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1、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/ 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
2、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 D302004,公路路基设计规范,北京,人民交通出版社,2004年5 0141997,公路沥青路面设计规范,北京,人民交通出版社,1997年6 D402002,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
3、面的等级与分类。42(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。43(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。44(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; 65(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;66(1)坡面防护;(2)堤岸防护(或冲
4、刷防护);(3)挡土墙;(4)其它支挡结构;(5)地基加固;27(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。48(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,39(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。110(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。311(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
5、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)的组成特点和基本特征。812(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。813(1)水泥混凝土路面的优缺点;(2)水泥混凝土路面构造。314(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
6、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
7、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
8、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
9、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、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()定律。2、教学要求:(1)掌握一些基本概念,如
10、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的确定方法6. 习题:1)阐述土基的回弹模量的确定方法;2)的确定方法及各级公路对路基用土的的要求。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
11、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
12、. 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.
13、 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(
14、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