课程介绍
广州大学《路基路面工程》课程发展是以土木工程专业为基础逐渐成长起来。广州大学土木工程专业创建于1991年,经过十几年的发展,我校土木工程专业在教学和科研方面取得了显著的成果,为广东省城乡建设事业培养了大批优秀人才。
道路工程是土木工程专业的一个专业方向。学生通过路基路面工程课程学习道路工程的设计理论、结构分析方法、施工工工艺和方法等知识。课程最早于1987年由原华南建设学院土木系交通土建专业叶国铮教授开设,是广东高校最早开设《路基路面工程》课程的高校之一。路基路面工程是土木工程专业核心课程,包括路基路面设计、施工与路面养护管理等内容,总学时数达120左右(含实践教学环节),从专业成立开始,系和教研室就把该课程建设放在重要的位置。课程有较深厚的历史积淀,社会声誉优良,在历任教师的不懈努力下,课程建设和教学改革卓有成效。
本课程多年来一直十分重视教师间经常学习与交流,通过教学研究和老教授的传帮带,保证了教学质量的不断提高。课程组一直以来注重优秀教材的选用,主要采用21世纪交通版高等学校教材等。经过对多本教材进行认真筛选,最终把由东南大学邓学钧教授编写的《路基路面工程》作为本课程教学的教材。此外,课程组成员也十分重视教材的建设,主编了《道路与桥梁工程概论》、“十一五”规划教材《道路工程》等,曾参编专著2部。
同时,伴随科技的发展和教学条件的改善,我校教师在该课程授课时,采用多媒体课件教学,在有限的教学时数内,更直观、形象、生动地介绍知识点。此外,作为一门实践性很强的专业课,除了课堂理论教学,课程还包括近10个课时的实验教学、为期1.5周的课程设计和为期2周的野外实习等教学环节,增加了与实践接触的机会,增强了学生的动手能力。
《路基路面工程》课程1998年被评为广州市重点课程。经过多年的建设,已具备一个条件良好的试验室和一支素质较高的师资队伍,具有较好的教学条件和较高的教学水平。特别是近几年来,承担了一批道路工程方面的大型科研课题和技术服务项目,科研和技术服务的发展势头较猛。有相当一部分学生以勤工助学的方式直接参与了科研实践。科研促进教学,科研促进条件建设,科研和科技服务更为学生提供了加强实践教学的平台。另外,通过科研和科技服务,青年教师也得到了锻炼和提高,同时也加强了与工程和管理部门的联系。多年来,一直坚持课堂教学、课程设计、毕业设计及生产实习与工程实际和科研课题相结合,加强了实践性教学环节的教学,取得了良好的教学效果。课程紧密结合广州市、广东省道路交通建设快速发展的实际,走产、学、研相结合的发展道路,以科研和科技服务促进教学和条件建设,具有鲜明的特色。
课程大纲
学习目标
1. 《路基路面工程》是土木工程专业的一门专业主干课程。学生通过该课程学习道路工程的设计理论、结构分析方法,以及施工工艺和方法等内容。在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本方法,在培养实践能力方面重视设计构思、创新意识和设计与计算技能的培养。课程旨在完成土木工程专业工程师的核心技能训练,课程总的教学目标是培养道路工程设计的核心能力,使学生较系统地掌握路基路面工程的基础知识,掌握基本设计理论与方法,了解公路和城市道路工程的现状和发展趋势,具备路基路面设计的基本技能,引导学生接受路基路面工程知识熏陶,了解学科发展前沿,开拓专业视野,培养工程师所应具备的专业素养和职业道德感。同时,通过特别设计的“认识实习”、课程实验、“生产实习”和“路基路面工程课程设计”等多个专项技能训练环节,努力在教学过程中贯彻传授知识、培养创新能力、提高专业素质的目标。在课程内容的编排上,努力使其按照学科要求,循序渐进,将本课程基本的、传统的、有生命力的内容在概念、理论、应用上加以准确而充分的描述,将所涉及的知识合理分层、有机整合,并运用阶段性综合训练,以利于学生的学习理解并能在学习阶段就开展创新意识的培养。
2. 路基路面工程实验、《路基路面工程课程设计》、《道路工程毕业设计》、《生产实习》等4个配套性实践教学环节,重在通过到施工现场观摩学习、方案设计、计算分析、设计图绘制等手段,培养学生的理论联系实践的能力,强化学生利用已学知识分析问题、解决问题的能力,同时也注重实践环节对学生基本技能、基本理论夯实与反刍作用。
以上方面,充分按照现代工程技术的三大手段即理论、实验、计算,课程与课程之间、课程与实践环节之间各有侧重、相互衔接、有机整合,构成了一个包含基本理论、设计计算、施工与养护方法等内容的有机整体,形成完整的、严谨的课程体系,实现了培养学生提出问题、分析问题、解决问题的综合能力的目的,使学生达到“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的培养要求,有力地促进了学生创新意识的培养。
学习要求
1)总论:了解和掌握一些基本概念。
2)行车荷载、环境因素、材料的力学性质:掌握一些基本概念;掌握路基的主要病害种类;了解路面材料的力学强度特性;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;掌握一般路基设计包括的内容;了解路基附属设施。
3)一般路基设计: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;
4)路基稳定性分析计算:掌握直线滑动面的边坡稳定性分析;掌握曲线滑动面的边坡稳定性分析;了解软土地基的路基稳定性分析,浸水路堤的稳定性分析,路基边坡抗震稳定性分析。
5)路基的防护与加固:掌握坡面防护、堤岸防护的类型及其概念;了解软土地基的加固方法。
6)挡土墙设计:了解挡土墙的构造与布置;了解挡土墙土压力计算;掌握挡土墙设计总则;掌握重力式挡土墙设计。
7)路基路面排水设计: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;掌握地面排水设备、地下排水设备的种类、概念,了解其特点;掌握路面结构中水的损害,路面排水设计5个大的内容,了解其含义和特点。
8)路基施工 : 了解土质路基施工、石质路基爆破施工方法。
9)碎、砾石路面: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。
10)块料路面:了解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。
11)无机结合料稳定路面: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。
12)沥青路面: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。
13)沥青路面设计: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。
14)水泥混凝土路面:掌握水泥混凝土路面的优缺点,水泥混凝土路面构造。
15)水泥混凝土路面设计: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。
考核标准
课件浏览100%,客观练习0%,主观练习0%,课内讨论0%
课程内容不断迭代,成绩以当时的课程内容为准,一旦合格,可以申请证书。申请证书后,以结课处理,成绩不再改动
教材教参
教材:
《路基路面工程》,人民交通出版社,邓学钧等
《路基路面工程》课程涉及内容广泛,并且与工程实践联系密切。与工程相关的学科知识很多,如材料科学、岩土工程、结构分析等。从高等学校本科教育的培养目标出发,尽量对相关科学的基本概念、基本理论叙述清楚,若需要引用更为深刻的内容,授课时可以在保证主干教学内容的前提之下,适当扩充和加强。本课程主要参考资料包括张登良教授主编的《沥青路面》、同济大学姚祖康教授主编的《路面管理系统》等教材;另外还有黄仰贤(美)主编《路面分析与设计》、沈金安研究员主编的《沥青及沥青混合料路用性能》等著作,以及现行相关规范和手册。同时鼓励学生浏览《中国公路学报》、《公路交通科技》、《公路》等本专业核心期刊。
参考资料:
现行行业规范等(路基路面工程课程网站电子版可供下载)
路面结构计算分析软件