【摘要】公路工程已经成为当前现代化建设中的重点内容，是保障我国交通运输行业繁荣发展的基础工程。BIM技术的应用，能够提升公路工程建设质量，但是，目前BIM技术的应用仍处于初级阶段，工程项目各参与方对于该技术尚缺乏全面和深刻的认识。因此，应对BIM技术进行深入研究和探索，以切实发挥其应用价值。论文通过分析BIM技术在公路工程设计中的优势，探索BIM技术在公路工程设计中的应用方法。
【关键词】BIM技术；公路工程设计；应用
1引言
信息化时代的到来促进了我国建筑行业的发展，在公路工程设计当中，越来越多的先进技术得到应用，提升了工程设计的合理性，为保障工程质量奠定了坚实的基础。BIM技术即三维建筑信息模型，其能够帮助工作人员全面而准确地获取建筑信息，从而降低工程设计中存在的风险，保障公路工程设计方案符合实际施工要求。公路工程一般规模较大，其设计过程涉及的内容繁杂，如果设计人员没有对影响施工的多方面因素予以综合考量，那么很可能降低设计方案的可行性，导致公路工程延期或者中断。应用BIM技术，能够对公路工程信息进行可视化处理，通过工程模型的建立，实现设计方案的不断调整与优化，为公路工程施工工作的开展奠定基础，因此，BIM技术受到公路工程设计人员的广泛应用。
2BIM技术在公路工程设计中的应用优势
首先，BIM技术能够实现可视化建模。对于公路工程涉及的相关信息，如周边环境和公路路面等，应用BIM设计软件能够实现信息的可视化整合，反映地物的三维形态，帮助设计人员提升设计效果。其次，BIM技术能够提升设计方案的准确性。应用较为先进的算法，快速而精确地实现土方量的获取。自动生成土方调配图标，有效确定弃土堆位置和土方量移动及方向信息等[1]。最后，BIM技术具有很强的模拟性。通过计算机的应用，能够显示公路工程的相关参数，例如，坡度、线型和周边环境等，并在模拟的过程中实现设计方案的优化。
3BIM技术在公路工程设计中的应用方法
3.1环境模型处理
环境模型的建立，是在公路工程设计中应用BIM技术的关键环节，也是后续设计工作顺利开展的保障。建立完善的环境模型，才能够实现公路工程结构模型的建立，对于工程量的准确、快速获取具有重要作用，提升公路工程建设的可行性与合理性[2]。在公路工程环境模型的建立过程中，三角网格地形模型的构建，需要借助于三维点云数据和矢量化的CAD地形图实现精确分析和计算，以保障其符合地面实际状况。利用航拍照片和卫星照片等，与三角网格地形模型实现叠合，能够更为直观地展示地物和地貌，快速实现控制性环境对象的添加，如既有铁路、公路和规划区等。此外，三维实景模型的构建，需要借助于倾斜测量和激光点云等方法实现。将相关地质数据加入到数字地面模型当中，能够降低复杂地质环境对于公路工程建设的负面影响。填挖工程量与新线位也能够借助于地质数字地面模型而快速获取，实现设计方案的不断优化。在不同公路工程设计当中，由于地形状况存在较大的差异性，以及工程空间的较大跨度，使得工程建设需要穿越不同水文与地质环境单元，这给公路工程设计工作带来了一定的困难。公路工程造价、工程的安全性和设计方案的质量等都会受到地质条件的影响。将地质数据加入到数字地面模型当中，能够实现路线走廊带比选效率的提升。当线路和桥隧构筑物出现变动时，数字地面模型的应用，能够快速获取填挖工程量、新线位和地质参数等，保障在线路变动后能够快速实现设计方案的调整，提升设计方案的可行性。
3.2工程模型处理
3.2.1建立三维路线模型
路线平纵设计功能是当前BIM应用软件的重要功能，其能够实现路线平纵的实时动态调整，从而大大提升工作效率。但是，这种方式目前在我国公路工程设计中的应用较少。二维线路设计软件是国内工程设计中的常用工具，其能够提升工程设计的匹配程度，实现路线设计灵活性的提升。恢复已有路线方案和路线方案的微调，是当前BIM应用软件路线设计功能的主要应用方式，因此，应该对BIM应用软件进行深入开发，以适应我国当前公路工程设计的特点。
3.2.2建立路基路面模型
定制横断面模板对三维路线“戴帽子”，是建立公路工程路基路面模型的主要方式。绿化带、路面结构层、挡墙、人行道、路缘石、边坡和边沟排水沟等，是横断面模板的主要构件组成，模板的定制可以由相应的构件尺寸决定，保障设计方案符合实际施工情况[3]。构件工程数量能够通过构件特征属性的分析而快速获取，实现设计效率与精确性的提升。
3.2.3建立桥梁模型
首先，进行桥梁上部结构模型的建立。当桥梁上部结构为箱梁和T梁时，可以采用GC和revit实现参数化建模。当桥梁上部结构为钢桁架时，结构建模过程需要应用ProStructures。其次，进行桥梁下部结构模型的建立。桥墩参数化单元的形式各不相同，应用MicroStation能够实现单元库的构建，不同的桥墩参数化单元对应不同的桥墩。在进行放置时需要对墩径、墩高、桩径和桩长等参数进行适当调整。当桥墩结构较为复杂时，需要完成单独建模，在此过程中需要应用MicroStation的三维建模功能。图1为特殊桥梁建模。
3.2.4建立隧道模型
首先，进行隧道主体结构模型的建立。在隧道横断面模板的定制过程中，需要精确获取隧道衬砌结构和标准横断面尺寸信息，隧道主体结构的形成，需要通过沿路线对衬砌横断面放样来实现。其次，进行横通道、隧道洞门和通风井等结构的模型的建立。根据构件形式的不同配置于相应的空间位置，完成隧道模型的构建。
3.2.5建立交叉工程模型
建立平面交叉工程模型时，应该先确定路边线的空间位置和平面交叉路脊线的空间位置，之后实现三角网格的建立，最终完成平面交叉竖向设计。完整的平面交叉模型的构建，还需要将人行道附加于平面交叉路边线，将路面属性附加于平面交叉三角网格。建立立体交叉工程模型时，对桥梁、路线和隧道等进行单独建模，完整立体交叉模型的构建还需要进行端部处理与加减速车道设计。BIM技术的应用，提高了设计的可视化，能够更加便捷地判断高程等参数是否符合工程要求。
3.2.6建立交通安全设施模型
在平面图中绘制标线，在三维路面表面完成标线的平面投影，完成三维道路标线表面模型的构建。标牌、标志和护栏等构件存储于构件库中，根据公路工程的实际设计要求，能够实现相应构件的直接提取，方便快捷[4]。
3.2.7建立景观绿化模型
为了方便景观绿化模型的构建，可以应用LumenRT中的景观植物模型库，根据公路工程的实际需求实现植物模型的提取。也可以根据实际需求自定义添加制作植物模型，对于提升工程与景观绿化的协调性起到关键作用。
3.3模型数据整合
相较于传统的三维建筑模型而言，BIM除了能够保障三维空间数据的可视化外，还能够获取工程相关数据信息。由于公路工程涉及的内容较为繁杂，在设计中产生的数据量也会较为庞大，为了便于内含数据的管理，需要在每一个模型文件中进行编号处理。数据文件结构分为按专业划分与按段落划分2种形式。按专业划分数据文件结构时，能够保障专业的完整性，但是需具有较高的软硬件要求。按段落划分数据文件结构，就是按照桥梁、路基和隧道等进行分段，提升段落中的专业完整性。这种方式能够实现模型的分段总装，对于软硬件的要求不高。但是，按段落划分数据文件结构的形式，工作量较大且文件结构复杂，在规模较大的公路工程设计中能够发挥其应用价值。
4结语
BIM技术具有较强的可视性、协同性、模拟性和准确性，能够大大提升公路工程设计的效率与质量。当前，我国工程建设中对于BIM技术的应用尚处于初级阶段，因此，应该加强BIM技术的研究，实现BIM应用软件的不断优化，为我国公路工程设计奠定坚实的基础，推动我国的现代化建设进程。
【参考文献】
【1】何晓君.BIM技术在公路设计中的应用价值研究[J].公路交通科技(应用技术版),2018,14(8):85-87.
【2】蒋科.BIM技术在公路工程设计阶段中的应用技巧[J].公路交通技术,2018,34(2):17-21.
【3】何国亮.BIM技术在公路设计中的应用与思考[J].中国战略新兴产业,2018(16):89.
【4】程兴园.BIM技术在公路工程设计中的应用研究[J].公路交通科技(应用技术版),2018,14(3):33-35.
作者:王若檀 李红阳 单位:威海市公路勘察设计院有限公司