《公路设计技术》课程思政课堂教学设计.docx

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《公路设计技术》课程思政课堂教学设计

《公路设计技术》课程思政课堂教学设计

一、教学目标

★知识目标

1.掌握设计理论与设计指标；

2.能进行结构组合设计；

3.能进行接缝设计。

★能力目标

1.能够看懂结构设计图；

2.会绘制接缝设计图。

★素质目标

1.具有安全意识；

2.具有行业的规范意识。

二、课程思政

★融入知识点   

1.面层水泥混凝土的强度特性；

2.设计理论；

3.防冻要求。

★融入方式   

1.通过《规范》规定的讲解，培养学生安全意识和行业的规范意识。

2.通过工程实例讲解，进一步培养学生规范意识。

★思政元素  

规范意识、工作安全意识  

三、教学引入

 复习公路路面的分类，引出水泥混凝土路面。

四、教学展开

（一）设计理论与设计指标

1.水泥混凝土路面：

是指以水泥混凝土板做面层的路面。

2.水泥混凝土路面类型：

1）普通混凝土路面；

2）钢筋混凝土路面；

3）连续配筋混凝土路面；

4）预应力混凝土路面；

5）钢纤维混凝土路面；

6）碾压混凝土路面。

3.面层水泥混凝土的强度特性

1）抗压强度--评价指标《规范》试件：

150*150*150mm

作为评价水泥混凝土力学性能的指标；

作为间接评价水泥混凝土耐磨性的指标；

2）弯拉强度--强度指标《规范》150*150*550mm

规定1：

水泥混凝土的设计弯拉强度标准值为28d的弯拉强度；

规定2：

水泥混凝土弯拉强度标准值不低于表；

3）劈裂强度--100mm,或150mm

在水泥混凝土面层施工质量检验和面层评定时，如果直接进行弯拉强度试验有困难，可采用钻芯法取圆柱形试件，做劈裂试验测定劈裂强度，利用换算关系得到弯拉强度；

4）抗拉强度--150*150*150mm

直接拉伸试验，试验误差大，很少使用；

《规范》

规定1：

采用劈裂拉伸试验间接确定抗拉强度；

规定2：

普通混凝土路面不用，连续配筋混凝土路面中确定面层内纵向钢筋的配筋率。

4.设计理论与方法：

理论：

《规范》我国采用弹性地基板理论

地基模型：

弹性半空间地基

方法：

解析法

以设计基准期末期混凝土面层板出现疲劳断裂为临界状态作标准。

5.设计内容：

1）各结构层材料配合比设计

2）路面结构组合及厚度设计；

3）接缝构造及配筋设计；

4）路面排水设计；

5）路肩设计。

（二）路面结构组合设计

一）路基：

1.设计状态：

干燥或中湿

2.要求：

密实、稳定、均质

3.施工：

分层填筑，分层压实

4.防冻要求：

《规范》

二）基层

1.设置目的：

1）防止积泥 ；

2）防冰冻作用；

3）为面层提供均匀的支承；

4）改善排水；

5）为面层施工提供场地；

6）延长路面使用寿命；

2.基层在设计时的相关要求：

基层应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度；表面平整；断面正确。

3.材料：

《规范》

4.各类基层厚度的适宜范围

5.基层的宽度

1）采用小型机具施工时：

应比混凝土面层每侧至少宽出300mm

2）轨模式摊铺机施工时：

500mm

3）滑模式摊铺机施工时：

650mm

4）路肩采用混凝土面层,其厚度与行车道面层相同时：

基层宽度宜与路基同宽。

5）级配粒料基层的宽度也宜与路基同宽。

6.底基层

1）上路床为细粒土、粘土质砂或级配不良砂（承受特重或重交通时）,或者为细粒土（承受中等交通时）：

应在基层下设置底基层。

底基层可采用级配粒料、水泥稳定粒料或石灰粉煤灰稳定粒料,厚度一般为200mm。

2）排水基层：

应设置由水泥稳定粒料或者密级配粒料组成的不透水底基层,厚度一般为200mm

底基层顶面宜铺设沥青封层或防水土工织物。

三）面层：

1.形式：

等厚式

2.类型

1）设接缝的普通混凝土：

一般采用；

2）设置接缝的钢筋混凝土面层：

面层板的平面尺寸较大或形状不规则,路面结构下埋有地下设施,高填方、软土地基、填挖交界段的路基等有可能产生不均匀沉降时应采用。

3）其他面层类型：

可根据适用条件按《规范》取用。

3.平面形状：

矩形

普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢纤维混凝土面层板一般采用矩形。

其纵向和横向接缝应垂直相交,纵缝两侧的横缝不得相互错位。

1）板宽：

纵向接缝的间距按路面宽度在3.O—4.5m范围内确定。

碾压混凝土、钢纤维混凝土面层在全幅摊铺时,可不设纵向缩缝。

2）板长：

横向接缝的间距按面层类型和厚度选定:

A.普通混凝土面层一般为4—6米,面层板的长宽比不宜超过1.30,平面尺寸不宜大于25m2；

B.碾压混凝土或钢纤维混凝土面层一般为6—10m。

C.钢筋混凝土面层一般为6—15m。

4.厚度：

《规范》

1）普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或连续配筋混凝土面层所需的厚度,可参照规范的要求取值。

2）钢纤维混凝土：

面层的厚度按钢纤维掺量确定,钢纤维体积率为0.6%~1.0%时,其厚度为普通混凝土面层厚度的0.65~075倍。

特重或重交通时,其最小厚

度为160mm;中等或轻交通时,其最小厚度为140mm。

3）复合式路面沥青上面层的厚度一般25~80mm。

*各种混凝土面层的计算厚度应满足规范要求。

面层设计厚度依计算厚度按l0mm向上取整。

（三）接缝设计

作用：

1）释放由于温度变化引起的混凝土面板内的胀缩应力、翘曲应力等。

2）控制应力过大时裂缝出现的位置。

使其沿接缝处伸缩，不致产生无规则的裂缝。

接缝的种类：

按位置分：

横缝（横向缩缝、横向施工缝、胀缝）、纵缝（纵向缩缝、纵向施工缝）

按构造分：

平缝、企口缝、假缝

一）横向接缝：

垂直于行车方向

■横向缩缝

□设传力杆假缝型：

适用于特重、重交通公路、收费广场以及邻近胀缝或自由端部的3条缩缝。

□对高速公路横向缩缝顶部须两次锯缝形成浅槽口。

□不设传力杆假缝型：

除上述以外的缩缝。

■横向施工缝

□设传力杆平缝型－设在缩缝处的施工缝

□设拉杆企口缝型－设在缩缝之间的施工缝

■横向胀缝

1.缩缝：

为减小混凝土的收缩应力和温度翘曲应力而设置缩缝

横向缩缝一般采用假缝形式

1）设传力杆假缝型：

适用于特重、重交通公路、收费广场以及邻近胀缝或自由端部的3条缩缝；

2）浅槽口型：

高速公路横向缩缝顶部须两次锯缝

3）不设传力杆假缝型：

除上述以外的缩缝

3.施工缝：

每天施工结束或混凝土浇筑中断半小时以上时，需设置横向施工缝。

其位置宜设在胀、缩缝处。

1）加传力杆平缝型：

设在缩缝处的横向施工缝

2）胀缝型：

设在胀缝处的施工缝

3）加拉杆企口缝型：

设在两条缩缝中间

3.横向胀缝：

是使混凝土板有膨胀的余地，从而避免产生过大的热压应力。

设置在邻近桥梁或其它固定构造物或与其它道路相交处

胀缝采用平缝形式，下部设接缝板，上部为填封料，并设置滑动传力杆。

胀缝宽20mm

4.传力杆：

传力杆采用光面钢筋；最外侧传力杆距纵向接缝或自由边的距离为150～250mm；尺寸：

《规范》

二）纵缝：

平行于行车方向

1.纵向施工缝：

当一次铺筑小于路面宽度时，平缝

2.纵向缩缝：

当一次铺筑大于车道宽度时，假缝

3.拉杆：

应采用螺纹钢筋；最外侧的拉杆距横向接缝的距离不小于100mm；具有足够的长度，使锚固在混凝土内的拉杆能发挥其抗拉能力；尺寸：

《规范》

三）接缝填封材料：

按使用性能分为：

接缝板和接缝填缝料。

1.接缝板：

高速、一级公路宜用泡沫橡胶板、沥青纤维板；

其他等级公路可用木材类或纤维类板；

2.填缝料：

按施工方式又分为：

加热灌入式、常温灌入式和嵌缝条三种

常用填缝料：

聚氨酯焦油类、氯丁橡胶类、乳化沥青类、聚氯乙烯胶泥、沥青橡胶类、沥青玛蹄脂、橡胶嵌缝条。

工程实例：

水泥混凝土路面平面布置图

（通过案例教学，以平面布置图为任务目标，分组进行绘制，找2组进行结果展示，教师总结评价，培养学生严谨的学习与工作态度和规范意识。

）

四、教学总结

本节课主要讲述了设计理论与设计指标，重点是结构组合设计，难点是接缝设计，各组进行工程实例图的绘制，难点接缝设置问题。

五、目标达成检测

1.通过平面布置图的绘制，小组展示检验学生对重点和难点问题的理解，锻炼学生动手能力、解决问题的能力。

2.通过课后作业，培养学生钻研精神。

六、教学反思

1.个别学生对课堂活动不积极，不愿意参与课堂活动；解决方案：

对于课堂参与度不高的同学今后多提问、多让小组同学推他做代表；

2.课堂时间有限，不能每个学生都指导到位；解决方案：

学习通平台系统中的教学资源需要持续填充及更新；

3.个别学生课后作业完成的不及时；解决方案：

找先进同学帮带，微信群经常呼叫。