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1.1 线形设计一般原则 ............................................................................ 错误!未定义书签。
1.2 平面线形要素的组合类型 ................................................................ 错误!未定义书签。
1.3 平面设计方法 .................................................................................... 错误!未定义书签。
1.4 平曲线设计 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
1.4.1 平曲线要素计算 ......................................................................... 错误!未定义书签。
1.4.2 逐桩坐标计算 ............................................................................. 错误!未定义书签。
1.5 纵断面设计 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
1.5.1 竖曲线设计 ................................................................................. 错误!未定义书签。
1.6 横断面设计 .......................................................................................................................... 1
1.6.1 路基宽度的确定 ........................................................................................................... 1
1.6.2 路堤和路堑边坡坡度的确定 ....................................................................................... 1
1.6.3 超高与加宽 ................................................................................................................... 1
2 路基路面设计 ............................................................................................................................. 2
2.1 一般路基设计 ...................................................................................................................... 2
2.1.1 路基的类型和构造 ....................................................................................................... 2
2.1.2 设计依据 ....................................................................................................................... 2
2.1.3 路基填土与压实 ........................................................................................................... 2
2.2 软基处理 .............................................................................................................................. 3
2.3 路基防护 .............................................................................................................................. 4
2.4 支挡结构设计 ...................................................................................................................... 4
2.5 路面结构设计 ...................................................................................................................... 6
2.5.1. 路面结构组成 ............................................................................................................. 6
2.5.2 路面类型 ....................................................................................................................... 6
2.5.3 沥青路面设计 ............................................................................................................... 7
2.5.4 水泥路面设计 ............................................................................................................... 8
2.5.5 路面比选 ....................................................................................................................... 9
2.6 路基土石方数量计算及调配 ............................................................................................ 10
2.6.1 横断面面积计算 ......................................................................................................... 10
2.6.2 土石方数量计算 ......................................................................................................... 11
2.6.3 路基土石方调配 ......................................................................................................... 11
3 排水设计 ................................................................................................................................... 15
3.1 公路排水设计的内容 ........................................................................................................ 15
3.2 设计依据 ............................................................................................................................ 15
3.3 路基排水设计 .................................................................................................................... 15
3.3.1 地表排水设备的类型 ................................................................................................. 15
3.3.2 边沟设计 ..................................................................................................................... 15
3.3.3 排水沟设计 ................................................................................................................. 16
3.4 路面排水设计 .................................................................................................................... 16
3.4.1 路面表面排水 ............................................................................................................. 16
3.5 涵洞设计 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
3.5.1 涵洞分类及各种构造型式涵洞的适用性和优缺点 ................. 错误!未定义书签。
3.5.2 涵洞选用原则 ............................................................................. 错误!未定义书签。
3.5.3 涵洞拟定 ..................................................................................... 错误!未定义书签。 致谢 ............................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.6 横断面设计
公路的横断面,是指公路中线上各点的法向切面,它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及隔离栅、环境保护等设施。
公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素。在保证必要的通行能力和交通安全与通畅前提下,尽量做到用地省、投资少,使道路发挥其最大经济效益与社会效益。
道路横断面的布置及几何尺寸应能满通、环境、城市面貌等要求,横断面设计应满足以下一些要求:
(1)设计应符合公路建设的基本原则和现行《公路工程技术标准》规定的具体要求。
(2)设计时应兼顾当地农田基本建设的需要,尽可能与之相配合,不得任意减、并农
田排灌沟渠。
(3)路基穿过耕种地区,为了节约用地,如当地石料方便,可修建石砌边坡。
(4)沿河线的横断面设计,应注意路基不被洪水淹没或冲毁。
1.6.1 路基宽度的确定
路基宽度是指公路路幅顶面的宽度,即两路肩外缘之间的宽度,公路路基宽度为行车到与路肩宽度之和。
根据规范,二级公路采用单幅路形式,行车道宽2×3.5m,硬路肩宽度:2×0.75m,土路肩宽度:2×0.75m。路基宽:7+1.5+1.5=10m,路拱坡度2%。
布置如下图4-1所示: 土
路
肩硬路肩行车道行车道硬路肩土路肩
图4-1 路基设计简图
1.6.2 路堤和路堑边坡坡度的确定
由《公路路基设计规范》,结合实际的工程地质条件综合考虑:路堤边坡坡度取为1:
1.5~1:1.75;路堑边坡取为1:0.5~1:0.75。
1.6.3 超高与加宽
2 路基路面设计
公路路基是路面的基础,它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,承受由路面传来的荷载,必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。
2.1 一般路基设计
2.1.1 路基的类型和构造
(1)路堤
路基设计标高高于天然地面标高时,需要进行填筑,这种路基形式称为路堤。按填土高度的不同,划分为高路堤、矮路堤和一般路堤。路基边坡坡度取1:1.5和1:1.75,在路基的两侧设置边沟。高路堤的填方数量大,占地多,为使路基稳定和横断面济济合理,可以在适当位置设置挡土墙。为防止水流侵蚀和坡面冲刷,高路堤的边坡采取适当的坡面防护和加固措施。
(2)路堑
路基设计标高低于天然地面标高时,需要进行挖掘,这种路基形式称为路堑。挖方边坡根据高度和岩土层情况设置成直线或折线,一般坡度取1:0.5和1:0.75。挖方边坡的坡脚设置边沟,以汇集和排除路基范围内的地表径流,路堑的上方设置截水沟,以拦截和排除流向路基的地表径流。
(3)半挖半填路基
半挖半填路基兼有路堤和路堑的特点,上述对路堤和路堑的要求均应满足。
2.1.2 设计依据
《公路路基设设计规范》
《公路工程技术标准》
2.1.3 路基填土与压实
(1)填土的选择
路基的强度与稳定性,取决于土的性质和当地的自然因素。并与填土的高度和施
工技术有关。在填土时应综合考虑,据《路基设计规范》可知,二级公路的路基填料最小强度和最大粒径如下表:
路基压实度及填料要求表
(2)不同土质填筑路堤
如透水性较小的土层,位于透水性较大的土层下面,则透水性较小的土层表面应
自填方轴线向两边做成不小于4%的坡度。如透水性较大的土层位于透水性较小的土层下面,则透水性较大的土层表面应做成平台。为了防止雨水冲刷,可覆盖透水性较小的土层。允许使用取土场内上述各种土的天然混合物。水的土与不透水的土,
不能非成层使用,以免在填方内形成水囊。
(3)路基压实与压实度
路堤填土需分层压实,使之具有一定的密实度。土的压实效果同压实时的含水量
有关。对于路基的不同层位应提出不同的压实要求,上层和下层的压实度应高些,中间层可低些。
据《路基设计规范》,高速公路路基压实度应满足下表:
路基压实度(重型)要求表
软土地基,通常情况下地基承载力达不到其上面构造物要求的承载力,或虽在建筑物施工时能达到要求,但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因,使地基失稳,
造成路面严重破坏,处理好路基,是设计的重大环节。公路是一条带状的承受动静两种荷载的特殊人工建筑物,由于它分布较广,使用要求较高,因而对地基提出了较高的要求。
本设计所经过的路段除田间地段有淤泥的不良地段外,其它地段的地基承载力很好,地质也良好。对于有淤泥层的地段,由于深度都在3m以内,一般通过清淤泥换填法进行处理。填料采用碎石土,石渣等,其上铺0.5m的砂砾垫层土工隔栅。
对于地质条件差,且在路基范围内有少量地下水渗出的土质地段,边坡采用护面墙进行防护。
2.3 路基防护
路基防护是确保道路全天候使用,使路基不致因地表流和气候变化而失稳的必要工程措施,是路基设计的主要项目之一。
路基的防护的方法,一般可分为坡面防护和冲刷防护两类。坡面防护主要有植物防护和工程防护两类。对于土路堤的坡面铺砌防护工程,最好待填土沉实或夯实后施工,并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平,坑洼处应填平夯实。冲刷防护有间接和直接防护两类。对于冲刷防护,一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段,可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等。
(1)路堤边坡防护
路堤高度小于3米边坡均直接撒草种防护;路堤高度大于3米均采用方格网植草护坡,具体尺寸见图纸《路堤方格网植草防护图》。
(2)路堑边坡防护
路堑高度小于3米边坡均直接撒草种防护;路堑高度大于3米均采用人字形骨架植草护坡。
2.4 支挡结构设计
(1)挡土墙的用途
挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。在公路工程中广泛应用于支挡路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。
(2)挡土墙的类型及适用范围
挡土墙类型分类方法较多,一般以挡土墙的结构形式分类为主,常见的挡土墙形式有:重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式。按照墙的设置位置,挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙。
路肩墙或路堤墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方,可以防止路基边坡或基底滑动,确保路基稳定,同时可以收缩填土坡脚,减少填方数量,减少拆迁和占地面积,以及保护临近线路已有的重要建筑物。
路堑挡土墙设置在堑坡底部,主要用于支撑开挖后不能自行稳定的边坡,同时可减少挖方数量,降低边坡高度。
(3)本路段挡土墙设置
在路段K0+960~K1+100右侧,为收缩坡脚、加强路基的稳定性,设置挡土墙长140m,高2~4m,具体布置及构造见《挡土墙布置图》和《挡土墙构造图》。
(4)挡土墙排水设施
挡土墙的排水处理是否得当,对岩石或土坡的稳定性影响很大,直接影响到挡土墙的安全与使用效果。挡土墙的排水设施通常由地面排水和墙身排水组成。地面排水,主要是防止地表水渗入墙背填料或地基。因此,可设置地面排水沟以截留地表水。夯实回填土顶面和地表松土,以减少雨水和地面水下渗,必要时应加设铺砌,采取封闭处理。为防止地表水渗入地基,可夯实墙前回填土及加固边沟等。墙身排水,主要是为了迅速排除墙后积水。通常是在非干砌的挡土墙墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔。设计中采用10×10cm的方形孔,间距为2m。最下一排泄水孔的底部距地面30cm。
沉降缝和伸缩缝:为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,应根据地基地质条件及墙高、墙身断面的变化情况,设置沉降缝。为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生裂缝,须设置伸缩缝。
通常,把沉降缝和伸缩缝结合在一起,统称为变形缝。设计中,沿墙身10m设置一道变形缝,缝宽20mm,缝内沿墙内、外、顶三边填塞沥青麻筋,塞入深度不应小于15cm。
(5)挡土墙施工注意事项
①施工前应做好地面排水工作,保持基坑干燥;
②基坑开挖后,若发现地基与设计情况有出入,应按实际情况调整设计;
③墙趾部分的基坑,在基础施工完后应及时回填夯实,并做成不小于4%外倾斜坡,以免积水下渗,影响墙身的稳定;
④浆砌挡土墙的砂浆水灰比必须符合要求,灰浆应填塞饱满,浆砌挡土墙应错缝砌筑,填缝必须紧密,不得做成水平通缝,墙趾台阶转折处,不得做成竖直通缝;
⑤墙体应达设计强度的75%以上,方可回填墙后填料;
⑥回填前,应确定填料的最佳含水量和最大干密度,根据碾压机具和填料性质,分层
填筑压实,压实度应满足设计要求;
⑦墙后回填必须均匀摊铺平整,并设不小于3%的横坡,利于排水。墙背1.0m范围内,不得有大型机械行驶或作业,防止碰坏墙体,并用小型压实机碾压,分层厚度不得超过0.2m。
⑧墙后地面坡度陡于1:5时,应先处理填方基底(如铲除草皮,开挖台阶等)再填土,以免顺原地面滑动。
2.5 路面结构设计
2.5.1. 路面结构组成
⑴面层
面层是直接承受车辆荷载作用及大气降水和温度变化影响的路面结构层次,并为车辆提供行驶表面,直接影响行车的安全性、舒适性和经济性。因此,面层应具有足够的结构强度,抗变形能力,较好的水稳定性和温度稳定性,而且应当耐磨,不透水;其表面还有良好的抗滑性和平整度。面层可由一层或多层组成;其上层可为磨耗层,其下层可为承重层、连接层或整平层。修筑面层所用的材料主要有:水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料等。
⑵基层
基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力,并扩散到下面的垫层和土基中去。它应具有足够的强度和刚度,具有良好的扩散应力的能力及足够的水稳定性。基层厚度大时,可设为两层,分别称为上基层和底基层,并选用不同强度或质量要求的材料。修筑基层所用的材料主要有:各种结合稳定土、天然砂砾,各种碎石和砾石、片石,各种工业废渣等。
⑶垫层
垫层介于土基与基层之间,将基层传下来的车辆荷载应力加以扩散,以减小土基产生的应力和变形,阻止路基土挤入基层中,影响基层结构的性能。修筑垫层的材料强度不一定要高,但水稳定性和隔温性能要好,常用的材料有:砂、砾石、炉渣、水泥或石灰稳定土等。
2.5.2 路面类型
按面层所用的材料来分,有水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面等。高等级公路路面的特点是强度高、刚度大、稳定好、使用寿命长,能适应较繁重的交通量,一般采用水泥混凝土路面或沥青路面。
2.5.3 沥青路面设计
2.5.3.1 设计资料
⑴交通量年平均增长率按r=7%计,路段属平原微丘,西南潮暖区(V2区) ⑵初始年交通量如下表:
交通量组成表
按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 33.1 (0.01mm)
H( 4 )= 15 cm LS= 34.9 (0.01mm);H( 4 )= 20 cm LS= 30.9 (0.01mm); H( 4 )= 17.3 cm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度 :
H( 4 )= 17.3 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 17.3 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 17.3 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 17.3 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 4 )= 17.3 cm(仅考虑弯沉); H( 4 )= 17.3 cm(同时考虑弯沉和拉应力)。 根据上述结果,干燥状态下取二灰土厚度H( 4 )=18cm。
② 中湿状态
按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 33.1 (0.01mm)
H( 4 )= 15 cm LS= 37.1 (0.01mm);H( 4 )= 20 cm LS= 32.7 (0.01mm); H( 4 )= 19.5 cm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度 :
H( 4 )= 19.5 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 19.5 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 19.5 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 19.5 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 4 )= 19.5 cm(仅考虑弯沉);H( 4 )= 19.5 cm(同时考虑弯沉和拉应力)。 根据上述结果,中湿状态下取二灰土厚度H( 4 )=20cm。
⑼确定路面结构
①干燥状态
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土 5 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 7 cm
---------------------------------------
水泥稳定碎石 20 cm
---------------------------------------
石灰水泥粉煤灰土 18 cm
---------------------------------------
土基
②中湿状态
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土 5 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 7 cm
---------------------------------------
水泥稳定碎石 20 cm
---------------------------------------
石灰水泥粉煤灰土 20 cm
---------------------------------------
土基
2.5.4 水泥路面设计
2.5.4.1 设计资料
⑴交通量年平均增长率按r=7%计,路段属平原微丘,西南潮暖区(V2区) ⑵初始年交通量如下表:
交通量组成表
其中,小汽车的前后轴都小于两吨,在路面设计中因其轴载太小无需考虑。
确定路面结构
①干燥状态
---------------------------------------
普通水泥混凝土 24cm
----------------------------------
5%水泥稳定碎石 20cm
----------------------------------
石灰水泥粉煤灰土 15cm
----------------------------------
土基
②中湿状态
---------------------------------------
普通水泥混凝土 24cm
----------------------------------
5%水泥稳定碎石 20cm
----------------------------------
石灰水泥粉煤灰土 18cm
----------------------------------
土基
2.5.5 路面比选
两种路面的优缺点对比分析
(1)沥青路面的优缺点
优点:
①沥青路面由于车轮与路面两级减振,因此行车舒适性好、噪音小;
②柔性路面对路基、地基变形或不均匀沉降的适应性强;
③沥青路面修复速度快,碾压后即可通车。
缺点:
①压实的混合料空隙率大,耐水性差,宜产生水损坏,一个雨季就可能造成路面大量破损;
②沥青材料的温度稳定性差,脆点到软化点之间的温度区间偏小,包不住天然高低温度,冬季易脆裂,夏季易软化;
③沥青是有机高分子材料,耐老化性差,使用数年后,将产生老化龟裂破坏; ④平整度的保持性差,不仅沉降会带来平整度劣化,而且材料软化会形成车辙。
(2)水泥混凝土路面的优缺点
优点:
①水稳定性较高,在暴雨及短期浸水条件下,路面可照常通行;
②温度稳定性高,无车辙现象;
③水泥混凝土是无机胶凝材料,主要水化产物水化硅酸钙既是其强度的主要来源,既耐老化,又无污染。但在更长时期,会与所有岩石一样,产生风化现象,水泥石风化与沥青老化相比,时间长10倍以上,不构成工程问题;
④平整度的保持期长;
⑤在相同技术和工艺水平下,水泥路面大修前的使用年限长。
缺点:
① 在相同平整度条件下,由于刚性路面不减振,因此行车舒适性不及沥青路面;噪音较大,我国对低噪音水泥路面尚未开展研究和应用;
②在路基、地基变形或不均匀沉降条件下,易形成脱空,附加应力很大,极易产生断裂破坏,对路基稳定性要求高,对不均匀沉降的适应性差。
③水泥路面强度高、硬度大,即使断板后也难于清除,修复难度大,新浇筑面板的养护期较长。
鉴于沥青路面对公路周围的土地、地下水等会造成污染,造价要高于水泥路面;而修建水泥路面能促进当地经济的发展,带动当地经济发展,也提升当地水泥的质量和知名度,所以选择修建水泥路面。
2.6 路基土石方数量计算及调配
路基土石方是公路工程的一项主要工程量,在公路设计和路线方案比较中,路基土石方数量的多少是评价公路侧设质量的主要技术经济指标之一。在编制公路施工组织计划和工程概预算时,还需要确定分段和全线的路基上石方数量。
地面形状是很复杂的,填挖方不是简单的几何体,所以其计算只能是近似的,计算的精确度取决于中桩间距、测绘横断面时于点的密度和计算公式与实际情况的接近程度等。计算时一般应按工程的要求,在保证使用的前提下力求简化。
2.6.1 横断面面积计算
路基填挖的断面积,是指断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积,高于地面线者为填,低于地面线者为挖,两者应分别计算,下面介绍几种常用的面积计算方法。
①积距法:适用于不规则图形面积计算
把横断面图划分成若干条等宽的小条,累加每一小条中心处的高度,再乘以条宽即为该图形的面积。
将断面按单位横宽划分为若干个梯形与三角形条块,每个小条块的近似面积为: Fi=bhi
则横断面面积:
当b=1m时,则F在数值上就等于各小小条块平均高度之和Σhi。
要求得Σhi的值,可以用卡规逐一量取各条块高度的累积值。当面积较大卡规张度不
够用时,也可用米厘方格纸折成窄条代替卡规量取积距,用积距法计算面积简单、迅速。若地面线较顺直,也可以增大b的数值,若要进一步提高精度,可增加测量次数最后取其平均值。
②坐标法
已知断面图上各转折点坐标(xi,yi),则断面面积为:
A = [∑(xi yi+1-xi+1yi ) ] 1/2
坐标法的精度较高,适宜于用计算机计算。
计算横断面面积还有几何图形法、数方格法、求积仪法等。
2.6.2 土石方数量计算
若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近,则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为:
V=(A1+A2) L 2
式中:V——体积,即土石方数量(m3);
F1、F2——分别为相邻两断面的面积(m2);
L——相邻断面之间的距离(m)。
此法计算简易,较为常用,一般称之为“平均断面法”。
土石方数量计算应注意的问题:
(1)填挖方数量分别计算,(填挖方面积分别计算);
(2)土石方应分别计算,(土石面积分别计算);
(3)换土、挖淤泥或挖台阶等部分应计算挖方工程量,同时还应计算填方工程量;
(4)路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积,(填方扣除、挖方增加);
(5)路基土石方数量中应扣除大中桥所占的体积,小桥及涵洞可不予考虑。
2.6.3 路基土石方调配
土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方弃土的去向:以及计价土石方的数量和运量等。通过调配合理地解决各路段土石方平衡与利用问题,使从路堑挖出的土石方,在经济合理的调运条件下移挖作填,达到填方有所“取”,挖方有所“用”,避免不必要的路外借土和弃上,以减少占用耕地和降低公路造价。
填方土源:附近挖方利用
借土
挖方去向:调往附近填方
弃土
(一)土石方调配原则
(1)就近利用,以减少运量:在半填半挖断面中,应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡,然后再作纵向调配,以减少总的运输量。
(2)不跨沟调运:土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响,一般大沟不作跨越调运。
(3)高向低调运:应注意施工的可能与方便,尽可能避免和减少上坡运土;位于山坡上的回头曲线段优先考虑上线向下线的土方竖向调运。
(4)经济合理性: 应进行远运利用与附近借土的经济比较(移挖作填与借土费用的比较)。
远运利用的费用:运输费用、装卸费等
借土费用:开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费
为使调配合理,必须根据地形情况和施工条件,选用适当的运输方式,确定合理的经济运距,用以分析工程用土是调运还是外借。
土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题,但这不是唯一的指标,还要综合考虑弃方或借方占地,赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时移挖作填虽然运距超出一些:运输费用可能稍高一些,但如能少占地,少影响农业生产,这样,对整体来说也未必是不经济的。
(5)不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配,以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。
(6)土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量,妥善处理。借土应结合地形、农田规划等选择借土地点,并综合考虑借土还田,整地造田等措施。弃土应不占或少占耕地,在可能条件下宜将弃土平整为可耕地,防止乱弃乱堆,或堵塞河流,损坏农田。
(二)土石方调配方法
土石方调配方法有多种,如累积曲线法、调配图法及土石方计算表调配法等,目前生产上多采用土石方计算表调配法,该法不需绘制累积曲线图与调配图,直接可在土石方表上进行调配,其优点是方法简捷,调配清晰,精度符合要求。该表也可由计算机自动完成。具体调配步骤是:
(1)土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的,调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁,供调配时参考。
(2)弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡,明确利用、填缺与挖余数量。
(3)在作纵向调配前,应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距,供土石方调配时参考。
(4)根据填缺挖余分布情况,结合路线纵坡和自然条件,本着技术经济和支农的原则,具体拟定调配方案。方法是逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用,并把具体调运方向和数量用箭头标明在纵向利用调配栏中。
(5)经过纵向调配,如果仍有填缺或挖余,则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点,然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。
(6)土石方调配后,应按下式进行复核检查:
横向调运十纵向调运十借方=填方
横向调运十纵向调运十弃方=挖方
挖方十借方=填方十弃方
以上检查一般是逐页进行复核的,如有跨页调配,须将其数量考虑在内,通过复核可以发现调配与计算过程有无错误,经核证无误后,即可分别计算计价上石方数量、运量和运距等,为编制施工预算提供上石方工程数量。
(三)关于调配计算的几个问题
(1)经济运距
填方用土来源,一是路上纵向调运,二是就近路外借土。一般情况调运路堑挖方来填筑距离较近的路堤还是比较经济的。但如调运的距离过长,以致运价超过了在填方附近借土所需的费用时,移挖作填就不如在路堤附近就地借土经济。因此,采取“调”还是“借”有个限度距离问题,这个限度距离即所谓“经济运距”,其值按下式计算:
经济运距 L经 = B+ L免 T
式中:B——借土单价(元/m3);
T——远运运费单价(元/m3·km);
L兔——免费运距(km)。
由上可知,经济运距是确定借土或调运的限界,当调运距离小于经济运距时,采取纵向调运是经济的,反之,则可考虑就近借土。
(2)平均运距
土方调配的运距,是指从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。在路线工程中为简化计算起见,这个距离可简单地按挖方断面间距中心至填方断面间距中心的距离计算,称平均运距。
在纵向调配时,当其平均运距超过定额规定的免费运距,应按其超运运距计算土石方运量。
(3)运量
土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。单位:m3·km
在生产中,工程定额是将平均运距每10m划为一个运输单位,称之为“级”,20m为两个运输单位,称为二级,余类推,在土方计算表内可用符号①、②表示,不足10m时,仍按一级计算或四舍五人。于是:
总运量=调配(土石方)方数×n
式中:n——平均运距单位(级),其值为:
n = (L - L免)/ A
其中:L ——平均运距;
L免——免费运距。
在土石方调配中,所有挖方无论是“弃”或“调”,都应予以计价。但对于填方则不然,要根据用土来源来决定是否计价。如果是路外借土,那当然要计价,倘若是移挖作填调配利用,则不应再计价,否则形成双重计价。因此计价土石方必须通过土石方调配表来确定其数量为:
计价土石方数量=挖方数量十借方数量
一般工程上所说的土石方总量,实际上是指计价土石方数量。一条公路的土石方总量,一般包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程等项目的土石方数量。对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。
具体计算及调配见《路基土石方数量计算及调配表》
3 排水设计
3.1 公路排水设计的内容
公路排水设计可划分为四部分:
(1)横向穿越路界排水——由涵洞、桥梁引排穿越路界的溪流、河道中的水;
(2)路界表面排水——指公路用地范围内的表面排水,包括路面排水、中间带排水、
坡面排水和由相邻地带或交叉道路流入路界内的排水等;
(3)路面结构内部排水——通过裂缝、接缝或面层空隙下渗到路面结构(面层、基层
和垫层)内部,或者由地下水或道路两侧滞水浸入路面内部的水分的排除或疏干;
(4)地下排水——危及路基稳定或影响路基强度的含水层地下水的排除或疏干。
3.2 设计依据
《公路路基设设计规范》
《公路排水设计规范》
《公路工程技术标准》
3.3 路基排水设计
3.3.1 地表排水设备的类型
(1)边沟:设置在挖方路基的路肩外侧,或低路堤的坡脚外侧,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。
(2)排水沟:用来引出路基附近低洼处积水的人工沟渠。
3.3.2 边沟设计
挖方路基及填土高度低于路基设计要求的临界高度的路堤,在路肩外缘均应设计纵向人工沟渠,称之为边沟,其主要功能在于排泄路基用地范围内地面水。边沟内侧边坡坡度按土质类别采用1:1.0~1:1.5;梯形边沟的底宽和深度不应小于0.4m。边沟的纵坡度应尽量与路线纵坡保持一致。当路线纵坡坡度小于沟底所必需的最小纵坡坡度时,边沟应采用沟底最小纵坡坡度,并缩短边沟出水口的间距。
边沟出水口的间距,一般地区不宜超过500m,多雨地区不宜超过300m。边沟出水口的排放应结合地形、地质条件及桥涵水道位置,引排到路基范围外,使之不冲刷路堤坡脚。
(1)设计流量的确定采用公式
Q=16.67qF (3-1)
式中:Q——设计流量 m3;
q——设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度 ,min;
——径流系数;
F——汇水面积 ,km2。
3.3.3 排水沟设计
排水沟主要用于排泄来至边沟、截水沟或其他水源的水流,以形成整个排水系统。排水沟的平面布置,取决于排水要求与当地地形。排水沟的布置,必须结合地形自然条件,因势利导,平面上力求短捷平顺,以直线为宜,必须转向时,尽量采用较大半径(10~20m以上),徐缓改变方向,保证水流舒畅;纵面上控制最大和最小纵坡,以1%~3%为宜,纵坡大于3%,需要加固,大于7%,则应改用急流槽。
(1)排水沟断面形式:
排水沟一般为梯形断面,其大小应根据流量确定,深度与宽度不小0.5米。排水沟边坡视土质而异,一般在1:1-1:1.5。
排水沟沟底纵坡不小于0.5%,在特殊情况下允许减小到0.2%。
(2)排水沟的平面线形:
排水沟应尽量采用直线,如必须转弯时,其半径不小于10-20米,排水沟的长度根据实际需要而定,通常在500米以内。
(3)排水沟与水道的衔接。
排水沟采用梯形断面,h=0.5m,b=0.5m,边坡率m=1。水文水力计算同边沟,在此不另行计算。
3.4 路面排水设计
路面排水由路面横坡、路肩纵坡、拦水带或路肩矩形边沟,路肩排水沟、泄水口和急流槽等组成。路面排水设施的设计,按暴雨强度采用当地任意连续30min的最大径流厚度(mm)。路面排水设计重现期规定:高速公路3—5年,一级公路2—3年,二级公路1—2年。
3.4.1 路面表面排水
路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走,以免造成路面积水而影响安全。
中图分类号: O213.1 文献标识码: A
一、引言
城市的市政道路是城市主要交通枢纽,它不仅承受着交通的压力,还需要考虑到与其他专业管线的的统筹衔接。在早期施工过程中,要合理设计道路的位置,评估其特点,设计出的方案要顺应城市的综合需求,要从多方面进行策划考虑,如排水、热力、电力、燃气、电信等管线的平面布置和互相交叉。选择施工的道路最好能避开管线复杂交叉区域,大幅度的改动路线与管线,不仅花费时间多,而且施工成本高。还可能道路刚好完成就出现破路埋管等不良现象。因此,在选择施工路线时要全方位考虑,并与相关单位作好协商沟通工作,务必探讨出一套理想的施工方案。二、道路施工测量方法
在道路施工中,最先进行的是将工程的平面位置及高程精确的放样于设计位置,其工作质量的优劣,直接影响到工程其他检查项目如几何尺寸、厚度、平整度等能否达标。道路工程前期的测量基准点复核及布设控制线、后期放样及测量复核工作是道路各分项工程的基础,其控制水平的高低直接影响整体工程质量的优劣,是道路工程前期准备工作的重中之重。而施工过程中及时提供准确的平面位置及高程,更直接影响到分项工程的质量及进度。
2.1平面位置的控制:工程前期的测量准备工作是:对建设单位提供的测量基准点复核并布设控制线;后期是包括对原状地貌进行的横、纵断面测量及碎部放样和测量复核。首先,工程开工之前对作为施工过程中起算数据的点进行校核:业主单位提供给施工单位的起算平面点及高程点是施工单位在本施工段落内的勘测阶段点或是城市等级网点。如果是城市等级网点由于已经受各级专业测绘单位反复校核,可确保准确无误。对于勘测设计阶段选线、定线过程中所遗留的点位则必须进行复核,由于勘测过程中道路的线型长,点位多是为测图而设,其精度是根据地形图的精度要求所确定的,虽然现阶段设计单位基本上已普及全站仪及GPS,这使勘测阶段所遗留的这些点位精度也相当高,经过严密平差后的成果能够满足整体道路的施工生产需要,但是提供给各个施工段落的点是控制局部的,并且往往勘测阶段点位的制作及埋设未必稳固。勘测时间与道路施工时间也会存在一定时间间隔,这需要施工单位在正式开工前必须对非国家等级测量基准点进行复核。
2.2 高程测量:道路工程的高程控制网现今也有全站仪三角高程水准网代替水准仪水准网的趋势。规范中对道路工程高程控制点的精度要求较结构工程略宽,现今的全站仪三角高程水准网在严密平差后的精度亦能达到较高的水平,可以满足道路工程的需要。在地势起伏较大的山岭重丘区,全站仪更能发挥巨大优势。且仪器垂直角测量误差、受环境影响引起的折光系数等误差都对测量结果引起一定误差,因而在细部放样中除非地形条件十分恶劣,在道路工程的路面工程中各工序都应使用水准仪放样高程点。
2.3全站仪、GPS定位技术在施工单位的普及基本上是在2000年后,施工单位技术人员对新仪器的操作及使用经验还较少,技术人员业务素质的高低直接影响到数据的准确性,这要求在使用高精度先进的测绘仪器时,必须在操作过程中和计算上进行各种校核工作,确保数据准确无误后,再进行使用。
三、道路工程施工的质量控制
经济社会,质量管理理所当然与经济挂钩,但这只是一种手段,而不是真正的目的,在实际操作过程中,千万不能本末倒置。有一种现象值得重视,那就是敲掉多少片梁、砸掉多少个这种风气好像还很流行。但如果不分轻重缓急,敲砸成风,那就必须要好好深思了。所以,应看到问题的另一面,敲、砸和返工证明你质量管理没有准备好或者是做过头了。有关质量管理措施,我们一定要以保证质量、提高质量为前提,从而对质量精益求精,措施一定要合理得当、面面俱到。质量管理措施要强硬有力,不能讲人情,不能拖泥带水,该一票否决就一票否决,没有什么通融的余地,公私分明,往往质量管理搞不下去的原因,就是已形成的指令被人情所溶解了。平时严格要求项目中所有工程技术人员,对质量问题该说到的必须说到,说到的必须做到,做到的必须记录在案,形成一种凡事有人负责,凡事有章可循,凡事有据可查的良好工作习惯,以良好的工作质量来保证工程质量,达到建设优质工程的目标。
3.1 提高管理人员与施工人员的综合素质与业务水平
一个好的道路的修建,不仅需要优质的原材料,还需要施工人员具备高操的技术和良好的职业操守。同时还需要管理人员具备专业的业务水平,与人性化的管理理念,不断的学习新技术。施工人员与管理者必须要有吃苦耐劳的精神,因为修建道路是一项较为辛苦的工作。树立强烈的责任感,避免施工中的疏忽,修建的道路真正做到高质量的标准。
3.2 构建科学合理、精干高效的市政道路管理体系
道路密切联系着人们的生活,其职能服务于各个经济部门,它具有强烈的系统协调性。在道路实施之前,应该制定一套完整的施工管理体系,这样保障了施工部门修建的道路高质量,更让道路修建工程透明化。在施工过程重要全面考虑,评估可能会出现的状况,如后期招标需要一定体系来预防不良现象的发生。总之,高效健全的市政管理体系,不仅加强了道路管理,真正实现了道路现代化。健全的市政道路管理体系必须做到统一领导,管理层分工明确、专业管理等。尤其政府部门要起到领头作用,和谐各部门之间的关系,加强监督管理力度,确保工程质量的控制。
3.3把好材料的质量关
在施工过程中原材料的优劣直接关系的工程道路的质量好坏,材料质量占总体质量的75%.因此,必须重点选择材料。选取正规厂家购买合格的材料,避免一些劣质材料滥竽充数,相关部门作好质检工作,避免劣质材料进入施工现场,在施工期间还要禁止偷工减料的现象发生另外,加大材料的管理队伍,选择的材料监管员必须具备良好的职业道德、熟练的检验技术与实践经验丰富。严格把好的材料质量关,才能有效保障整个施工过程使用的材料合格,同时提高道路的质量。
3.4 现场跟踪检查是工程质量管理的最实用办法
在道路修建过程中,往往会出现一些问题,都是通过现场跟踪检查而发现的。管理人员是时常对施工现场进行监督检查,务必做到“三勤”,即腿勤、眼勤、手勤。若是在检查过程中发现异常状况,要及时处理,避免异常状况恶化,让质量事故扼杀于萌芽阶段,从而降低不必要的经济损失。对于施工技术好的施工员给予表扬与奖励,调动施工员工作积极性。
对道路工程施工质量控制,首先应加强管理和监控。加强质量管理的方法包括:项目经理应负总责;审核与分析有关的技术报告或报表;各相关部门应恪守各自的职责,做好本职工作;确保控制有效。
四、结束语
伴随着城市化的快速发展和人民生活水平的不断提高,加快了城市建设的步伐,城市道路的压力也不断增加。这就要求提高城市道路的通行能力,提高城市道路的工程施工质量。严格要求,加强对城市道路工程施工的质量控制,针对工程常见的质量问题要加以防治,能有效地提高城市道路工程的质量。从而更好的强化质量管理水平,完善施工工艺和方法,提高施工质量,将所有的质量隐患消除在萌芽状态,才能使施工单位的社会效益和经济效益达到最大化。
参考文献:
【1】韦瑞江 浅谈道路工程施工测量的质量控制 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年23期
【2】王利永 浅谈道路工程施工测量及质量控制 [期刊论文] 《科技创新与应用 》 -2013年27期
【3】王群 卜红叶杜倩 浅谈市政道路工程施工管理及质量控制 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年17期
公路监理作为公路工程建设中不可缺少的一员在公路建设中起着至关重要的作用,主要的工作内容包括质量监理、费用监理、合同监理、进度监理、安全及环境监理等。公路监理专业为我院的自治区级特色专业,在该专业的学习中质量监理是监理专业大部分学生就业后从事的主要工作岗位必须掌握的专业技能。经过第一轮课改我们将《公路工程质量控制》课程中的道路部分与《路基路面检测技术》课程按照公路工程施工过程中的质量控制和使用的方法合并成为了一门课程《道路工程质量控制技术》。
1 课程开发的必要性
1.1 课程性质
《道路工程质量控制技术》为公路监理专业的核心课程,其作用就是培养学生能够熟练完成道路工程施工工序检测、分项工程交工检测与质量评价、分部工程交工检测与质量评价的能力,这些都是质量监理岗位最为重要和基本的能力。
1.2 课程开发的必要性
目前针对道路工程质量控制的教材大部分采用原有的教学模式,主要以理论教学为主线,与实际工作脱节,缺乏现代化的教学工具,大部分教学的编写也把该门课程按照控制要点来进行组织,而对于具体质量要点检测的具体操作过程并没有涉及。所以必须对该课程进行开发,建立基于工作过程的课程体系,满足职业教育的需要。
2 课程开发思路
2.1 对课程进行整体化的职业分析
2.1.1 公路监理职业岗位分析
本学习领域的设计是在企业调研、岗位调查的基础上,大量听取和学习职业教育专家的专题报告和学习指导书的前提下,聘请行业、企业专家和学校专任教师针对新疆公路建设市场公路监理行业职业岗位(群)分析,与本课程专职教师共同研讨开发的。目前公路监理从业人员主要来源于公路工程试验检测企业、施工企业、公路设计企业、公路管理部门等,再经过岗前培训而从事公路监理工作。因此,公路监理专业的毕业生所面临的就业岗位(群)主要为公路监理企业、公路工程试验检测企业、以及施工企业的部分岗位。
2.1.2 公路监理岗位职业能力分析
公路监理人员在施工过程中的监理任务主要为施工准备阶段的监理、施工阶段的监理和交工验收阶段的监理,在不同的监理阶段,监理人员所面对的工作任务各不相同,所要求的能力也不同。《道路工程质量控制技术》课程在公路施工监理工作过程中所对应的工作岗位就是公路检测监理员。
2.2 分析课程的典型工作任务
2.2.1 工作任务分析
根据本课程所对应的工作岗位“公路检测监理员”,对该工作岗位进行详细的分解:
(1)公路检测监理员岗位,需要招聘对象一般具有:公路工程相关专业大专以上学历;公路水运试验检测员资格证书;1年以上道路工程质量控制的经验;良好的职业道德和组织沟通协调能力;工作认真、谨慎细心、勇于承担工作任务;
(2)公路检测监理员岗位要求的工作内容为:负责确定各分项工程的质量控制要点;负责对质量控制要点进行检测;负责对检测结果进行评定;负责用试验报告显示检测的结果;完成试验检测工程师交代的相关工作。
2.2.2 典型工作任务划分
根据对确定的工作岗位分析,研究该工作岗位的要求和工作的内容,对《道路工程质量控制技术》课程提出学习型的典型工作任务,(见表1)。
表1
序号 学习项目名称 典型工作任务
项目一 质量控制的程序 任务一、制定工程施工质量控制任务书
任务二、设置工序质量控制点
任务三、制定质量问题分析处理程序
项目二 路基工程施工质量的控制技术 任务一、熟悉路基工程质量控制要点
任务二、进行几何尺寸检测
任务三、进行内在质量检测
任务四、进行外观评定
任务五、进行综合评定
项目三 路面基层和底基层施工质量的控制技术 任务一、熟悉路面基层和底基层施工质量控制要点
任务二、进行基层混合料质量检测
任务三、进行基层几何尺寸检测
任务四、进行基层内在质量检测
任务五、进行基层综合评定
项目四 沥青路面施工质量的控制技术 任务一、熟悉沥青路面施工质量控制要点
任务二、进行面层混合料质量检测
任务三、进行面层几何尺寸检测
任务四、进行面层内在质量检测
任务五、进行面层综合评定
2.3 对课程的学习情境和课业进设计
通过对典型工作任务的分析,我们把该门课程分为4个项目,每个项目按照项目化教学的方式的组织教学,通过这种方式来让学生了解实际工作的过程,这4个项目(见表2)。
经过学习领域的课程开发,任课教师根据给课程的典型工作任务和学习情境的设计制定适用于不同教学班级的教案。教案应该针对每个典型工作任务设计,最好为每2学时设计一次有针对性教学实施方案,每个教学步骤都应该有达成的相应的学习目标。
3 结束语
基于工作过程的课程开发和设计是目前高职院校课程改革的一项重要任务它强调职业工作的整体性,强调技能操作的重要性,培养学生的专业素质、综合素质以及职业素质。通过学习情境的模拟,使学生真实的体验工作过程。然而高职教育的改革如果只依靠学校的努力,仅仅开发基于工作过程的教材是不能解决所有的问题,还需要得到政府和广大企业的支持,开办各种教学企业、实行顶岗实习,让学生能在学习的过程中真正接触到企业和工作,能接触到真实的项目使学生在走出校门的时候真正具备了一个高职人的素质和技能。
参考文献:
[1]洪军明.高职工程监理专业人才培养模式改革研究开发研究[J],2009(07).
[2]曾波.林冰.裘汉琦.工程监理专业工学交替人才培养模式探索[J].广东水利电力职业技术学院学报,2009(12).
作者简介:巨锁基(1976-),男,山东莱西人,长沙理工大学交通运输工程学院,副教授;查旭东(1970-),男,安徽岳西人,长沙理工大学交通运输工程学院,教授。(湖南 长沙 410004)
基金项目:本文系长沙理工大学教学改革研究项目“道路工程知识体系及教学方法研究”的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)13-0112-02
“道路工程”是土木工程专业(桥梁工程方向)(以下简称桥梁专业)本科生的一门专业选修课程。该课程的教学目的是使学生掌握路基路面工程方面的基本知识和基础理论,了解路基路面工程设计、施工及养护的全过程,使学生具有分析和解决路基路面工程实际问题的能力。
公路行业内向来有“路桥不分家”之说,从桥梁专业毕业生的就业方向来看,大部分毕业生要到路桥公司等施工单位就业。这些施工单位在承接公路工程时,除一些特大型桥梁外,往往一个标段内既有桥梁工程,也有属于道路工程范畴的路基、排水、防护等工程。这就要求该专业毕业生不仅要有从事桥梁工程工作的能力,还要具备较好的道路专业知识,才能在今后的工作中游刃有余,有较好的发展上升空间。因此,对桥梁专业本科生来说,“道路工程”是非常重要的一门课程。
为加强“道路工程”课程的教学,提高教学质量,长沙理工大学设立了“道路工程知识体系及教学方法研究”教学研究项目。本文对“道路工程”课程的特点及其教学方法进行了研究。研究成果已在教学中得到实施,取得了较好的效果。
一、“道路工程”课程的特点
1.内容繁多且课时偏少
本课程涵盖了一般路基设计、边坡稳定性分析、路基防护与加固、挡土墙、路基路面排水、路基土石方施工、无机结合料稳定路面、沥青路面设计与施工、水泥混凝土路面设计与施工、旧路面状况检测与评价等内容,其内容与道路专业的“路基路面工程”基本相当,但是却仅有32课时。所以,在教学过程中,其课时相当紧张。如何对课程内容进行合理取舍、突出重点,使学生既能掌握本课程的主要知识点,又能易于接受,是需要研究的重要课题。
2.实践性强
道路工程的实践性非常强。然而,学生在学习本课程时,还没有经过实习,往往对实际工程并不熟悉。因此,如果教学中过多地强调一些力学理论或相关公式的推导过程,学生会很难接受,并且可能影响其学习兴趣。同时,非道路专业的学生在就业后对道路工程知识的应用主要在实践方面,所以对于理论知识的要求应当适当降低。
3.教材内容相对陈旧
如何解决教材的陈旧与规范、标准的快速变化之间的矛盾是当前教学工作中的一个难点。道路行业的规范、标准一般五年左右修订一次,然而教材的修订速度往往明显滞后,其部分内容往往跟不上形势,与最新的规范、标准存在脱节现象。
4.部分学生重视不够
由于道路工程并非桥梁专业的主要必修课,部分学生会认为这门课并不重要,因此可能重视不够,在学习过程中缺乏主动性和积极性。因此,教学中除向学生说明该课程的重要性以外,还要在教学方法、教学手段上千方百计激发学生的学习兴趣。
二、“道路工程”的教学方法
针对道路工程的特点,在教学中应从如下几方面着手。
1.合理安排教学内容
针对现有道路工程教材,按照“有增有减,适当缩减理论,重点突出实践”的原则合理安排教学内容。
(1)修订教学大纲。在修订教学大纲时,对该课程知识点的要求进行适当修正。例如,对弹性地基板理论、弹性层状体系理论等内容降低要求,不需要学生掌握,只要有所了解即可。对挡土墙土压力计算公式的推导则不作为授课内容,从教学大纲中完全剔除。另一方面,对水泥混凝土路面、沥青路面的构造及其施工方法等实践性内容则要求重点掌握。
(2)教学中对部分内容进行更新与补充。针对规范、标准的快速变化,教师首先要深刻理解新规范、新标准与旧规范、旧标准的不同点,详细阅读并理解各规范和标准的条文说明,查阅资料、更新知识。在此基础上,筛选原教材中各章节的内容,将新规范、新标准的内容渗透到教学中,向学生讲解修改的用意和执行方法。针对那些只作技术手段改变而非设计理论改变的内容则采取以统编教材为主,选择多种参考教材为辅的多样化授课方式。使学生在了解和掌握基本方法、先进手段的前提下,可在今后更好地适应工作环境。
另外,对部分内容还要作适当的补充。例如,笔者在讲授重力式挡土墙验算时,虽然取消了公式推导部分的讲解,但是在引导学生简要回顾土力学课程中所学内容后,重点介绍了利用《路基手册》等工具书来查找套用土力学计算公式的方法。这样,学生学到的知识实用性很强,有利于在将来工作当中的应用,学习过程中也比较容易接受。
2.采用多媒体教学,增加信息量,增强直观性
随着科学技术的不断进步,道路工程不断出现新的理论、新的研究方法和新的施工技术。在教学课时有限的情况下,要在规定时间内讲授更多的内容势必造成教师满堂灌,学生来不及思考,难以消化接受。采用多媒体教学就可解决这一问题。
首先采集了大量素材,如路基、路面、排水、防护工程和全景和细部照片,以及路基路面的施工录像和各种工程的设计图纸,然后在教学课件中大量插入这些素材,制作了图文并茂的多媒体课件,从而使枯燥的教学过程变得生动有趣,既增加了课堂教学信息量,又增强了直观性,学生易于接受。
例如,以往讲挡土墙布置时,经常有学生问锥坡的形状到底是什么样的,为什么要设置锥坡,而这很难用三言两语讲清楚。有了多媒体课件,学生对锥坡的形状一目了然。又如,讲解沥青路面施工时,在课件中播放现场施工录像,学生对沥青路面施工过程中的机械配置、施工工艺等就很容易接受。
3.结合工程实例教学,引导学生主动学习
在教学过程中,改变以教师为中心的填鸭式教学方法,代之以启发式、双向式、自学讨论式的“以学生为主体、以能力培养为目的”的主动式教学模式,从而把学生变成一个主动的、积极的知识探索者。采用案例教学就可以达到这样的目的。
例如,新闻中报道某地出现公路边坡垮塌、某地沥青路面完成后数月就大面积损坏、返工,在教学过程中先给学生展示相关的新闻报道和现场图片,然后结合教学内容引导学生来讨论事故原因,最后教师进行总结。这样的案例教学理论联系实际,不仅提高了学生的实践能力,而且对学生创新能力的培养及综合素质的提高也极为有利。实践表明,这样的案例讨论往往很容易引起学生的兴趣,课堂讨论气氛非常热烈,与案例相关的专业知识也更容易为学生所掌握。
4.吸引部分优秀学生参与科研活动
不仅研究生要参与科研项目的研究,实际上本科生也可以参与科研。虽然本课程的学生为非道路专业,但在教学中,吸收部分学习兴趣较高的优秀学生参加一些科研项目,对于提高其对道路工程专业知识的认识、增强其实践能力仍然很有益处。例如,笔者曾根据部分优秀学生的要求,让其参与了本人指导的大学生创新试验项目“沥青路面露石基层试验研究”,这些学生在参与过程中表现出了很大的热情,收到了良好的效果。
当然,由于条件所限,只有少数学生才能参与到科研项目中,但对于部分优秀学生来说,这仍是一种有益的尝试。
5.改变课程考核方式,将考试变为学习过程的一部分
传统上对于道路工程课一般采用闭卷考试的方式进行课程考核。这种考核方式的弊端是显而易见的:学生往往只根据上课时的笔记死记硬背,也常常追着老师问考试范围,让老师不胜其烦。近几年笔者采用写课程论文或大型论述题的形式进行考核,收到了良好的效果。例如,笔者曾以这样两道论述作为考试题,并在课程进行到一半时即将该题目下发给学生,并强调不得出现雷同现象,否则均以零分计:
(1)云南省要修筑一条高速公路,结合当地的气候、地质条件,你认为该工程的路基比较容易出现哪些问题?为保持工程质量,你认为从路基的设计与施工方面应采取哪些对策?
(2)黑龙江省要修筑一条高速公路,采用沥青路面,请结合当地的气候条件论述:为保证工程质量,在该工程沥青路面的材料选择、结构设计、施工等方面要采取哪些对策?并请初拟路面结构、绘出路面结构图。
这两道题目基本涵盖了道路工程课程的大部分主要内容。学生在解答过程中需要耗费很长时间,查阅教材甚至一些文献资料,大部分学生写了四五千字,个别学生甚至写了上万字。在上课时、课间休息时还会有很多学生主动向教师提问。
这种考核方式,使考试变成了学习过程的一部分,激发了学生学习的动力,学生在喊累之余普遍反映他们在考试过程中“被迫”学习了很多专业知识,收到了良好的效果。
三、总结