，其还能够对建筑设计的拓扑关系进行描述，同时BIM技术中还包括了工程对象的名称、建筑材料、结构类型、施工工序、工程量、运营养护信息等整个工程信息的描述。最后，BIM具有开放交互性，是指BIM技术支持IFC的工程基础分类标准，当在该标准下进行数据输出时，其他支持此标准协议的软件也可以读取BIM上的相关数据。
2 BIM在市政道路设计应用中的优势
相比于鸿业、纬地、CAD等设计方式，BIM技术在市政道路设计应用中有着众多优势，这也是BIM被广泛重视的重要原因，在研究 BIM 在市政道路设计中的应用前，首先对BIM在市政道路设计应用中的优势进行探讨分析[2]。
主要优势有以下四点，具体如图2所示：
图2 BIM技术优势
2.1设计意图明显
传统的CAD等二维设计方式要将复杂的市政道路三维空间问题展现在二维空间中，在设计的过程中，由于三维参数的复杂化，不可避免地会丢失一些三维数据，从而导致所设计出的成果不能够完整、明显、准确地表达设计意图，很容易造成设计方案的曲解。在BIM技术下设计出的成果属于一种三维的数字化信息模型，能够将整个市政道路工程完工后的样子完整地表达出来，因此，其能够准确、清晰、完整地表达出设计意图。此外，BIM技术中，其工程属性以及子模型的划分越详细，则设计意图表达得就越统一、准确。
2.2强大的模拟分析能力
BIM技术下，我们从设计阶段就能够通过BIM数据信息模型来直观地看到市政道路工程在完工后的效果，从而发现设计问题，以此为依据对设计方案进行论证、调整和优化。这就是BIM技术强大的模拟和分析能力的具体体现。对于市政道路设计人员来说，可以及时地发现设计中存在的问题，并采取有效措施进行调整优化，大大降低了施工的返工率。对于业主来说，真实的完工效果能够展现在眼前，从而通过优化设计消除与心理预期的偏差，将整个市政道路的建设问题在设计阶段消除，避免了施工阶段解决问题浪费大量的人力和物力。这些都是传统二维设计所不能实现的。
2.3工程量精确度高
在传统的二维设计模式下，通常以断面法来估算市政道路的工程量，例如道路路面的工程量、道路土方的工程量等，这种工程量的确定方式在道路平坦、设计简单的市政道路工程中误差较小，但对于地形起伏大、道路平面相对复杂的市政道路则有着较大的误差，从而对市政道路的施工造成影响。对于市政道路中的管线工程来说，传统确定工程量的方法是根据标准图以及施工经验进行估算，其本身就存在一定的误差性，但应用BIM技术后，其中各个工程的子模型中都有着完善、精确的属性数据和几何数据，从而能够对面积、长度、体积、个数等工程量进行精确地确定，例如，可以应用BIM技术的数据信息模型对道路曲面及自然地形曲面之间的土方工程量进行精确的计算。此外，这些工程量的计算有着自动化特征，并不需要人工进行数据录入，因此节省了大量的人力资源。
2.4协同效果强
工程规模的不断扩大是当前市政道路发展的重要趋势，这就使得市政道路的设计难度增高，设计内容细化，只依靠两三个设计人员完成设计已经成为了过去式。当今的市政道路设计要求多专业人才紧密合作，不仅要在专业内部进行合作，专业之间也要积极寻求合作，这就对市政道路设计工具的协同性提出了更高的要求。在传统的二维设计方式下，设计人员通过分图层的复制、粘贴和引用来实现合作，或通过协同设计系统来实现合作，但是这种协同的方式过于简单，只是单纯的将图形和设计文件加以权限存储在服务器上，对于一些低层次的协同问题还能够解决，但对于一些更加精细、更加复杂的协同则不能够很好完成。
3 BIM技术在市政道路设计中的应用
BIM 技术在市政道路的设计中有着重要的应用，当前的市政专业对于BIM技术十分重视，其中常用的BIM设计软件是Autodesk公司推出的Civil3D软件，其在市政道路设计中能够有效实现BIM的解决方案[3]，有效帮助设计人员对市政道路设计项目的每一个阶段进行简化，具体来说，BIM技术在市政道路设计中的应用主要有以下几个方面。
3.1地形图绘制
一般来说，市政道路勘测单位提供常用的两种地形图：一种是二维地形图，在二维地形图中，高程点的实际高程都被设置为0，而具体的高程则以数字的形式在高程点旁边进行标注；另外一种是三维地形图，三维地形图中的高程点的实际高程与标注高程相一致，即在三维地形图中，高程点的标注的高程就是其实际的高程[4]。
3.2道路中心线绘制
BIM技术在市政道路中心线设计绘制中的应用主要有以下步骤：①中心线插入：事先对市政道路中心线进行分析和优化，在确定之后，将市政道路中心线插入到3D地形图中；②中心线转换：在3D地形图中对市政道路中心线进行转换，有市政道路中心线转换为多段线；③路线创建：在路线菜单下有从多段线创建路线这一项，对此项进行单击，将市政道路的中心线进行选中操作，此时会弹出一个路线输入的对话框，将路线的名称在此对话框中输入，之后对路线的标签集以及路线的样式进行选择，最后单击进行确定。
3.3道路纵向断面设计
以BIM技术为基础的Civil3D软件在道路纵断面设计方式上则有着一定的区别，Civil3D软件将三维地形作为道路纵向断面设计的基本资料，其中地面线的文件生成相对简单，通过“从曲面创建纵断面”这一命令就可以直接生成地面线，同时地面线的更新会随着市政道路中心线的修改而自动完成，高效率、高精度、高水准的完成设计工作[5]。
4 结束语
BIM技术在市政道路设计中应用，采用分别建立地面、水域、建筑、管线、道路、桥梁、隧道、景观等模型，构建系统的BIM三维道路模型。辅助信息共享模块，来达到各专业设计人员同步设计的效果。通过BIM分析共享模块，解决道路设计中的路网设计、横断面设计、纵断面设计、复杂立交、可持续性设计中存在的问题，实现市政道路设计。
参考文献
[1]符锌砂，王彦军.道路三维可视化设计系统的系统分析[J].中外公路，2006，26（1）：1-4.
[2]许振辉，秦涛，刘士宽，等.三维道路建模及可视化方法研究[J].公路，2011（3）：161-164.
[3]蒲浩，宋占峰，郑顺义等.道路三维场景的实时动态显示技术[J].交通运输工程学报，2003（3）：52-56.
[4]朱宗凯，曾诗雅.BIM在市政道路设计中的应用[J].重庆建筑，2016，14（6）：22-24.
[5]潘宗焕.BIM技术在市政道路设计中全过程应用[J].工程技术：引文版，2017（1）：00152-00152.
论文作者:姚天宇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2017/12/28
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