路基路面工程授课教案

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/ Roadbed and road surface Engineering 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

2、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 JTGD302004，公路路基设计规范，北京，人民交通出版社，2004年5 JTJ0141997，公路沥青路面设计规范，北京，人民交通出版社，1997年6 JTGD402002，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

3、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。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

4、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。

5、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。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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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（

12、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

13、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

14、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

15、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、

16、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

17、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

18、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

19、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

20、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