李杰圆
摘要：传统的只考虑使用功能的市政道路设计理念已经不能满足当代市政道路设计的要求，BIM技术是市政道路设计理念上的一次飞跃，BIM技术在市政道路设计中的应用能够有效促进市政道路设计的发展。
关键词：市政道路设计；BIM技术；应用
1当前BIM在道路设计中的优势
1.1强大的三维图形处理能力
通过强大的三维建模功能，使用BIM技术，如常用的由Autodesk公司推出的Civil3D软件，可以将容易地画出三维的地形图、道路中心线绘制、道路纵向断面设计。进行道路建模时，选择道路下拉菜单中的创建道路，出现道路创建的提示后，根据提示完善相关参数，选择道路的规划线路、标准横断面和纵断面。在而后弹出的关于道路组件逻辑目标的对话框，以道路各处的宽度数据创建出区域，然后加入道路组件，并为其指定逻辑目标。相对于二维的设计，使用BIM技术对图纸进行修改也非常简单，大大提高了工作效率。
1.2模拟分析能力显著
BIM拥有强大的模拟能力，技术通过三维模型，可以十分形象的展示出完工后的效果，此时设计人员可以发现设计中存在的不少问题，特别是与周边环境的匹配是否合理，道路自身设计时的忽视事项等，使设计人员在设计阶段就及时进行修改。避免后期施工时发现问题时修改复杂和经济浪费的问题，使道路的设计和未来施工顺利进行。
1.3对工程量估算较精确
在城市道路设计中，对工程量进行估算是十分重要的内容之一，对工程的整体造价有很大的影响。通过传统的二维设计模式对工程量进行估算，需要较准确的计算横截面和长度，对于公路所处环境较简单的区域的估算还是较准确的，但是对于公路所在区域地形较复杂时的工程量进行估算，就比较复杂，而且很难保证数据的精确性。而使用BIM技术，BIM技术可以通过模型属性和各种数据的分析，较简单的统计处长度、面积、体积等数据，计算出精准度很高的工程量数据。对确保工程顺利进行，避免预算过少或过高有很大的帮助。
2BIM技术在市政道路设计中的应用
2.1地形图绘制
一般来说，市政道路勘测单位会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。本文以三维地形图为例，三维地形图中，高程点所带有的图块为Z坐标图块，BIM技术在三维地形图中的应用主要有以下几个步骤:①将Civil3D软件中的图层管理器打开，反向选择除高层点之外的图层，将反向选择的土层进行冻结处理;②在曲面菜单下有一个创建曲面的命令，点击创建曲面，将创建曲面的对话框打开，根据曲面的类型以及图层的名称来选择相应所需要的图层，之后点击确定键;③在工具空间下有曲面菜单，点击此菜单，将菜单中的定义工具栏打开，右键点击定义工具栏中的图形对象，选择添加一项，完成添加，此时会弹出一个选择对话框，点击确定其中的选择块;④对所有的高程点进行框选，之后按回车键，此时就完成了三维地形图中的曲面创建，之后可以用对象查看器来具体查看刚刚所创建的曲面。
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2.2道路中心线绘制
道路中心线的设计与绘制是市政道路设计中的重要内容，在设计过程中会涉及到各种控制因素，因此，在市政道路中心线的设计过程中应当统筹考虑各种控制因素，之后按照市政道路设计规划中的线位进行拟合处理，并以市政道路设计规定要求中的各项基本要求对设计方案中的曲线长度、曲线半径以及缓和曲线长度等各个曲线的要素进行适当的调整和优化。具体来说，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。
2.3道路纵向断面设计
当前道路设计软件中主要的道路纵向断面设计流程为:首先对原地面的线文件进行编制工作，然后通过设计软件生成原地面线，之后，在已经生成的原地面线上对拉坡线进行绘制，并在绘制的过程中不断对拉坡线进行调整，使其能够满足既定的设计要求，最后将拉坡线以竖曲线设计文件的形式进行储存，将存储中的原地线文件、后来生成存储的竖曲线文件进行调用，最终生成所需要的市政道路纵断面的设计图，从而完成了道路纵向断面的设计。而以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，这就有效节省了大量设计人员的设计时间和设计精力。此外，道路纵向断面拉坡线设计可以通过“按布局创建纵断面”的命令来生成，在纵断面绘制完成之后，要对整个设计自动生成的坡度、坡长指标以及纵曲线的相关要素进行查看，看其是否符合相关规范，如果不符合，则要对Civil3D软件中的纵断面形状命令进行编辑，此时会弹出子工具条，在子工具条中对纵断面的布局参数一项进行设置，将对话框打开，对边坡点一项进行选取，之后在布局对话框中对边坡点的里程桩号、竖曲线半径、坡长、坡度以及边坡点的标高等各个参数进行修改，使其满足相关规范的具体要求。
2.4道路横向断面设计
Civil3D软件的设计过程即是整个市政道路的装配过程，在设计的过程中要综合考虑各种影响因素，对相关部件合理选择，之后才能进行组合和装配步骤，这对于市政道路BIM数据信息模型的精确反应有着重要的意义。具体来说有以下几个步骤:①创建装配:在Civil3D软件中的道路下拉菜单中有装配创建的命令，单击下拉菜单中的装配创建命令，此时会弹出装配名称输入的对话框，点选此对话框，在对话框中输入具体的装配名称，之后点击确定键，完成装配创建和装配名称的确定;②插入装配基准线:在对屏幕任意位置进行鼠标点击的过程中，会将带有圆形标记的竖线插入到Civil3D软件中，这条带有圆形标记的竖线就是我们所要选择的装配基准线，也就是我们上文中所提到的市政道路中心线;③部件装配:Civil3D软件中道路菜单下有“部件工具版选项板”，Civil3D软件程序中自带部件，利用Civil3D软件程序中自带部件就可以完成相关装配;④装配步骤:首先对标准的横断面进行装配，保证横断面的装配要求，在横断面装配完成之后，要分析市政道路之后的设计需要，根据具体的设计需要分析结果来进行其余的装配添加，Civil3D软件有着关联性和动态性，因此，利用Civil3D软件进行市政道路装配部件参数的修改或对原有的装配进行重新制定成为不同的装配后，Civil3D软件设计的市政道路参数数据模型能够实时、快速地进行相关装配更新。
3结束语
综上所述，当前我国市政道路建设正从短平快的发展路线逐渐向复杂、具有创造性的发展路线过渡，这就对市政道路的设计提出了更高的要求。传统的二维设计方式显然已经不能满足当前市政道路的设计需要。本文从BIM技术的概念和特征入手，简要探讨了其在市政道路设计中的应用优势，并对其具体应用进行了研究。
参考文献：
[1]詹健.BIM在市政道路设计中的应用.江西建材，2015.24.219+223.
[2]高书克.BIM技术在市政道路设计中的应用2014:56.034.
论文作者:李杰圆
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/11
标签：市政道路论文; 中心线论文; 道路论文; 高程论文; 纵断面论文; 曲面论文; 地形图论文; 《防护工程》2018年第21期论文;