路基路面工程授课教案.docx
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路基路面工程授课教案
《路基路面工程》课程授课教案
课程编号:
B03058
课程名称:
路基路面工程/RoadbedandroadsurfaceEngineering
课程总学时/学分:
64/4(其中理论64学时,实验0学时,课程设计2周)
适用专业:
土木工程(道路与桥梁工程方向)
一、课程地位
《路基路面工程》是土木工程专业路桥方向的一门必修的专业课。
课程的主要特点是理论与实践并重,工程性较强,既要认真学习基本理论知识,又要注重工程实践。
课程的目的是通过学习,使学生掌握路基路面工程的基本理论和基本知识,具有路基路面设计的基本能力。
课程的任务,在于通过教学,培养学生灵活运用路基路面工程基本理论和基本知识,分析和解决路基路面工程实际问题的能力。
二、教材及主要参考资料
[1]程培风等,路基路面工程,北京,科学出版社,2005年
[2]万德臣,路基路面工程,北京,高等教育出版社,2005年
[3]邓学均,路基路面工程,北京,人民交通出版社,2003年
[4]JTG D30-2004,公路路基设计规范,北京,人民交通出版社,2004年
[5]JTJ 014-1997,公路沥青路面设计规范,北京,人民交通出版社,1997年
[6]JTG D40-2002,公路水泥砼路面设计规范,北京,人民交通出版社,2002年
三、课时分配
序号
授课内容提要
学时
1
(1)道路工程发展概况;
(2)路基路面工程的特点;(3)影响路基路面稳定的因素;(4)路基土的分类;(5)公路自然区划;(6)路基水温状况及干湿类型;(7)路面结构及层位功能;(8)路面的等级与分类。
4
2
(1)行车荷载;
(2)环境因素影响;(3)土基的力学强度特性;(4)土基的承载能力
(5)路基的变形、破坏及防治;(6)路面材料的力学强度特性;(7)路面材料的累积变形与疲劳特性。
4
3
(1)路基设计的一般要求;
(2)路基的类型与构造;(3)路基设计;(4)路基附属设施。
4
4
(1)路基边坡失稳现象;
(2)土质路基边坡稳定性分析;(3)岩石路堑边坡稳定性分析;
(4)陡坡路稳定性分析;(3)堤浸水路堤稳定性分析;
6
5
(1)挡土墙的分类与特点;
(2)重力式挡土墙的基本构造与布置(3)重力式挡土墙的设计;(4)加筋土挡土墙;(3)挡土墙的施工;
6
6
(1)坡面防护;
(2)堤岸防护(或冲刷防护);(3)挡土墙;(4)其它支挡结构;(5)地基加固;
2
7
(1)路基路面排水要求及设计一般原则;
(2)路基排水设备的构造与布置;(3)路面排水设计。
4
8
(1)碎、砾石路面的力学特性;
(2)碎、砾石路面与基层;(3)级配碎(砾)石路面;
(4)优质级配碎石基层;(5)碎(砾)石路面的养护,
3
9
(1)概述块料路面的特点;
(2)介绍天然块料路面及施工方法;(3)简单介绍机制块料路面。
1
10
(1)无机结合料稳定材料的力学特性;
(2)石灰稳定土基(垫)层;(3)水泥稳定土基(垫)层;(4)工业废渣稳定基层。
3
11
(1)沥青路面的基本特性,沥青路面的强度构成原则、施工工艺、技术特性分类,沥青路面类型的选择。
(2)沥青路面材料的力学特性与温度稳定性;(3)沥青混合料的组成结构;(4)沥青混合料组成设计;(5)SMA的组成特点和基本特征。
8
12
(1)弹性层状体系理论概述;
(2)沥青路面的损坏状态;(3)沥青路面设计标准;(4)沥青路面结构组合设计;(5)路面结构层弯拉应力及剪应力计算。
8
13
(1)水泥混凝土路面的优缺点;
(2)水泥混凝土路面构造。
3
14
(1)介绍水泥混凝土路面结构设计任务和设计内容;
(2)力学模型和计算理论;(3)水泥混凝土路面荷载应力分析;(4)水泥混凝土路面温度应力分析;(5)水泥混凝土路面板尺寸的确定。
8
四、考核方式与成绩核定办法
1.考核方式:
笔试
2.成绩核定办法:
期终考试占60﹪;平时成绩占20﹪;课程设计占20﹪;
五、授课方案
第一章 绪 论
1.教学内容:
(1)道路工程发展概况
介绍我国在公路自然区划、土的工程分类、路基强度与稳定性、高路堤修筑技术
与支挡结构、软土地基稳定技术、岩石路基爆破技术、沥青路面结构、水泥混凝土路面结构、柔性路面设计结构与方法、刚性路面设计结构与方法、半刚性路面结构、路面使用性能与表面特性及路面养护管理等方面取得的成绩。
(2)路基路面工程的特点
介绍路基路面工程的承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度、表面抗滑性能等特点。
(3)影响路基路面稳定的因素
简单介绍影响路基路面稳定的因素,包括自然因素:
地理条件、地质条件、气候条件、水文和水文地质条件、土的类别和强度等;人为因素:
荷载作用、路基路面结构、施工方法与质量、养护措施及人为设施等。
(4)路基土的分类
简单介绍我国路基土的分类情况。
(5)公路自然区划
介绍我国公路自然区划原则和基本内容。
(6)路基水温状况及干湿类型
简单介绍路基湿度的来源、大气温度及其对路基水温状况的影响,重点讲解路基
干湿类型稠度的概念及物理含义。
(7)路面结构及层位功能
介绍路面结构-横断面及路拱横坡度,路面结构分层-面层、基层、垫层及其功能。
(8)路面的等级与分类
介绍路面的等级划分-高级路面、次高级路面、中级路面、低级路面和分类-柔
性路面、刚性路面和半刚性路面。
2.教学要求
(1)了解和掌握一些基本概念。
(2)了解教学内容中的
(1)、(4)和(6)中的上半部分,掌握其它部分中的基本概
念,
3.教学难点:
自然区划的基本内容及用途;路基干湿类型,稠度的概念及作用。
4.教学策略有:
利用自学与问题式教学法。
5.教学预习:
预习土的分类及干湿类型
6.习题:
1)我国路基用土是如何分类的;2)如何确定新建和已建公路的干湿类型。
3)
图示路面结构示意图及层位功能。
4)确定路拱横坡度需考虑的因素。
第二章行车荷载、环境因素、材料的力学性质
1.教学内容:
(1)行车荷载
介绍车辆的种类、汽车对道路的静态压力、运动车辆对道路的动态影响及交通分
析等。
(2)环境因素影响
简单介绍路环境因素对路基路面结构的影响。
(3)土基的力学强度特性
简单介绍路基受力状况、路基工作区、路基土的应力-应变特性及重复荷载对路基土的影响。
(4)土基的承载能力
介绍土基的回弹模量、地基反应模量、CBR等。
(5)路基的变形、破坏及防治
重点介绍路基的主要病害,包括路基沉陷、边坡滑塌、碎落和崩塌、路基沿山坡
滑动及不良地质和水文条件造成的路基破坏。
简单介绍路基病害防治措施。
(6)路面材料的力学强度特性
介绍路面材料的抗剪强度、抗拉强度、抗弯拉强度及应力-应变特性等。
(7)路面材料的累积变形与疲劳特性
介绍碎、砾石混合料,沥青混合料的累积变形;水泥混凝土和无机结合料处治混合料及沥青混合料的疲劳特性。
简单介绍曼诺(Miner)定律。
2、教学要求:
(1)掌握一些基本概念,如轮胎当量圆半径、路基工作区、地基反应模量、累积变形、路面疲劳破坏等。
(2)掌握路基的主要病害种类。
(3)了解其它教学内容,重点了解路面材料的力学强度特性。
3.教学难点:
当量圆半径;交通分析;土基的回弹模量及CBR的确定及应用;路基的主要病害。
4.教学策略:
利用自学与问题式教学法。
5.教学预习:
预习土的回弹模量及CBR的确定方法
6.习题:
1)阐述土基的回弹模量的确定方法;2)CBR的确定方法及各级公路对路基用土的CBR的要求。
3)介绍路基的主要病害及防治措施。
第三章一般路基设计
1.教学内容:
(1)路基设计的一般要求;
(2)路基的类型与构造;
(3)路基设计;
(4)路基附属设施。
2.教学要求:
(1)掌握路堤、路堑的概念,能正确区分路堤、路堑和半填半挖路基的图;
(2)了解路基宽度、高度,掌握路基边坡坡度和路堑边坡坡度的含义和变化特点;
(3)掌握一般路基设计包括的内容
(4)了解路基附属设施。
3.教学难点:
路基设计。
4.教学策略:
利用自学与问题式教学法
5.教学预习:
预习路基的类型与构造
6.习题:
1)阐述一般路基设计包括哪些内容;2)阐述如何合理确定路基宽度、高度、边坡坡度
第四章路基边坡稳定性设计
1.教学内容:
(1)路基边坡失稳现象;
(2)土质路基边坡稳定性分析
(3)岩石路堑边坡稳定性分析;
(4)陡坡路稳定性分析;
(3)堤浸水路堤稳定性分析;
2.教学要求:
(1)掌握各类边坡稳定性分析的方法与步骤;
3.教学难点:
边坡稳定性分析的方法
4.教学策略:
利用讨论与问题式相结合的教学法
5.教学预习:
预习边坡稳定性分析的方法
6.习题:
1)阐述边坡稳定性分析的方法及步骤;
第五章挡土墙设计
1.教学内容:
(1)挡土墙的分类与特点;
(2)重力式挡土墙的基本构造与布置
(3)重力式挡土墙的设计;
(4)加筋土挡土墙;
(3)挡土墙的施工;
2.教学要求:
(1)掌握重力式挡土墙的基本构造与设计;
3.教学难点:
重力式挡土墙的设计
4.教学策略:
利用讨论与问题式相结合的教学法
5.教学预习:
预习挡土墙的基本构造及设计方法
6.习题:
1)阐述重力式挡土墙的基本构造及设计方法、步骤;
第六章路基的防护与加固
1.教学内容:
(1)坡面防护;
(2)堤岸防护(或冲刷防护);
(3)地基加固;
2.教学要求:
(1)掌握坡面防护、堤岸防护的类型及其概念;
3.教学难点:
冲刷防护
4.教学策略:
利用自学与问题式教学法
5.教学预习:
预习坡面防护、堤岸防护的类型
6.习题:
1)阐述坡面防护的方法;
第七章路基路面排水设计
1.教学内容:
(1)路基路面排水要求及设计一般原则;
(2)路基排水设备的构造与布置;
(3)路面排水设计。
2.教学要求:
(1)了解排水的目的与要求,熟悉路基路面排水设计的一般原则;
(2)掌握地面排水设备、地下排水设备的种类、概念,了解其特点;
(3)掌握路面结构中水的损害,路面排水设计5个大的内容(路面表面排水、中央分隔带排水、路面内部排水、边缘排水系统和排水基层的排水系统),了解其含义和特点。
3.教学难点:
路基排水设备的构造与布置
4.教学策略:
利用自学与问题式教学法
5.教学预习:
预习地面排水设备、地下排水设备的种类
6.习题:
1)阐述路面排水的构造与布置,并画出示意图;2)阐述路面排水的各种设备的相关规定。
第八章碎、砾石路面
1.教学内容:
(1)碎、砾石路面的力学特性
介绍碎、砾石路面的强度构成,碎、砾石材料的应力-应变特性及碎、砾石材料的变形积累。
(2)碎、砾石路面与基层
介绍水结碎石路面、泥结碎石路面、泥灰结碎石路面及填隙干压碎石基层等内容。
(3)级配碎(砾)石路面
(4)优质级配碎石基层
(5)碎(砾)石路面的养护
简单介绍磨耗层与保护层、碎(砾)石路面养护维修与改善等内容。
2.教学要求:
掌握碎、砾石路面强度形成机理、碎、砾石材料的应力-应变特性及变形积累、碎、砾石路面与基层等内容。
了解级配碎(砾)石路面、优质级配碎石基层及碎(砾)石路面的养护、维修等内容。
3.教学难点:
碎、砾石路面的强度构成,碎、砾石材料的应力-应变特性及碎、砾石材料的变形积累。
4.教学策略:
利用自学与问题式教学法
5.教学预习:
预习水结碎石路面、泥结碎石路面、泥灰结碎石路面及填隙干压碎石基层的含义和特点
6.习题:
1)阐述水结碎石路面、泥结碎石路面、泥灰结碎石路面及填隙干压碎石基层的含义和特点;
第九章块料路面
1.教学内容:
(1)概述块料路面的特点;
(2)介绍天然块料路面及施工方法;
(3)简单介绍机制块料路面。
2.教学要求:
掌握块料路面的特点和铺砌组合形式,了解块料路面的受力机理与施工。
3.教学难点:
块料路面的特点和铺砌组合形式
4.教学策略:
利用自学与问题式教学法
5.教学预习:
6.习题:
1)阐述块料路面的特点和铺砌组合形式;
第十章无机结合料稳定路面
1.教学内容:
(1)无机结合料稳定材料的力学特性
介绍无机结合料稳定材料的应力-应变特性、疲劳特性、干缩特性及温度收缩特性。
(2)石灰稳定土基(垫)层
介绍石灰稳定土强度形成原理、影响强度的因素、石灰土基层缩裂防治、石灰土混合料设计等内容。
(3)水泥稳定土基(垫)层
介绍水泥稳定类基层的强度形成原理、影响强度的因素、材料要求及混合料组成设计等内容。
(4)工业废渣稳定基层
介绍工业废渣稳定基层对材料的要求及混合料组成设计,分别介绍石灰煤渣类基层和石灰粉煤灰类基层的概念、施工等内容。
2.教学要求:
掌握无机结合料稳定材料的应力-应变特性、疲劳特性、干缩特性及温度收缩特性和
主要的概念;熟悉石灰稳定土和水泥稳定类基层的强度形成原理、影响强度的因素及石
灰土基层缩裂防治、石灰土混合料设计,水泥稳定类基层混合料组成设计等内容。
了解
石灰煤渣类基层和石灰粉煤灰类基层的概念、施工等内容。
3.教学难点:
石灰稳定土和水泥稳定类基层的强度形成原理、影响强度的因素及石灰土基层缩裂防治、石灰土混合料设计,水泥稳定类基层混合料组成设计等内容
4.教学策略:
利用自学与问题式教学法
5.教学预习:
预习石灰稳定土和水泥稳定类基层的含义和特点
6.习题:
1)阐述石灰稳定土和水泥稳定类基层的含义和特点、混合料的组成设计;2)阐述影响石灰稳定土和水泥稳定类混合料强度的因素
第十一章沥青路面
1.教学内容:
(1)沥青路面的基本特性,沥青路面的强度构成原则、施工工艺、技术特性分类,沥青路面类型的选择。
(2)沥青路面材料的力学特性与温度稳定性
介绍沥青混合料的强度特性、应力-应变特性、疲劳特性,沥青路面的温度状况,沥青路面的高温稳定性、低温抗裂性及水稳性。
(3)沥青混合料的组成结构
介绍沥青混合料的三种组成结构。
(4)沥青混合料组成设计
简单介绍确定沥青混合料类型、矿料配合比设计方法、确定最佳沥青用量等内容。
(5)SMA的组成特点和基本特征
2、教学要求:
掌握沥青路面的基本特性,沥青路面的强度构成原则,掌握沥青路面材料的力学特性
与温度稳定性,掌握沥青混合料的组成结构,了解沥青混合料组成设计及SMA的组成
特点和基本特征。
3.教学难点:
沥青路面的各种类型的选择及基本特性;道路用沥青种类;沥青混合料组成设计。
4.教学策略:
利用自学与问题式教学法
5.教学预习:
预习沥青路面的各种类型及基本特性
6.习题:
1)阐述沥青路面的各种类型及基本特性;2)阐述道路用沥青的种类;3)自行拟定一个沥青混合料组成设计的算例,并进行沥青混合料组成设计。
第十二章沥青路面设计
1.教学内容:
(1)弹性层状体系理论概述
(2)沥青路面的损坏状态
(3)沥青路面设计标准
(4)沥青路面结构组合设计
(5)路面结构层弯拉应力及剪应力计算
2.教学要求:
通过本章的教学,要求学生熟悉弹性层状体系理论的基本内容,掌握沥青路面的破坏
状态、公路与城市道路沥青路面设计标准,沥青路面结构组合设计、路面结构层的弯拉
应力及剪应力计算等内容。
3.教学难点:
弯沉的概念;沥青路面设计计算简图;沥青路面结构组合设计、路面结构层的弯拉应力及剪应力计算。
4.教学策略:
利用讨论与问题式相结合的教学法
5.教学预习:
预习沥青路面设计计算
6.习题:
1)阐述沥青路面的损坏状态及设计标准;2)阐述沥青路面设计计算内容;3)自行拟定一个沥青路面设计的算例,并进行沥青路面结构组合设计、路面结构层的弯拉应力及剪应力计算。
第十三章水泥混凝土路面
1.教学内容:
(1)水泥混凝土路面的优缺点
(2)水泥混凝土路面构造
介绍土基和基层、混凝土面板、排水要求、接缝的构造与布置、接缝材料及技术要求等。
2.教学要求:
通过本章的教学,要求学生掌握水泥混凝土路面的优缺点,水泥混凝土路面构造。
3.教学难点:
水泥混凝土路面构造;接缝的构造与布置、接缝材料及技术要求
4.教学策略:
利用自学与问题式教学法
5.教学预习:
预习水泥混凝土路面构造
6.习题:
1)阐述水泥混凝土路面构造;2)阐述接缝的构造与布置、接缝材料及技术要求,并画构造详图;
第十四章水泥混凝土路面设计
1.教学内容:
(1)介绍水泥混凝土路面结构设计任务和设计内容
(2)力学模型和计算理论
介绍弹性地基板理论、弹性多层体系理论。
(3)水泥混凝土路面荷载应力分析
介绍文克勒地基板的荷载应力分析、弹性半空间体地基板的荷载应力分析等内容。
(4)水泥混凝土路面温度应力分析
讲授胀缩应力、翘曲应力的概念及计算。
(5)水泥混凝土路面板尺寸的确定
介绍交通分析、荷载疲劳应力分析、温度疲劳应力分析、混凝土板尺寸检验及混凝土面板的平面尺寸等。
2.教学要求:
通过本章的教学,要求学生熟悉水泥混凝土路面结构设计任务和设计内容;了解力学
模型和计算理论;掌握水泥混凝土路面荷载应力分析、水泥混凝土路面温度应力分析及
水泥混凝土路面板尺寸的确定等内容。
3.教学难点:
交通分析、荷载疲劳应力分析、温度疲劳应力分析。
4.教学策略有:
利用讨论与问题式相结合的教学法
5.教学预习:
预习水泥混凝土路面构造
6.习题:
1)阐述水泥混凝土路面结构设计任务和设计内容;2)阐述水泥混凝土路面板尺寸的确定。
3)自行拟定一个水泥混凝土路面设计的算例,并进行水泥混凝土路面结构组合设计、水泥混凝土路面荷载应力分析、水泥混凝土路面温度应力分析及水泥混凝土路面板尺寸的确定。
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