公路路线设计BIM技术应用

公路路线设计BIM技术应用

肖冲 ,张军华

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司；公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心  安徽   合肥   230000

摘要：以BIM技术为研究背景，在论述BI M技术理念以及特点的同时对该技术在公路线路设计中的应用情况进行分析，希望论述之后可以给该领域的工作人员提供参考。

关键词：公路工程；路线设计；BIM技术；应用

  引言

在日常基础保障性工程项目建设过程中，公路工程显得尤为重要。作为继续发展的关键项目，为了更好的推动各项施工建设质量的提升，我们要确保设计的合理化与科学性。在公路线路设计环节，需要将BIM技术充分融合，只有这样才能够优化并调整设计方案为公路工程的施工建设提供良好选择。

1 BIM技术的理念及其特点

从国内不同行业的发展概况来看，许多全新的技术出现在人们的视野中。然而，由于没有良好的选择机制 ，经常引发许多行业性的问题，甚至带来严重的阻碍[1]。在这样的情况下，我们需要充分了解技术的基本构造特征，按照先进的理念原则实现更高层次的调整升级，为技术的应用价值推广提供更好的选择。作为一种常见的信息模型中心，BIM技术具有至关重要的作用。通过模型的三维数字设计，加上良好的科学计数模式支撑，使其充分发挥到有效的特征，只有这样才能够提供良好的选择。在设计公路路线时，结合三维可视化的基本特征， BIM技术基本保证铺设公路环节中的各项效果，安全稳定推进各项内容。

2BIM技术优势

2.1为公路线路设计提供技术与数据支撑

作为一项较为典型的复杂设计项目，公路工程中路线部分具有至关重要的地位。在正式开展期间，经常会遇到多种多样的问题，这些潜在的问题都会给建设质量带来不同程度的影响。借助BIM，技术设计中具有一定的可视化效果。设计环节中充分发挥的BIM技术的优势，全面控制各项详细流程，使得设计调整方便有效。在 BIM技术的支持下，三维模型的建立有助于突出多条公路方案的可能，当然还需融合其它方面，如此衔接起不同环节后进一步推动各项建设。

2.2实现公路线路设计的集中和简约化管理

通过BIM不仅展现公路基本内容、基础理念，还可按照数字化流程、精准化操作全面暴露各种可能潜在的风险。我们也要考虑参数的设置，在设计阶段定义不同层次的内容，通过方案的建模分析，保证设计环节的良好性。

2.3 能够优化公路路线设计

从路线总体角度来看，前期方案无法尽善尽美。在涉及公路路线的过程中要及时改善并优化其中的各项流程。随着BIM技术的充分应用，辅助性功能也得到了强化，计算能力也得到了提升，为公路的设计方案人员提供了良好选择。通过计算，在可接受的范围内进行优化和处理，并分析、修改各项流程方案。

3公路路线设计的原则

在一些地形相对复杂的山区内部，因为地理环境恶劣，整体的地面起伏偏大。此时需做好精准的勘察工作、消除周围的地形差异，并结合当地的实际状况，按照纵坡路线选择方式提升层次。如果遇到一些难以解决的纵坡问题，设计人员一般会将低等级公路进行展线，从而降低纵坡斜率，提升安全稳定性。

驾驶人在多次简单操作后驾驶人思想会放松、易疲惫。所以设计方会尽量减少视觉的疲惫，避免设置相对较长的直线路段。通常以曲线的方式激发司机大脑的活力，提升视觉舒适性，降低整体风险。

随着环保政策的完善，公路建设的压力也在加大，因此在设计的阶段中需要加强保护沿线自然环境，降低公路建设给原有生态环境造成的影响。

4 BIM技术在公路路线设计的应用分析

4.1为公路路线设计提供环境模型

借助BIM技术，可以保证公路线路周围的环境完整度，体现出设计者的思想观念。为了保证模型的准确度，技术人员可以通过构建点云数据实现矢量化操作，将最终所获得的数据要和实际的状况进行比较，使其达到相对统一的状态。可借助影像图片，同步考虑周围情况，实现对项目区域直观有效的理解。在环境模型的搭建中，随时关注线路变动状况，更好的推动地质、地形地貌探测，确保设计方案的合理性和科学性，为最终的内容优化和调整提供新思路，也有助于公路线路设计的完整。

4.2平纵线形设计

Open roads软件是一个功能多样的软件。特别是在线性设计中，借助平面设计与横断面设计思路，有利于实现纵断面设计的科学化。在公路平面几何线性设计中，把握圆曲线和直线的构造内容。从平面线形角度出发，结合车辆行驶轨迹使其契合。一方面能够确保行车路线的科学性，进而达到良好的协调景观效果，使其产生完美的视觉标准。因此，在设计公路线型的环节中，我们要充分规范线性组合的科学性，按照设计车速的整体内容使其达到良好的要求。在设计环节中，及时导入三维数字地形模型文件。在3D展示形式下，将路线的起点和终点进行控制，然后充分考虑各项内容，并将其中的特征进行表明。作为可定位或可见的关键条件，特征显示尤为重要。尤其是在实际设计环节，务必要体现出其中的主要属性。在设计期间，我们要将每个独立的名称进行创建。通过剖面模型界定各项内容，按照整体性思路激活曲面。值得关注的是，纵断面视图中的道路地面线有一定的难度。通过数字三维地形建模技术，实现自主更新整理。在地面线上，平面线形的变化发挥着有效的作用。以此为基准完善各项措施，并结合相关要求设计纵坡和竖曲线。

在平纵线形设计阶段中，采取的方式和平常的方法大为相似，都需要将坡长和坡度信息找出来，并且在断面设计的时候需要做好竖曲线等元素的更新点，使其能够形成一个多线圆的衔接构造成一个复合系统。另外还还需要针对创建中断面试图进行方案评选，以往的二维设计模型针对于平面线以及中段面线没有能够相互的联系，都存在一个独特的关系形状，而通过OpenRoads软件的应用它能够以某一种断面方案激活平面线的参数，并且在利用3D模型功能的基础上实现了各种参数的融合可以提高空间曲线准确率。

4.3横断面的设计

从公路横断面组成及功能来说，会反作用于路线方案。在使用open roads时，应该借助道路横断面模板的构建模式实现路基路面建模。尤其是横断面内部的各项元素，应该结合构建特征点实现有效的衔接。在这个过程中，道路中心点是单个特征点。约数形式的连接约束形式的连接，可以保证系统性。在设计期间，根据不同的约束关系，及时调整其中的设计标签 。特别是在水平层面，要对其中的宽度进行修改。路面组件能够体现出路面面层的多元性，横断面边坡的约束下，挖方边坡可以保证边坡位置的有效。结合一般的逻辑思路，测算周围的斜率值，确定具体的边坡位置。至于端点条件，要充分融合约束两点斜率的方法内容，借助延长端点的方式对边坡长度进行集中把握。此外针对横断面模板而言，在实践的阶段中，需要把点以及相应的组件构建出路面的面层以及挡土墙结构，然后再把这些结构拼接到预设的模板系统当中，最后应用端点条件对其进行划分，以及选用将针对性的横断面模块添加到系统模板当中，如此才能够形成一个ITL格式的文件，可以给后续工程项目的开展奠定良好基础。

5结束语

在公路路线设计工作中，为了能够有效运行各项内容，需要通过BIM技术作为有力的支撑。通过过程的合理优化，及时发现其中的问题，有助于实现更加高效的特征改变，方便成果优化。充分发挥BIM技术的协调性特征，在使用的环节中全面展现其中的各项内容，确保设计专业内及专业间有效推进。

参考文献：

[1]王旭,曾祥育,于罗斌.浅谈BIM技术在高速公路设计中的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2020,16(05):50-52.

[2]孙建诚,蒋浩鹏,朱双晗.基于BIM技术的三维公路模型设计探讨[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2019,38(01):30-34.

[3]汪斌. 基于BIM技术的道路三维设计方法研究[D].兰州交通大学,2018.

[4]刘鑫. 基于BIM的道路线形设计及安全评价[D].重庆交通大学,2017.