代俊习，荣加敏 （安徽水利开发有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 引言

进入到21世纪以来，中国建筑业的发展呈现出高速率增长、多元化等特性，但管理的规范化有待提高，主要有以下三点方面：①施工企业协同力度小、资源利用率低；②EPC模式的盛行，导致设计与施工的协同合作不同步，从而发生返工现象，增加成本；③对于创新性高的项目，传统的施工模式有很大的局限性。公路是国家发展必不可少的基础设施，根据公路的运输承载特性，将公路分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路，不同的等级有不同的作用。高速公路具有建设周期长、投资大、路线长、技术难点多等特点，传统的管理模式难以表达出融合了勘察、设计、施工、运营等全过程中的信息，因此需要一个平台。与此同时，国家提倡“绿色施工、绿色建筑”的理念，建筑信息模型(BIM，Building Information Modeling)是一种新型的信息化方法，可以表达出工程建设过程中全方面的信息，有助于参建各方对项目的管理。2010年至2020年高速公路里程图如图1所示。由图1可知，2010年～2018年高速公路的建设里程呈现出阶梯性的发展，这表明国内高速路网正在完善，而2019年～2020年增长速率有所下降。

图1 我国高速公路2010-2020年总里程

文献中剖析了BIM操作软件时可能存在的问题，有助于国内BIM的发展。2016年住房城乡建设部正式发布了《建筑工程信息模型应用统一标准》，表明我国从国家层面上重视BIM产业化发展。文献分析了BIM技术如何应用于高速公路，同时提出了BIM道路模型，阐述了其概念及如何集成信息。文献以实际工程案例为研究对象，开发了关于高速公路的4D系统，既增强了道路建设中的管理水平，又为BIM在公路的应用开辟了一条道路。BIM技术由国外学者提出，因此在国外的应用程度远高于国内，图2是BIM在各国的应用程度，由图2可知，美国是BIM技术使用最多的国家，而国内使用程度较低。综上所述，随着科技力量的持续增强以及基础设施投入的增大，建筑业将会迎来全新的变革，因此BIM技术在高速公路应用的研究还需持续。

图2 BIM在各国的应用程度

2 高速公路管理要点以及BIM技术的应用分析

2.1 高速公路管理要点

高速公路建设管理全过程中，各个阶段的侧重点不一样。勘察设计时，需要根据环境、造价、地质等众多因素合理设计路线，传统的方式是施工人员实地测量，不仅浪费人力物力，而且周期较长，目前比较流行的是利用卫星或者GIS地图勘测技术；施工时需合理处置地方关系、临时设施建设、路基、路面等结构的施工，更重要的是如何融合施工信息；运营阶段主要是对桥梁、涵洞等构件的养护。表1是BIM在工程各阶段的应用价值，由表1可知，BIM技术在高速公路的各个阶段都发挥着不同的作用。

BIM在工程各阶段的应用 表1

2.2 BIM技术的应用分析

2.2.1 设计阶段的应用

随着科学技术的进步，GIS技术逐渐深入到土木工程行业中，越来越多的设计单位将GIS技术与BIM相结合的产物作为设计的辅助工具，大大地提高了设计的准确性和实用性，既能为业主单位节约资金，又能节省时间，提高工作效率。高速公路设计师利用采集到的地形数据，通过一系列的软件整合，形成曲面模型，可以对路线优化，做流域分析，土方量的平衡等一系列作用。

BIM技术具有协同性，如图3所示，红色的区域是流域面积，白色线是道路中线。利用BIM技术可以快速地提取工程量，以及资源调配等情况，并根据模型优化出造价更低、路线更优的线路。如果设计方案变更时，与之俱来的是工程量、造价等其他的变化，该变化具有实时性，提升了设计的效率。与传统的CAD设计软件相比较来说，BIM技术可以全方位的展示路线成果，能更直观地让参建各方清楚设计的意图，大大降低了方案评审难度，节约了时间。

图3 某高速公路路线走势图

2.2.2 投标阶段的应用

越来越多的业主将BIM技术作为招标时的硬性条件，这表明BIM技术已经延伸至招投标阶段，BIM技术在招投标阶段的使用，主要有以下几个优点：①利用CAD图纸形成三维模型，导出工程量清单，并与招标单位对比，找出差异大的地方，及时采取措施解决，同时利用土方量平衡功能，为技术标的编制提供方案；②利用BIM技术的即视感，对场布进行建模，形成三维模型，相比较于CAD图纸，其效果更直观，如图4所示，某项目投标时的临时设施场布模型；③BIM技术的应用，也能充分展示出企业精细化管理的水平。

图4 某项目投标时的临时设施场布模型

图4 BIM建模

2.2.3 施工阶段的应用

随着社会的进步，过去企业粗放式的管理逐渐转变为追求精细化管理，而BIM技术是一种全新的管理模式，从资源调配、进度、工程量等全方位的控制，对材料、构件进行信息的输入，实施有效的可追溯行径，与此同时，BIM技术可视化方案、交底能更好地为参建各方展示出工艺流程，提高施工效率，能有效地避免不规范情况的发生。图5是某项目桥梁上跨高速时导行的场景，高速公路的导行方案往往需要经过参建各方及专家的评审，其中就包括高速大队、路政以及交警等，为了更直观地展示施工工序与导行线路的交叉，该项目采用BIM建模的方式，形象地展示出不同阶段的导行方式，极大地解决了沟通难的问题，提高了效率。

2.2.4 运营阶段的应用

施工过程中采用BIM技术建立模型，随着施工的进行，逐渐完善构件信息。一方面可以为后期运营提供数据参数，分析问题发生的原因；另一方面可以根据后期运营中出现的问题，总结经验，对由于材料不合格导致的质量问题，后续施工中避免类似材料的使用，从源头上控制问题的发生。

3 结论

国家的发展离不开基础设施的建设，更离不开科学技术的进步。本文从各个国家BIM技术应用程度入手，分析了我国高速公路目前BIM技术的使用情况，从设计、招投标、施工、运维四个方面，分别举例论述了BIM的使用情况，最后分析得出，BIM技术作为新兴的一种管理模式，其在高速公路的应用前景广阔，不仅可以有效地提升项目的精细化管理水平，还能为业主及参建各方节约时间。但BIM技术的应用需要大量人力、物力的支持，且回报率不高，多数都是潜在的效益，需要政府出台相关激励政策。