BIM技术在城市道路中的应用研究

陈良锐

（中机中联工程有限公司，重庆 400039）

0 引言

随着我国人民生活质量的不但提高，在我国国家基础建设日益发展的二十一世纪，人们在城市化进程中已经不单单是追求建设速度，建设更高质量的城市结构成为了当前发展的主旋律，而作为整个城市的骨架网道路来说，也需要得到更高要求的建设和发展，所以对于提升城市道路建设品质十分关键和重要。本文通过对BIM 技术的阐述和引导，将BIM 技术结合应用到道路全寿命周期建设设计中，对城市道路设计水平提升具有十分重要的意义和帮助。

1 BIM 技术概述

1.1 BIM 技术概念

BIM 全称为Building Information Modeling。BIM 最早起源于美国，在美国萌芽后因契合国家基础建设发展的需求，得到不断提升和蔓延，最终在世界各地发达国家得到推广应用。BIM 技术根据其自身含义包含了三方面意义：①B--Building意思是广义的建筑，包含了我国国家基础建设中道路、桥梁、隧道、岩土、房屋建设等。②I--Information 即广义信息的意思，这里的信息表示为在整个全寿命周期中所有数据汇总起来的统称，其中包括了在项目可行性研究和设计过程中的不断变更所带来的动态数据。③M--Modeling 即广义模型含义，表示的是在项目的整个生命周期中，通过不同专业的技术人员在设计出来的数据模型中汇合起来做成的项目完整的三维立体空间模型。

1.2 BIM 技术研究情况

随着美国提出的BIM 理念后，在其他国家得到了很快的发展推广，其中包括澳大利亚、欧洲等地方，美国GSA（总务署）和NIBS（建筑科学院）制定颁发了响应的应用技术指南和国家标准，对政府项目和各大学研究中心采用BIM 技术进行发展和建设。

我国BIM 技术的引入和推广相对来说要迟缓一些，从2010年开始我国各地区开始颁布BIM 技术相应的技术指南和行业标准来指导BIM 技术在行业中的良性发展。

我国BIM 技术发展虽相对滞后，但BIM 技术在我国的建筑行业的理论研究和实践应用方面已经取得了较为多的成果和案例，在我国城市道路建设中，BIM 技术城市道路发展相较于建筑行业发展要落后一些，特别是在重视程度上也是近几年随着政府相关文件的出台才开始日益进入行业视野中。

2 BIM 技术与城市道路设计软件结合

BIM 技术在土建行业中如火如荼不断发展，在整个不断推进过程中所带来的信息收集处理整合的高效率给市政行业带来了很大的冲击，项目施工全过程的三维数值化模拟、3D 漫游项目全景以及对项目声学影响分析、光学影响分析以及项目耗能情况模拟分析等一系列以往实现不了的技术分析对城市道路建设起到了很好的促进作用。

BIM 技术需要得到一系列软件整合在一起的软件支撑，而在城市道路行业设计中就有很多软件可以和BIM 技术很好的契合，分别是：Google Earth、Civil 3D、3Ds Max Design、ArcGIS、Sketchup、Navisworks 等软件。

Civil 3D 是Autodesk 公司面向真个土木行业所出品的一款具有很强大功能的3D 设计绘制软件，并且可以通过在其中设计出来的三维项目进行动态模拟分析，Civil 3D 基于AutoCAD 开发设计，具有更健全的功能。

3Ds Max Design 是一款功能强大的动画设计渲染软件，可以为城市道路整个三维模型进行细节处理和整体动画渲染，3Ds Max 在建筑行业中一直是处于较为主要的专业效果渲染软件。在Civil 3D 设计建立完成城市道路模型后，可以通过3Ds Max进行动画渲染处理从而得到整个城市道路三维效果景观展示。

ArcGIS 为设计人员提供完整的GIS 数据库平台，在这个具有完备数据的平台中能够随时对城市道路中的路网管线进行设计编辑和必要分析，同时也能够对后期的运营维护进行相应管控。

Sketchup 对于设计人员来说是一款能够将3Ds Max Design 和Google Earth 有效结合起来的软件，Sketchup 能够将3Ds Max 中已经制作的三维模型直接输出到Google Earth，也能将Google Earth 中的三维模型导入到3Ds Max 中进行再设计制作。

Navisworks 可以将已经在Civil 3D 中设计制作完成的三维模型进行施工进程设计制作，通过城市道路模型中的细节碰撞检查和施工进度计划模拟来提高模型后处理效率，从而能够设计更加适合项目的施工进度计划方案。

3 BIM 技术在城市道路设计中的应用

城市道路建设在我国加速发展建设的同时，也在孕育和培养更加符合时代的设计方法，BIM 技术正是很好的适应了时代的需求，BIM 技术中的Civil 3D 以及其配合软件形成的整体很好的将城市道路建设高效率的完成。

通过使用BIM 技术对道路模型的建立，设计人员能够很好的将道路设计中的不同环节进行高效率处理，并在最后有机整合为一体，下面对这几个方面的方法技术进行阐述。

3.1 道路平面设计

道路平面设计中最重要的是对于城市道路中心线的确定，根据《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012）对于道路相应指标的规定，控制各参数要素和统筹考虑各类情况是十分重要的。平面设计为整个项目模型的道路网框架进行搭建，红线范围内的各类建筑物需要谨慎考虑，使用Civil 3D 对地面模型和各类建筑物模型精确尺寸的展现在三维地形图中能够更加直观的观测各种方案的具体情况，更好地对地形图进行可视化选线操作。

3.2 道路纵断面设计

道路的纵断面设计在我国之前常用的设计软件中使用主要的设计方式为：先通过对原地面线文件进行相应编辑，通过生成地面线文件，通过在原地面线文件上进行相应的拉坡设计，然后往返观测是否满足规范设计要求，不断对拉坡设计进行调整处理，最后将定稿的拉坡设计方案生成相应的文件储存到地面线和竖曲线文件中以备后续设计使用。

3.3 道路横断面设计

道路横断面设计的主要责任是将横断面中的车行道、人行道、中央分隔带等设计通过满足规范条件情况下相互选用合适的尺寸结合起来。BIM 技术通过Civil 3D 在道路横断面实现设计过程主要是利用合理的组合和装配的过程。Civil 3D 软件具有很好的关联性和实时性，在对横断面进行修改后可以生成新的装配方案，也可以实时对整个模型中横断面进行设计更新，并将后台有关横断面影响数据均更新完善。

4 结论

（1）随着我国城市道路基础建设不断日益完善，建设更高质量的城市结构成为了当前发展的主旋律，将BIM 技术结合应用到道路全寿命周期建设设计中，对城市道路设计水平提升具有十分重要的意义。

（2）BIM 技术通过与城市道路设计软件有机结合起来更好地将立体空间化、动态实时性应用于道路设计中。

（3） BIM 技术在城市道路设计中具体的应用主要通过地形图绘制、道路平面设计、道路纵断面设计和道路横断面设计来实现，通过更加优化的BIM 技术对不同步骤的效率效果优化，提升了整个城市道路设计的质量与品质。