城市道路网可行性研究中CIVIL 3D应用浅谈

王琼乔

（海南省万宁市地方公路管理站，海南 万宁 571500）

0 引言

AutoCAD Civil3D是一款面向基础设施行业的建筑信息模型（BIM）解决方案。EICAD，全称为EICAD集成交互式道路与立交设计软件,是国内二维设计常用软件。随着在BIM设计中的不断推广，对于BIM设计的工程量是否满足设计精度要求，需要在实践中论证。

1 工程概况

武汉航空企业总部区域市政配套工程（四期）工程，位于武汉市黄陂区，四期工程包括共15条道路，区域内场地平整，均位于规划的宋家港西路以西区域，道路等级不高，均为城市次干路及城市支路。其中，任凯湖路、庆云西路、景星路、霞飞西路、华云路（庆云西路—任凯湖路段）、6号路、14号路七条道路红线宽30 m；景云路、华云路（任凯湖路—宋家岗西路段）道路红线宽40 m；8号路、10号路、12号路道路红线宽15 m；9号路道路红线宽60m；11号路、13号路、14号路（6号路—任凯湖路段）、15号路道路红线宽20 m。路面均采用水泥混凝土路面。

2 C i vi l3D应用研究

在工程的可行性研究阶段，该项目涉及的道路众多，且需要计算场地平整的工程量。EICAD等传统软件不能快速且准确地估算道路土石方工程。AutoCAD Civil 3D以模型为核心的设计能够较好的处理此类问题。

2.1 地形曲面的构建

AutoCAD Civil 3D最基础，也是最关键的步骤之一就是建立地形曲面。该项目收集的地形图为1∶5000地形图，图1上高程点为无高程数据点，等高线为一般线条图。设计中应用AutoCAD Civil 3D中国化本地包近似将高程文本点赋值到文本的插入点，如图1所示。

图1地形点高程误差图

图1中，A点为地形图20.1 m高程所在点，应用AutoCAD Civil 3D处理后，将20.1 m的高程赋予了B点。可以看出，处理后的地形图牺牲了原地形图的一点精度，但极大提高了工作效率。

2.2 道路网设计

建立了地形曲面后，就可在地形曲面上建立道路的平面和纵断面。平面图和纵断面图的设计，AutoCAD Civil 3D与EICAD等传统软件相比，优势不明显，AutoCAD Civil 3D的优势是纵断面地面线是动态关联的，不用在调整平面图后，重新建立相应的纵断面地面线。在可行性研究阶段，不需要设计横断面。EICAD等传统软件采用纵断面设计线高程进行土石方估算。AutoCAD Civil 3D中需完成道路装配，建立道路曲面后与地形曲面比较进行土石方计算。土石方计算结果对比见表1，并在图中绘制EICAD与AutoCAD Civil 3D填、挖方比值图，如图2和图3所示。

表1道路土石方估算比较表

图2填方比值图

图3挖方比值图

从上述图表中可以看出，采用EICAD和Auto-CAD Civil 3D估算的土石方量相差较大，且没有规律可循。以较短的15号路分析，平面图如图4所示。

图4 15号路平面图

起点设计高程为25 m，终点设计高程为23.004 m，直线坡。在EICAD中纵断面地面线高程见表2。

表2EICAD纵断面地面线高程

在AutoCAD Civil 3D中，地形曲面由图4中圆圈的高程点构网而成。故可以看出，AutoCAD Civil 3D中起点地面高程约为27 m，由此估算土石方数量，AutoCAD Civil 3D估算挖方数量远大于EICAD挖方数量。因为该次收集地形图为1∶5000地形图，适用于工程可行性研究的精度要求，数据的准确性需要在施工图阶段进一步的验证。土石方合计量中，挖方量比较接近，填方量的差值也没有数量级的差别。在EICAD中，纵断面高程均为人为读数，存在一定的误差，故该次设计采用AutoCAD Civil 3D估算值。在地形图中，塘、沟等一般没有高程点，而在人工读数中的高差存在一定的误差，由此也给AutoCAD Civil 3D估算值带来不小的误差。

2.3 场地的设计

在EICAD等传统软件计算场地土石方量时，一般采用先以场地的对称轴设计路线，然后读取地面线高程与代表型横断面地面线高程，再根据四周道路设计标高推算路线纵断面设计高程，最后估算场地土石方数量。传统的设计方法比较繁琐，且人工读数误差大，耗时费力，效率较为低下。该次设计采用AutoCAD Civil 3D进行。第一步，将道路边线围成的地块边线转化为多段线；第二步，创建放坡，将多段线转化为要素线，并赋予关键点的高程；第三步，放坡至低于要素线标高0.5 m，作为场地设计高程；最后，通过查询放坡组特性，得出场地的土石方。部分地块放坡模型如图5所示。

图5地块放坡图

3 C i vi l3D应用效果分析

AutoCAD Civil 3D是一款重要的BIM解决方案和设计工作的工具平台，已经看出AutoCAD Civil 3D在地形处理上有巨大优势，提供的三维曲面为道路设计与计算带来了极大便利。该次在可行性研究阶段运用AutoCAD Civil 3D也遇到了相当多的问题，如在通过传统地形图转化为三维地形图多次反复，在地块放坡中是否可运用每条道路部分段落进行放坡处理地块等等问题，进一步的探索包括，定制满足公司要求的施工图模板文件，自动生成道路设计中的各种数量表等等。

4 结 语

本文通过对同一项目的对比设计，可以看出采用AutoCAD Civil 3D以模型为核心的软件计算的土后方量比传统以图形为核心的软件更为精细。作为Autodesk公司发布BIM设计软件的套件之一，本地化仍然需要进行相当的工作，以更能够适用中国的使用者。BIM是一种全新的理念，是建筑业信息化的发展趋势[1]。