BIM在城市道路设计中的应用研究

田 地

晋城合为规划设计集团有限公司 山西 晋城 048000

在我国基础建设发展速度不断加快的过程中，工程项目的数量在不断的增多，人们对于工程的质量要求日益增高，所以也需要利用科学合理的设计方法，来满足施工工作开展的全部要求。在传统的城市道路设计阶段，二维平面设计的方法，无法把道路设计的全方位视角进行清晰的展示，所以其中的弊端也日渐凸显出来。在最新的社会发展形势下，智能化三维的设计、精细化的管理成为了建筑行业发展的全新趋势。BIM作为一种最新兴起的设计管理技术，有效地把传统设计中的不足进行了弥补，其在工程的设计、施工以及后续维护中，都起到了积极的作用。特别是城市道路的设计阶段，融入BIM技术能够真正的为现场施工整体质量的提升做出贡献。

1 BIM技术相关概述

在我国城市化进程发展速度不断加快的过程中，人们对于城市道路的整体设计情况提出了更高的要求。特别是随着道路建设整体环境的复杂化，施工的时间缩短，质量要求升高，这些都致使当前社会发展中，城市道路的设计需要不断的与时俱进，融入先进的技术以及多样化的手法，从而提高其整体设计的质量。为了能够降低设计的难度，BIM技术就融入其中，其指的就是把建筑信息模型呈现给设计人员，使整个设计的工作变得有理有据。所以BIM技术也是最新时期工程建设这一领域所提出的一个关键技术，在智能化信息化时代呈现出了飞速的发展[1]。

BIM技术可以与人工建设需求相互结合，从而利用高科技建立出具有数字化特点的信息模型，利用3D、4D，甚至是5D的处理方案，把数据的模型清楚地进行呈现。同时在这样的数字化加工与管理工作开展的过程中，也能够最大程度的提高工程设计的整体质量。在城市道路的设计阶段，BIM技术可以在整个项目周期进行应用，从而满足不同阶段建设施工所提出的要求。BIM技术所呈现出主要的特点就是：协同化、可视化、仿真化和数据化。近些年来，在各个工程领域，BIM技术的应用逐渐广泛，各种软件层出不穷，这也为城市道路的施工建设以及设计工作做好了基础的保障，并为这项工作的高质量实施提供了极大的便利。

2 传统城市道路设计的难点

在城市道路建设施工工作开展和实施的阶段，其中交通系统是整个道路应用过程中较为关键的组成部分。所以在设计这项工作的过程中，就需要对其实际的质量进行深刻的分析，并且深入地了解当前我国经济发展所呈现出的速度，以及人们对于出行所提出的一系列要求，只有这样才能够在科学有效设计的过程中，确保整个设计的模式以及设计的方法具有科学性，从而为人们舒适出行做好保障。

在城市道路设计工作开展的过程之中，还存在着众多具有实际性特点的问题，这也导致城市道路在设计过程中具有着较大的难度。随着变和这个技术的引进，相关人员可以利用其中的3D模型，对具体设计方案的可行性进行有效的验证，并且对这其中的设计风险进行排查，从而合理地对道路设计中的各项参数进行控制。这也能够看出，BIM技术对于道路设计具有一定的推动性作用。但是当前在实际设计阶段，传统的设计方式依然比较常见，主要就是因为缺乏相应的技术人员，无法把BIM技术有效的融入其中，这也造成了传统的道路在设计过程中困难重重，严重影响了整体施工效果的提升[2]。

3 BIM在城市道路设计中应用的优势

BIM技术在城市道路施工设计中应用具有一定的优势，其既能够提高整体施工的效果，也能够改善传统施工中所存在的弊端。

第一方面就是能够提高设计工作整体的效率。传统的道路施工在设计阶段，采取的都是2D设计的模式，主要适用的就是道路建设过程中条件较好的区域。但是由于城市道路建设阶段受到影响的因素较多，其中线路的分布、周围的路况、地质的条件等，都会对城市的道路设计产生一系列的影响，也容易造成设计进度缓慢。所以BIM技术在使用的过程中，就可以发挥出自身所具有的可视化特点和优势，建立起数据模型，从而立体的对城市道路设计中地形的条件，以及环境的实际现状进行有效的呈现。这也能够为设计人员提供多样化的设计参数，并且呈现出具体的3D图纸，从多个角度为人们分析当前施工的可行性，从而选择出最优的设计方案，提高设计的整体效率。

第二方面就是能够降低设计过程中整体的风险。BIM技术所具有的一个主要特点就是仿真性，其能够真正的对城市道路的实际情况，以及设计方案呈现的结果进行模仿。所以设计人员就需要根据道路工程中仿真模型进行细化，使得道路的设计更加的完善，也能够充实道路设计的内容、并利用BIM技术建立起3D地图。确保道路建设的过程中，整个区域的地貌条件能够直观地呈现出来[3]。从而让设计人员根据这一地形图，清楚地对设计方案实施过程中的难点有所掌握，了解设计阶段的重点内容，提前对每一个阶段可能存在的风险隐患进行预设，并准备好解决的方案。这些都能够降低城市道路在施工过程中可遇到的风险，提高设计的质量。

4 BIM在城市道路设计中的具体应用措施

4.1 项目区域地形图处理

BIM技术融入到城市的道路设计各个环节之中，首先就可以做到对现场实际的施工现状，以及所具有的施工条件进行实时的监控。因为BIM技术的使用能够确保项目区域中地形的整体状况，全方面的呈现在设计者面前，也能够对现场的情况进行清楚的反馈。从而确保施工设计人员在分析整合测量数据的过程中，为整个设计的具体参数以及细节内容做好保障，也能够真正地结合施工图，为整个设计提供相对比较全面的基础保障和依据。除此之外，因为BIM技术整体的结构是需要从立体的视角进行显示的，所以也能够从上方看到整个设计的实际应用情况，这样就能够确定道路建设的方向，根据地形准确地对路线进行有效的规划，以此确保各种规划项目的数值准确性。也能够使整个线路的选择拥有着更加便捷的条件，从而选择出最优的线路进行道路的设计。

4.2 管线设计

随着城市发展设计不断的多样化，越来越多高科技技术都为社会的发展起到了推动性的作用。人们的物质生活也在科技的支持下变得丰富多彩，随之而来的就是城市内部物质消耗、垃圾管理等问题逐渐增加，这也导致道路在设计阶段，对于地下排水的工程需要充分地进行考量。因为如果不考虑到地下排水的走向和具体设计的情况，那么就会导致道路在使用的过程中，出现不均匀沉降，以及塌陷等情况，所以道路的设计就需要对地下水走向进行分析。特别是如果道路设计不符合地下室排水这一工程的要求，那么如果出现下雨天就很难及时排走雨水，生活的污水也会处理不当，地下的管线更是会由于道路的设计，出现老化需要更换的情况[4]。所以在土道路项目建设的过程中，还需要结合技术的使用情况，科学合理的对施工的模式进行设计，避免出现管道，而需要重复施工的现象。也能够激发工作人员的积极性，减少费用的开支。结合使用BIM这个三维立体的技术，就可以把地下排水的管线设计，通过测试呈现在设计图纸之中，从而减少不必要路段维修时间的浪费和资金的支出，从而最大程度的利用合理的成本，提高道路设计的效果。

4.3 道路中心线绘制

在道路设计施工过程中，中心线的绘制是尝试当初设计阶段一个相对比较重要的内容，整个设计的过程中涉及到的施工内容是多个方面的，所以还需要详细的对具体施工工作开展的情况进行分析，严格的按照相关施工的流程开展工作，这样才能够使工作效率最佳。

需要根据城市道路施工工程建设的具体成本，以及设计的标准，还有其中所包含的各项指标参数，来开展这项工作。结合科学有效的方法，保证每条曲线的基本要素都符合要求，例如：导轨的长度、半径，还有曲线的长度等，都需要利用BIM技术进行有效的修正，以及科学合理的优化。除此之外，也需要深入地对道路中心线的特点，以及所呈现出的条件进行有效的探讨，只有这样才能够实现这项工作的最佳效果，也能够满足设计过程中所提出的要求。在道路的中心线绘制合理之后，也可以结合BIM技术中的3D地图，使中心线在地图上呈现出多条线路之间的转换，以便于保证道路设计更加符合实际情况的要求。

4.4 多专业协同设计

在BIM技术核心应用过程中，数字技术是其中较为重要的一项内容，其能够对标准的数据值进行深入的分析，也能够在这一事实的基础上，开启协同设计这一平台，通过平台使整个道路施工设计变得更加具有科学性，也能够让不同的行业共同的对计算机等其他终端设备进行有效的应用。因此，通过平台的支持，使项目之间能够合作开发，真正的达到共赢的目的，就可以在根本上提高道路施工设计的精准程度，以及施工工作开展的整体效率。除此之外，虚拟现实的技术，都可以在BIM技术的支持下，获取额外更多的效果，达到应用的最佳标准。

4.5 碰撞检查

在道路建设施工工作开展的过程中，前期设计阶段就需要通过道路管线、桥梁等各项施工设计的主要内容，对其中所涉及到的具体问题进行专业性的设计。所以在这一时期就需要对BIM这一模型的技术进行应用，主要就是观察道路的基础和其他元素之间所呈现出空间上的联系，并准确地对其进行定位。这样的设计才能够更具科学性，也能够保证设计工作满足实际施工的需求。例如：对钢筋碰撞进行检查是其中重要的内容，因为通过BIM创建出施工模型，还有局部桥梁上部结构的钢筋模型，能够有效的避免钢筋之间产生的碰撞，也能够减少施工过程中的损失，从而保证加速施工开展速度，提高施工的整体质量[5]。

4.6 道路横断面设计工作中BIM技术的应用

在当前我国城市化发展速度不断加快的过程中，社会内部人们的生活水平有所提高，私家车的数量越来越多，所以道路上可见的车辆也在逐渐的增加，这也致使道路的拥堵程度提升，人们的出行便捷度逐渐的下降。所以道路工程的集约化发展，也会影响城市道路建设过程中科学性的有效呈现。因为在道路施工工作开展的过程中，如果决定开始施工，那么就会在很长一段时间内，这个道路不能够供人们使用。因此，还需要在项目设计工作与特定条件相互联系的形式下，根据车辆道路的建设，以及实际的宽度，从而提高设计的整体效果，并且加快施工的速度。这样才能够使人们在短时间内，就可以使用到最新建设的道路之中，提高出行的速度和效率。同时，利用BIM技术也需要在道路设计阶段，与车辆的宽度以及人们日常出行的需求相互联系，把相关常见的设施投入到公路的建设过程之中，这样才能够减少交通拥堵的现象。例如：结合使用BIM技术预测交通中车辆的流量，执行交通模拟的任务，从而方便正确地对设计的路段进行选择。也可以结合适当的软件，对道路建设的施工要求，以及行人出行的要求，进行准确的预测，以此来提高道路建设的整体效果，让行人出行变得更加便捷。

4.7 道路纵断面的设计与绘图

在BIM技术应用的过程中，通过软件把当地的平面坐标输入其中，同时再把街道上地面的高程进行设计，就能够完整的建立出地面的参考线。这样的参考线能够严格地与建筑施工的标准以及设计要求相互融合，从而确保道路的设计效果最大化。因为道路在使用的过程中，纵断面的坡度与项目整体设计之间有着紧密的联系，还需要根据具体坡度的情况，以及项目设计的要求进行科学的调整，这也需要设计人员能够提前了解各项数据变化的现状。特别是边牧技术在其中应用的过程之中，就能够针对整个设计进行流程化的划分，从而了解其中所包含的数据变化，相应地对坡度线进行调整。同时也可以模拟工程纵断面的结构需求，灵活地对具体施工的状态进行设计，确保整个结构的纵断面在设计应用的过程中具有一定的合理性。从断面设计工作结束之后，也可以把坡度线进行保存，以此创建出施工纵断面相关图纸，这样的绘图能够为后续的施工提供一定的数据支持和依据，确保施工具有合理性。

4.8 正向设计出图

在城市道路设计阶段，很多路面的施工都具有一定的复杂性，所以实际的项目建设中，很难利用2D的图纸把其中的内容进行清楚地展示，这也导致在2D设计的模式下，整体的目标偏离设计项目的要求。所以结合使用BIM这一技术，就能够通过立体图像进行模型的处理，更加直观地把3D的结构，还有设计的意图进行表达，最终达到项目设计的核心目标。这种项目的设计能够通过积极的探索BIM技术与道路设计之间相互结合的要求，直观地利用3D构图传达设计者所需要表达的想法。这样的形式都能够最大程度的克服设计和施工之间所呈现出的沟通障碍，也能够在根本上提高施工工作的整体效率，确保城市道路设计工作的质量，为人们的出行做好基础建设。

5 结论

综上所述，在我国经济得以快速发展的阶段，城市化规模也逐渐的扩大，越来越多的基础设施建设进入到人们的视野中，为提高人们生活的品质贡献了力量。在这样的环境下，基础建设投入的资金在不断地增加，所以越来越多高科技技术提出，为建设行业的发展贡献了力量。在城市道路的设计中，BIM技术的应用，能够在整体上提高其施工的质量和水平，也能够改善市民出行的条件。因此，本文也是基于以上的内容，在分析和研究BIM技术相关设计难点，以及应用优势的基础上，提出城市道路设计中这一技术的具体应用措施。希望能够在合理的措施支持下，为我国城市道路的设计，以及相关工作的有序开展做好好坚实的铺垫。