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BIM技术在市政道路设计与养护中的应用

李伟亭 韩思涛
  
安家(建筑与工程)
2022年8期
1 中水北方勘测设计研究有限责任公司 天津市 河西区300202 2 身份证号 220183199505220411 天津市 300100

摘要:在市政道路施工过程中,要保证施工安全和工程质量,提高工程效益,需要采取有效措施,强化施工过程管理,有必要引入信息化管理技术。BIM技术的出现,为工程项目建设管理提供了支持,它在工程质量管理、安全和成本控制、事故的提早发现和预防等方面显示了强大的功能,在市政道路施工项目中的应用越来越广泛。

关键词:BIM技术;市政道路;设计养护;应用;分析

1导言

目前,“建养并重”是我国市政道路设施发展进入新时期的标志,BIM(BuidingInformation Model)技术已有能力在道路设施的规划、设计和施工阶段支撑项目的实际应用。但BIM技术价值周期长、养护资金短缺、传统的养护模式和习惯制约、政策要求不明确等诸多因素导致建设、管理、养护的数据壁垒尚未被打破,BIM技术在市政道路设施养护管理中没有得到广泛应用。

2分析BIM技术概述

2.1市政道路设计的难点

市政道路建设是城市建设的重要组成部分,随着我国城镇化建设的推进,市政道路工程成为施工的重中之重。市政道路设计的难度较大,其工程设计要综合考虑城市环境和城市布局,同时要综合考虑市政道路和地下管网的协调配合,避免对地下的电缆设施和排水管道造成破坏。因此,市政道路设计的复杂性较高,而BIM技术的应用能够实现精细化的设计,显著提高了道路设计的工作效率,避免设计盲点和设计风险的出现。

2.2 BIM技术分析

BIM技术在国内统一翻译为建筑信息模型,对建筑设施项目的物理特点和功能进行数字化刻录,实现了知识资源共享。其作为知识资源的共享平台,可以为建筑和道路设计提供可靠的决策依据。在道路建设和项目实施的不同阶段,BIM技术都可以完成工程数据的加入、提取、更新和修改,从而实现道路设计的协同化作业。BIM设计包括资源、行为、交付三个基本内容,设计单位要明确相关的设计标准和实践内容。BIM技术实现对数字信息的集成和应用,将市政道路的设计和建造进行数字化处理,从而提高工程设计的精确性。从技术发展的角度来讲,BIM技术是一种数据化的工具,其应用于工程设计建造,实现对各种工程项目信息的整合,通过模型的方式来实现数据的共享和传递。BIM技术贯穿于项目的整个阶段,在后期的项目维护和生命周期检测中发挥着重要作用。技术人员借助BIM技术能够对工程设计信息进行全面的统筹,有助于设计团队实现快速的数据处理,对各种设计数据做出正确的理解和处理。

3沥青公路水损害的影响与预防

在高等级沥青公路的使用过程中,水损害是一个不可避免的现象。它是指水进入沥青路面的孔隙中,在热胀冷缩以及交通动载荷的作用下,路面孔隙水的动压力会将水分带入沥青和集料的交界处,或者真空导致的负压抽吸作用,导致沥青膜与集料分离开来,降低混合料之间的黏结力,危害沥青路面的结构性能,同时产生不可忽视的松散、麻面等病害。对于多雨地区的高等级公路沥青路面,在开通不长时间,雨水渗入沥青面层,并在重卡和高速行驶车辆的双重作用下,会出现各种水损坏现象,破坏性大,是导致高等级沥青路面发生损坏的重要原因。多雨地区的高等级公路沥青路面发生水损坏大致有如下特点:超车道上破坏较少,主要发生在行车道,这可能与重载以及超速有关;发生破坏时,一般先发生冒白浆,然后产生一些坑槽等,这种破坏在雨季较为多见;水损坏严重的地方主要在渗水严重且不易排水的位置;水损坏一般发生在局部路段,表明沥青混合料的均匀度是一个重要影响因素。

市政道路的智能养护可以基于BIM模型和现代网络技术,建立道路的全生命周期信息管理数据平台,对项目的规划、设计与施工过程进行监控,采集相关数据,掌控道路运营过程的状况,对道路的损坏进行提前预测并采取相应措施。对于道路的损坏部位,结合BIM模型和相关数据,从材料、工艺以及施工技术方面开展养护修复,减少病害的发展和发生,保障道路设施的质量与运营。目前道路智能化检测应用于道路的病害的识别和检测,一方面是利用路面综合检测车以及激光平整度仪等获取路面的相关数据信息,判断路面的状况;另一方面,应用计算机与互联网技术,引入大数据和云平台,可以有效提高道路的检测水平,为公路的病害检测与识别提供技术保障。

4市政道路施工中BIM技术的具体应用

根据BIM技术的特点和优势,在市政道路施工过程已经开展广泛的研究和应用,并且收到了很好的效果,越来越受到企业的青睐。

4.1典型的施工管理

在一些市政道路工程项目,主要由道路工程、地下通道、景观绿化工程以及配套工程等构成,包括城市主次干道和U型通道等。针对该工程项目的实际情况,构建了BIM施工工艺模型、通道工艺模型以及路基填筑工艺模型等,以施工工期和施工质量以及安全作为主要衡量指标,对所建的BIM模型进行模拟仿真并实时调整,保证工艺、机械、环境以及人员等各方面得到最佳匹配。利用BIM技术,优化管道施工流程、通道工艺流程、路基填筑工艺流程,将人、机、料、法、环有机联合起来作为一个整体考虑,做出合理的规划,为技术人员和管理人员提供可视化管理,为现场管理提供有效的技术支持。通过BIM技术有效地解决了地上和地下交叉施工的排序问题,缓解了施工过程对交通造成的拥堵问题,降低了施工过程对城市居民的影响,因此,BIM技术得到广泛的重视和应用。

4.2沥青面层施工信息管理

以往市政道路沥青面层施工过程的信息采集主要通过人工检测与记录,信息化程度低,导致施工技术人员无法全面了解各类数据,同时各类数据之间难以形成整体,数据的查找与分析较为繁琐,增加了施工过程的管理成本。由于数据之间的孤立性,很难建立路面施工位置与控制指标之间的关系,且数据的溯源功能难以全面发挥,对施工过程的管理造成一定的影响。针对以上问题,可以考虑采用BIM技术来解决,首先建立施工信息模型,该模型主要包括沥青混合料拌和过程的油石比和级配、碾压层厚度以及初始压实温度等工艺参数[7],并且参考相关的工艺规范标准,据此预估沥青混合料层疲劳寿命、空隙率以及车辙试验永久变形等。该模型以路面使用性能作为主要衡量指标,可以为市政道路的施工过程管理提供技术支持,同时也可以为市政道路的后续养护提供基础数据支持,保证数据的整体性和一致性,充分发挥数据的溯源功能。

5结语

综上所述,BIM技术自身具有的特点和优势,在市政道路施工过程管理中发挥了重要作用,为工程技术人员提供了可视化管理,控制施工成本,确保施工安全,有效地提高了工程项目建设质量,显示出BIM技术极大的应用价值。同时,建立基于BIM模型的全寿命周期管理,可以为市政道路后续养护工作提供数据溯源和维护决策依据。

参考文献

[1]苏光欣.BIM技术在市政道路设计中的应用简析[J].四川水泥,2020(02):51.

[2]韩涛.BIM技术在市政道路设计中的应用研究[J].现代物业(中旬刊),2019(12):149.

[3]刘泽森,张宇婧.BIM技术在市政道路设计中的应用研究[J].中华建设,2019(12):152-153.

[4]陈卫东.BIM技术在市政道路设计中的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2019(31):58.

[5]赵鹰.BIM技术在市政道路设计中的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2019(28):32.

[6]余拥华.BIM技术在市政道路设计中的应用分析[J].科技风,2019(18):111.

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