蔡偉

摘 要：道路作為生活中重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，其承擔(dān)著交通組織、人員集散等一系列功能，各種車輛和行人作為道路的使用者，在滿足其通行需求后，道路的安全性和舒適性也成為影響其設(shè)計成敗的諸多因素。道路的人性化設(shè)計也多從使用者的角度出發(fā)，通過提升道路的安全性和使用舒適性來作為設(shè)計改進的方向。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);道路工程設(shè)計;應(yīng)用研究

0 引言

道路工程是基建工程項目中的重點，需要對工程的施工環(huán)境及施工過程進行全面分析，預(yù)判并解決相關(guān)項目問題。要達到這一目標(biāo)，以建筑信息化模型構(gòu)建為主要形式的BIM技術(shù)，在道路工程設(shè)計中大有用武之地。

1 BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計的重要性

道路是現(xiàn)代化重要的組成部分之一，是現(xiàn)代化必備的基礎(chǔ)設(shè)施。近些年來，快速發(fā)展，人口急劇增長，各種交通工具大量出現(xiàn)，導(dǎo)致交通堵塞日益嚴重，特別是國家大力發(fā)展智慧戰(zhàn)略的提出，這些都對道路前期規(guī)劃設(shè)計的科學(xué)性提出了更高的要求，如何做好道路的前期規(guī)劃設(shè)計已成為促進發(fā)展的重要課題之一。現(xiàn)在，道路的規(guī)劃設(shè)計通常采用的還是傳統(tǒng)的二維設(shè)計方法，這種設(shè)計方法的局限性大、設(shè)計效率低、不直觀，難以滿足越來越復(fù)雜的道路規(guī)劃設(shè)計需要。近年來，BIM（建筑信息模型）技術(shù)的發(fā)展引起了廣泛的關(guān)注，BIM是一種全新的設(shè)計、建造及運營管理方法，將規(guī)劃、設(shè)計、建造、運營等各階段的數(shù)據(jù)資料全部包含在3D模型中，使工程項目整個生命周期中任何階段的工作人員在使用該模型時均能擁有精確、完整的數(shù)據(jù)，幫助項目設(shè)計者提升決策的效率與正確性。

2 道路交通設(shè)計思路

2.1 合理規(guī)劃不同道路

首先，要設(shè)計好快速路?？焖俾分饕撠?zé)為車輛提供長距離快速道路行駛服務(wù)。在設(shè)計期間，要注重將所有城內(nèi)交通片區(qū)、對外交通有效連接起來，保證疏通效果，要保證快速路在4條以上。其次，要設(shè)計好主干路。主干路的功能在于連通對外交通和內(nèi)部。主干路的設(shè)計要保證具備4條機動車道、兩側(cè)分隔帶隔離而成的非機動車道，以此提升道路交通能力;對于主干路的交叉口部分應(yīng)適當(dāng)擴建，防止發(fā)生交通擁堵問題。最后，在設(shè)計次干路方面，要注重充分發(fā)揮其集散功能。將次干路設(shè)置在公共住宅和建筑區(qū)域，從而有效提供生活服務(wù)。在設(shè)計支路方面，應(yīng)當(dāng)將其設(shè)置在居民住宅處，注重為人民群眾的步行、自行車的行駛、公交汽車的行駛提供便利服務(wù)。

2.2 因地制宜設(shè)計路面排水系統(tǒng)

因地制宜的利用道路范圍內(nèi)綠地儲排水空間，從徑流直排模式轉(zhuǎn)化為低影響開發(fā)措施綜合利用，增加徑流排水路徑長度，除排水外，增添滲水、蓄水等功能，限制徑流峰值。充分利用路面橫斷面、縱斷面、路基及路面優(yōu)化設(shè)計，提升道路系統(tǒng)排水能力。

3 BIM技術(shù)在道路工程設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 道路場地選址規(guī)劃設(shè)計中的BIM技術(shù)應(yīng)用

道路工程在立項建設(shè)后，除了在原有路橋基礎(chǔ)上進行擴建外，如涉及到新修道路及隧道建設(shè)，首要考慮內(nèi)容要素是路橋工程場地選址規(guī)劃。只有合理選擇路橋工程地址，才能使道路的交通樞紐作用充分發(fā)揮。而場地規(guī)劃狀況也會對道路設(shè)計質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。傳統(tǒng)設(shè)計模式框架下，道路工程場地規(guī)劃設(shè)計主要采用項目勘察人員進入現(xiàn)場勘察獲取數(shù)據(jù)的方式完成，這一規(guī)劃設(shè)計方式一方面需要大量人力物力，勘察設(shè)計的效率也受到影響，另一方面采用人工勘察規(guī)劃設(shè)計時容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)參數(shù)不精準(zhǔn)或存有誤差的情況。為此，要使道路場地規(guī)劃分析兼具效率及精度，可以引入BIM技術(shù)，對規(guī)劃設(shè)計進行補充完善。

3.2 道路橫斷面精細化設(shè)計

道路的橫斷面設(shè)計內(nèi)容包括路基、隧道等。在InfraWorks中可以進行路基橫斷面的精細化設(shè)計，根據(jù)不同的路段，確定設(shè)計出相應(yīng)的路基橫斷面尺寸和樣式，滿足特殊要求。根據(jù)地形地物及設(shè)計規(guī)范確定、隧道的里程位置，在InfraWorks中，編輯、隧道的樣式，在模型中進行繪制和調(diào)整。對于一些特殊重點的路段，如果InfraWorks中、隧道的樣式不符合項目要求，還可以在Revit平臺中進行精細化設(shè)計，對于重點地段的梁體、橋墩、橋臺以及附屬設(shè)施模型參數(shù)化建模，精確拼裝，再導(dǎo)入InfraWorks中，以確保道路設(shè)計符合要求。

3.3 在地下管線綜合設(shè)計中的應(yīng)用

道路下方都埋設(shè)了大量管線，如：照明電纜、給排水管線、電力管線、熱力管線、燃氣管線、通信管線等。為避免在道路施工中破壞地下管線，在施工范圍內(nèi)，各專業(yè)需要對工程管線豎向高程、平面位置等做好協(xié)調(diào)工作。應(yīng)用BIM技術(shù)，可對地下管線分布情況進行三維可視化模擬。利用MagiCAD軟件進行地下管線建模，然后結(jié)合不同管線的施工圖紙進行合理劃分，在建模時嚴格遵循“大管讓小管，自上而下”的建模順序，以降低管道改建和調(diào)整的難度。建模完成后及時開展交叉碰撞檢查，按照檢查結(jié)果確定是否需要對管線進行調(diào)整。在道路預(yù)留和預(yù)埋設(shè)計中，通過BIM技術(shù)，可精確定位預(yù)留孔洞的具體位置，按照設(shè)計、分析、模擬的設(shè)計思路，對實際工程狀況進行動態(tài)表述，從多專業(yè)的角度入手進行合理設(shè)計，在BIM軟件中，模擬出具體的分解結(jié)果，進行有針對性的解決，提升設(shè)計效果，縮短設(shè)計時間，為動工建設(shè)留下充裕的時間。

3.4 道路綜合管廊設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

道路綜合管廊設(shè)計及管理維護對整個路橋工程的周期壽命有重要影響。在這一環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以貫穿于路橋綜合管廊的設(shè)計、施工、竣工等全過程階段。具體而言，其應(yīng)用要點如下：第一，在綜合管廊施工圖設(shè)計環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)可以應(yīng)用于入廊管線施工圖設(shè)計及管廊廊體施工圖設(shè)計中。選用BIM技術(shù)進行綜合管廊工程建模，參考施工影響因素，得出施工設(shè)計圖紙，指導(dǎo)管廊施工。第二，在綜合管廊施工階段，BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍較為廣泛，主要涉及到如下幾個方面：①對路橋綜合管廊施工中所用到的設(shè)備元件，如預(yù)制構(gòu)件等進行數(shù)量、規(guī)模、技術(shù)方面的模擬。用3D模型的方式明確管廊預(yù)制拼接制作、檢驗、養(yǎng)護等主要步驟，然后滿足質(zhì)量及技術(shù)條件后，開展施工現(xiàn)場的拼裝吊裝作業(yè)。②管廊施工方案的執(zhí)行及監(jiān)督，尤其是在技術(shù)交接重難點上，使用裝有BIM可視化模型軟件的移動終端設(shè)備，可以針對設(shè)計圖、施工圖、施工數(shù)據(jù)參數(shù)等進行便捷觀察和管理，從而提高道路綜合管廊設(shè)計質(zhì)量，為后續(xù)的管理維護打好鋪墊。

3.5 道路路基優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用

在道路工程路基設(shè)計中，應(yīng)重點關(guān)注擋土墻碰撞問題，在路基設(shè)計方案優(yōu)化中，可利用BIM技術(shù)創(chuàng)建道路工程三維模型。比如，在某道路工程設(shè)計中發(fā)現(xiàn)，擋土墻存在碰撞隱患，在實際施工中，會對施工質(zhì)量以及施工進度造成不良影響。對此，可采用BIM技術(shù)對設(shè)計方案進行全面分析，然后提出整改意見，同時，對于擋土墻邊緣位置，也需進行優(yōu)化設(shè)計，避免在施工過程中對生態(tài)環(huán)境造成不良影響。在擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可利用BIM技術(shù)軟件進行建模，創(chuàng)建擋土墻三維模型，然后通過BIM設(shè)計軟件平臺進行計算分析，對設(shè)計參數(shù)和方案進行優(yōu)化調(diào)整，保證擋土墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在利用BIM技術(shù)創(chuàng)建三維模型后，可根據(jù)距離理論對擋土墻結(jié)構(gòu)進行驗算以及模擬分析，制訂完善的設(shè)計方案。

4 結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)作為設(shè)計的新工具，只有與設(shè)計深度融合，充分發(fā)掘傳統(tǒng)設(shè)計中不易解決的問題，才能真正發(fā)揮BIM技術(shù)應(yīng)用的價值，更好地為設(shè)計服務(wù)。

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