1 課程設計的思想、效果及課程目標
路基路面的課程設計是對路基路面工程課堂教學的必要補充和深化,通過設計讓學生可以更加切合實際地和靈活地掌握路基路面的基本理論,設計理論體系,加深對路基路面設計方法和設計內容的理解,進而提高和培養學生分析、解決工程實際問題的能力。
課程設計分路基設計和路面設計兩部分內容。以教師提供的設計資料為主,學生在查閱相關文獻資料的基礎上,結合當地的氣候條件、地質條件、水文條件以及給定的交通條件,擬定路基路面的設計方案,對路基的穩定性、路面結構厚度的計算和驗算。課程設計要求設計計算條理清晰,計算的方法和結果能符合我國現階段路基路面設計規範的要求。
課程設計方式是在教學週內安排2周獨立進行課程設計,安排指導老師專門指導。
2 課程內容
本課程設計分路基工程課程設計和路面工程課程設計。
2.1 路基工程課程設計
路基課程設計是以擋土牆設計為主的設計內容。
(一)設計資料
某新建公路k2+345~k2+379路段採用漿砌片石重力式路堤牆,具體設計資料列於下:
1.路線技術標準,山嶺重丘區一般二級公路,路基寬8.5m,路面寬7.0m。
2.車輛荷載,計算荷載為汽車-20級,驗算荷載為掛車-100。
3.橫斷面原地面實測值及路基設計標高如表1所示。
4.k2+361擋牆橫斷面布置及擋牆型式如圖1所示(注:參考尺寸: m, =0.40m, =0.60m)。
5.填料為砂性土,其密度18kn/m3,計算內摩擦角=35,填料與牆背間的摩擦角=。
6.地基為整體性較好的石灰岩,其允許承載力=450kpa,基地摩擦係數為f=0.45。
7.牆身材料採用5號砂漿砌30號片石,砌體=22kn/m3,砌體容許壓應力為kpa,容許剪應力=100kpa,容許拉應力=60 kpa。
橫斷面原地面實測值及路基設計標高表1
圖1 k2+361擋牆橫斷面布置及擋牆型式示意圖
(二)具體要求
擋土牆設計包括擋土牆的平面、立面、橫斷面設計,其中擋土牆橫斷面設計以k2+361橫斷面設計為例。大致步驟如下:
1.擋土牆平面、立面布置
2.擋土牆橫斷面布置,並擬定斷面尺寸(圖1供參考);
3.計算主動土壓力;
4.驗算擋土牆抗滑、抗傾覆穩定性;
5.驗算基底應力及偏心距;
6.驗算牆身截面強度;
7.擋土牆的伸縮縫與沉降縫,以及排水設施設計;
8.繪製擋土牆平面、立面、橫斷面圖;
9.編寫設計說明書。
(三)設計完成後應提交的檔案
1.擋土牆的平面、立面與橫斷面圖;
2.設計計算說明書。
2.2 路面課程設計
(一)設計資料
東北某地(ii4)擬建二級公路,全長40km(k0~k40),除由於 k31+150~k33+350路段縱坡較大(一般為5%左右),採用水泥混凝土路面外,其餘均採用瀝青類路面,其中k15+600~k22+440路段為老路改造,採用補強措施,有關資料如下:
1.公路技術等級為一級公路,路面寬度為9.0m。
2.交通狀況,經調查交通量為4100輛/日,交通組成如表2所示,交通量年平均增長率γ= 4.9%。
交通組成表1
汽車參數列2
3.路基土質為粘性土,乾濕狀態為潮濕,道路凍深為160cm。
4.k15+600~k22+440路段原路面為瀝青路面,瀝青面層厚度h=3cm,路面實測彎沉值分別為:72、81、78、64、66、65、68、75、72、71、66、73、68、77、74、74、81、82、78、79(0.01mm)等共20測點,彎沉測定採用標準軸載,測定時路表溫度為27.
5℃,前5小時的平均溫度為25℃(注:季節影響係數以kl=1.08,溫度影響係數k2=1.
0)。(二)設計要求
1.交通分析;
2.擬定路面結構,並說明選用該種路面結構的原因;確定材料引數及水泥混凝土路面板的平面設計;
3.計算或驗算路面結構層厚度;
①瀝青路面採用手工計算和計算機計算兩種方式,並分析其結果以及說明理由;
②擬定幾種瀝青路面厚度,採用計算機計算,分析瀝青面層變化對基層厚度的影響,基層厚度變化對底基層厚度的影響;
③對於水泥混凝土路面採用手工計算;
4.繪製路面結構圖及水泥混凝土路面平面布置圖,接縫構造圖;
5.編寫設計說明書。
(三)提交的設計檔案
1.路面結構圖;
2.水泥混凝土路面平面布置圖,接縫構造圖;
3.設計計算說明書。
3 課程組織形式與教師指導方法
3.1 課程組織形式
第一步,根據設計題目,利用各種途徑查閱專業資料,如設計規範、教材等;第二步,根據設計指導書及老師的現場答疑指導進行各部分的設計計算;第三步,編制設計計算說明書,並將其提交給指導老師檢查認可;
課程設計組織形式:
首先把布置設計任務,每天安排指導老師到教室進行整體答疑2~3課時,學生將在設計過程中遇到的問題集中,向老師提問,如果問題具有普遍性,老師將向全體學生解答,答疑結束後學生繼續完成各自的設計計算,每隔兩天指導老師檢查學生完成設計的情況,再根據完成的情況指導老師統一意見後繼續指導學生做後續的設計。
學生應在指導教師的指導下,獨立完成設計內容;內容上要求條理清晰,盡量採用簡圖和**形式;外觀上要求字型工整,紙張和封面統一。
具體要求如下:
(1)初步掌握路基路面工程設計的內容、設計計算步驟及方法;
(2)能夠比較全面地收集和查詢有關技術資料;
(3)合理擬定路基路面的設計方案;
(4)獨立完成路基穩定性和路面結構設計的計算和驗算;
(5)能夠分析路基路面設計時存在的問題並能加以解決。
3.2 課程設計內容和時間安排
(1)布置設計任務。教師提供路基路面課程設計的基本資料,並交待課程設計的目的、方法、要求等。0.5天
(2)路基設計資料分析、設計方案的擬定 1天
(3)路基結構形式設計、繪製,路基邊坡穩定性驗算;路基擋土牆的設計、繪製,擋土牆穩定性的計算及驗算 3天
(4)整理及編寫整理路基工程課程設計的設計報告、計算書整理 1天
(5)路面設計資料分析、確定路面等級和面層型別 1天
(6)路面結構設計、路面結構引數及設計引數確定,應擬定三種可能的路面結構組合與厚度方案;路面厚度計算和應力驗算,提出合理的路面合理的路面結構型式。 3天
(7)整理及編寫整理路面工程課程設計的設計報告、計算書整理 1天
4 考核內容與方法
4.1 課程設計考核方式
課程設計成績以設計成果的質量為主,結合平時的考差進行評定。凡成績不及格者,必須重修。平時考查主要檢查學生的出勤情況、學習態度、是否獨立完成設計等幾方面。
設計成果的檢查,著重檢查設計圖紙和計算書的完整性和正確性。成績的評定要按課程的目的要求,突出學生獨立解決工程實際問題的能力和創新性的評定。課程設計的成績按優秀、良好、中等、及格和不及格五級評定。
4.2 課程設計成績評定標準
(1)優
①能夠熟練綜合運用所學知識,全面獨立完成設計任務,設計過程中能夠提出自己的見解;
②設計方案合理,設計計算正確,資料可靠;
③圖面質量整潔,能很好地表達設計意圖;
④計算書表達清楚,文字通順,書寫工整。
(2)良
①能綜合運用所學知識,全面完成設計任務;
②設計方案合理,設計計算基本正確,;
③圖面質量整潔,能夠較好地表達設計意圖;
④計算書表達清楚,文字通順,書寫工整。
(3)中
①能運用所學知識,按期完成設計任務;
②能基本掌握設計與計算方法;
③圖面質量一般,能較好地表達設計意圖;
④計算書表達一般,有多處不夠確切。
(4)及格
①基本能運用所學知識,按期完成設計任務;
②設計與計算沒有原則性錯誤;
③圖面質量不夠完整,基本能表達設計意圖;
④計算書表達一般,有多處錯誤存在。
(5)不及格
①運用所學知識能力差,不能按期完成設計任務;
②設計與計算有嚴重錯誤;
③圖面不整潔,不能表達設計意圖;
③計算書不完整,有多處錯誤存在。
路基路面工程課程設計指導書
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《路基路面工程》課程設計指導書
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《路基路面工程課程設計》指導書2019
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