本文以某高速公路改扩建工程为例，构建了覆盖全生命周期的BIM应用框架。该框架整合了高速公路现状、新建及拆除阶段的地形、地质、路基、路面、桥梁、交通工程等专业信息，通过统一编码体系与数模分离机制，保障信息的标准化与可传递性。并在此基础上，提出了“标准先行、模型筑基、平台贯通、变更保障”四步实施的“一模到底”实施路径。实践表明，该BIM应用框架及实施路径可实现全过程数字化管控，在G50沪渝高速公路武汉至宜昌段（以下简称“汉宜高速”）项目中，提升设计效率20%，提升统计效率90%，规避施工问题30余项，显著节约了工程建设成本。
2023年，交通运输部印发《关于推进公路数字化转型加快智慧公路建设发展的意见》，明确提出到2027年公路数字化转型要取得明显进展，构建覆盖公路设计、施工、养护、运营全环节的“一套模型、一套数据”，鼓励设计单位搭建基于BIM的正向设计流程与协同设计平台，实现三维协同设计、工程量清单自动生成、参数化设计及复杂工程三维模拟分析。基于这一政策背景，本文以改扩建工程施工图设计阶段的BIM实施方案为例，结合交通运输部相关政策要求与行业标准，搭建覆盖全生命周期的BIM应用框架，探讨施工图设计阶段“一模到底”的实施路径，以期为公路工程BIM技术的规范化应用与行业数字化转型提供参考。
▲建设中的汉宜高速公路 供图/湖北省交通规划设计院股份有限公司
项目背景与改扩建需求
汉宜高速是G50沪渝高速的重要组成部分，全长约270公里。该路段于1994年建成通车，原为双向四车道，设计日均通行能力约2.5万辆次。随着江汉平原地区经济发展和出行需求剧增，目前日均车流量已近12万辆次，节假日峰值可达26万辆次，远超原设计标准。此次改扩建采用双向八车道方案，设计时速120公里，整体式路基宽42米，单侧分离增建路基宽20.75米。改造方式以双侧拼宽为主，局部单侧加宽，部分路段采用分离式增建方案；桥梁占比为27%，荷载标准为公路－Ⅰ级。
全生命周期BIM应用框架构建
构建逻辑：从“信息孤岛”到“一模到底”
公路工程全生命周期涵盖可行性研究、初步设计、施工图设计、施工建设、运营养护及拆除报废等多个阶段。传统BIM应用多局限于单一阶段，各阶段模型独立创建，易形成信息孤岛和数据断层。全生命周期BIM应用框架则以统一的标准体系为基础，以同一套模型和数据为核心载体，实现信息在全生命周期内的有效共享、继承与传递。交通运输部《关于推进公路数字化转型加快智慧公路建设发展的意见》提出“一套模型、一套数据”要求，其本质在于：BIM模型从设计阶段起，就应具备向施工阶段和运维阶段传递的能力和条件。换言之，设计阶段的BIM模型不仅要满足设计自身需求，还需兼顾施工分部、分项的要求和运维管理的需要。
模型框架：三类模型与全专业覆盖
在全生命周期视角下，汉宜高速改扩建工程BIM模型划分为现状模型、新建/改建模型和拆除模型三类，分别承载既有设施现状、改扩建后实体及需拆除设施三类信息。专业模型构成涵盖地形、地质、老路、路基、路面、桥梁、涵洞、交通工程等专业，可实现工程实体全覆盖。针对不同类型模型，项目团队规定了差异化的精度标准和详细的属性信息要求，为后续施工和运维预留信息接口；同时，通过统一编码体系与数模分离机制，保障信息的标准化与可传递性。此外，还建立了设计变更触发模型同步更新的闭环机制，确保模型在全生命周期内的时效性与有效性。
由全生命周期BIM应用场景及成果交付表可知，在设计阶段，通过可视化方案展示、碰撞检查、复杂节点精细化设计及单位工程正向设计，可实现设计方案直观比选、空间冲突提前发现，以及对二维图纸难以表达的复杂结构进行三维细化，从而提升设计质量与效率。在过渡阶段，借助可视化设计交底与危大工程模拟，将复杂节点以三维模型和漫游视频的形式向施工方传递，便于其快速理解设计意图，提高施工安全性。在施工阶段，通过交通组织动画展示施工期间保通方案的可行性，同时开展涉铁施工组织模拟、跨线桥拆除及新建施工模拟，以三维动画优化施工方案并保障作业安全。在运维阶段，以模型的持续更新与维护为核心，确保BIM模型随工程变更同步完善，为后续设施管理与信息查询提供支撑。
“一模到底”的实施路径
总体路径：标准—模型—平台—变更
“一模到底”是指在公路工程设计、施工、运维全生命周期内使用同一套BIM模型，实现信息的有效共享、继承与传递，是公路工程BIM技术应用的核心目标。基于汉宜改扩建工程实践，项目建立了“标准先行、模型筑基、平台贯通、变更保障”的四步实施路径。
标准先行：统一编码与数模分离机制
“一模到底”的首要前提是BIM模型的语言统一。按照《汉宜高速改扩建工程施工图设计阶段BIM技术规范》，项目赋予各构件统一规则的构件命名、分类编码、标识码及模型编码。其中，分类编码依据《公路工程信息模型应用统一标准》（JTG/T 2420—2021）的分类表框架，按成果、过程、资源、属性等类别对信息模型进行分类，确保模型在传递过程中的可追溯性。
同时，BIM模型采用数模分离的方式赋予属性信息，即模型属性信息表与三维模型具备一一对应关系。即便三维几何模型因软件兼容性问题显示异常，属性信息表中的数据依然可以完整传递，保障了信息的可靠性。
模型筑基：全生命周期需求驱动的建模体系
BIM模型是“一模到底”的物质基础。汉宜高速改扩建工程在模型创建阶段即充分考虑全生命周期需求，数字化模型涵盖全部专业，且针对不同类型模型设定差异化精度要求，在满足各阶段应用需求的基础上，有效降低了建模成本。
模型依据施工图赋予几何信息及丰富的属性信息。以桥梁桩基工程为例，属性信息包括构件名称、模型编码、标识码、分类编码、桩长、桩径、钻孔倾斜度及混凝土强度等级等，可为施工阶段的材料采购、工程量统计及运维阶段的设施管理提供重要数据来源。
同一平台：数字化管理平台助力信息集成
数字化管理平台是BIM模型的重要载体。各设计单位在开展模型建立工作前，须根据《汉宜高速改扩建工程施工图设计阶段BIM技术规范》，提交符合要求的模型示例进行平台测试，确保模型及属性信息能完整传递至数字化管理平台。项目实施期间，各专业模型成果经统一收集汇总后，由咨询单位进行再审核验证，最终统一交付建设单位。项目团队通过“分散创建、统一汇总、集中审核”的方式，确保了全线模型的统一性和一致性。各参与方基于同一平台开展BIM应用，实现了信息的实时共享与协同。
变更保障：设计变更触发的模型动态更新机制
工程变更是高速公路改扩建项目建设过程中的常态。汉宜高速改扩建工程围绕变更场景，构建了涵盖“数据采集—模型更新—信息关联”全链条的动态保障机制。
在数据采集层面，施工图设计阶段一旦发生涉及地形变化的工程变更，立即启动二次倾斜摄影或局部倾斜摄影，确保地形模型与现场实况保持一致。在模型更新层面，各设计单位依据变更指令及时修订对应标段及专业的BIM模型，并同步完善配套属性信息表，确保数字化管理平台中的模型版本始终与设计变更同步；在信息关联层面，通过为每个构件赋予唯一标识码，实现外挂数据与BIM模型数据的有效挂接，使模型不仅是几何信息的载体，更是质量、进度、计量等业务数据的集成入口。
实践成效与价值分析
项目全线涉及大量油气管线、电力干线及通信光缆，管线分布极为复杂。依托BIM技术开展三维碰撞检查，可在设计阶段提前发现桥梁基础与地下管线之间的空间冲突，有效规避施工阶段因管线碰撞导致的停工与返工。
施工阶段，可视化设计交底以三维模型和漫游视频替代传统的文字加图纸交底方式，有效提升了施工、监理单位对复杂节点设计意图的理解。交通组织动画展示、涉铁施工组织模拟、跨线桥拆除及新建施工模拟等应用，将施工方案的论证从文字描述升级为可视化推演，显著节约了工程建设成本。