道路与铁路工程检测技术 授课计划+教案.docx

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道路与铁路工程检测技术授课计划+教案

xxxxxx学院

_道路与铁路工程检测技术_课程教案

2019～2020学年第2学期

开课单位：

道桥学院

授课教师：

xxx

职称：

讲师

课程性质：

专业课

适用专业：

城工专业

总课时：

54

理论课时：

18

实践课时：

36

教材名称：

道路与铁路工程检测技术

xxxxxx学院教务处制

xxxxxx学院

《公路与桥梁检测技术》课程授课计划表

2019～2020学年第2学期

　授课时间：

第1周至第18周

总学时数54学时　

讲　授18学时习题课学时　　

　实践课36学时一体化课学时

授课教师xxx职称讲师

授课班级

教材名称道路与铁路工程检测技术

主要参考资料《道路与铁路工程检测技术》

周次

教学内容摘要

（讲述的内容提要，实训的名称内容，课堂讨论的题目等）

授课时数

课外作业

备注

执行

情况

1

试验检测安全教育

2

课后复习题

1

试验检测数据处理

2

课后复习题

2-4

路基压实度检测

8

课后复习题

5

路基平整度检测

4

课后复习题，实训报告

6-7

混凝土无损检测

6

课后复习题，实训报告

8-10

土的击实试验

8

课后复习题，实训报告

11-13

水泥或石灰剂量的测定

8

课后复习题，实训报告

13-14

土的液塑限检测

4

课后复习题，实训报告

15

轨道无损检测

4

课后复习题，实训报告

16-17

轨道几何形位测定

4

课后复习题，实训报告

17-18

复习

4

课后复习题，实训报告

填表日期：

2020.3

专业负责人/教研室负责人：

开课部门负责人：

说明：

1.本课程授课计划表由授课教师负责填写，于每学期开学前一周内送交开课部门审定。

2.此表一式三份，其中，授课教师、开课部门、教务处各留一份，并将电子文档交教务处。

3.实践课等有特殊要求的请在备注栏填写。

4.执行情况栏填写要求：

授课教师自留的，由授课教师上课后据实填写教学内容；开课部门留存的，按抽查的实际执行情况填写教学内容及评价。

xxxxxx学院

教学单元教案

单元内容

学习情景一、试验检测安全教育

：

常见商品选购

单元序号

1

单元课时

2

教学手段

PPT教学

教学方法

案例教学、教师精讲、小组讨论

教学课型

■理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

试验安全注意事项、常见的安全防护措施

知识目标

掌握xxxxxx学院试验检测管理规定

。

情感目标

树立“安全在我心中，生命在我手中”安全意思

任务定位

教学重点

学习工地试验室和高校试验室的安全管理制度。

教学难点

高校试验室的安全管理制度

教学关键点

安全第一、预防为主的方针

教学过程设计

问题与对策

时间安排：

课程导入（5分钟）：

试验检测过程中安全的重要性。

案例1、2018年12月26日，北京交通大学市政与环境工程实验室发生爆炸燃烧，事故造成3人死亡；案例2：

北京地铁10号线塌方事故。

（35分钟）

小组讨论（5分钟）

xxxxxx学院实训室安全管理制度；工地试验室安全管理制度。

（30分钟）

课程小结（5分钟）

教学内容：

安全呢事故案例分析；xxxxxx学院实训室安全管理制度；工地试验室安全管理制度。

【学习情境导入】

试验检测的重要性：

工程试验检测是评定修建道路所用材料路用性的主要手；工程试验检测结果是描述工程设计参数的主要依据；工程试验检测是控制工程施工质量的重要手段；工程试验检测是评价工程质量缺陷和鉴定工程质量事故的重要手段；工程试验检测是档案管理的基本内容；工程试验检测是管理人员和技术人员应具备的基本素质之一。

案例1、2018年12月26日，北京交通大学市政与环境工程实验室发生爆炸燃烧，事故造成3人死亡。

事故调查组按照“科学严谨、依法依规、实事求是、注重实效”的原则，通过现场勘验、检测鉴定、调查取证、模拟实验，并委托化工、爆炸、刑侦、火灾调查有关领域专家组成专家组进行深入分析和反复论证，查明了事故发生的经过和原因，认定了事故性质和责任，并提出了对有关责任人员和单位的处理建议及事故防范和整改措施。

近日，市政府正式批复了北京交通大学“12·26”事故调查报告。

经事故调查组认定，本起事故是一起责任事故。

2007年3月28日7时40分位于北京市海淀南路的地铁10号线工程苏州街车站东南出入口发生一起塌方事故，6名施工者被埋。

案例涉及问题：

1、试验检测安全问题的重要性。

2、管生产必须管安全？

。

3、高校试验室安全的重要性。

【进入学习情境】

xxxxxx学院实训室安全管理制度；工地试验室安全管理制度。

【教学笔记】

一、本学期本门课授课的过程中必须坚持安全第一、预防为主的方针。

建立健全安全生产的责任制度和群防群治制度。

我们必须学习工地试验室和高校试验室的安全管理制度。

二、管理的外部环境

1、未进实验室时，就应对本次实验进行预习，掌握操作过程及原理，弄清所有药品的性质。

估计可能发生危险的实验，在操作时注意防范。

2、学生进入实训室，须遵守纪律，听从指导老师安排和指导。

进入实训室须衣着整齐，不得穿拖鞋进入室内，不得在室内打闹嬉戏，不得乱丢、乱吐、乱涂；不准在实训室内吸烟、吃东西。

恶意违反实训室制度又不听劝阻的，取消实训资格；

3、实验室内严禁烟火，严禁闲杂人员入内。

4、实验开始前，检查仪器是否完整无损，装置是否正确稳妥。

实验进行时，应该经常注意仪器有无漏气、碎裂，反应进行是否正常等情况；

5、在酒精快烧尽、灯火还没熄灭时，千万不能注入燃料；酒精灯熄灭时，不要用口来吹，防止发生意外；不要用一个酒精灯来点燃，以免酒精溢出，引起燃烧。

点燃的火柴用完后立即熄灭，不得乱扔；

6、要注意安全用电，不要用湿手、湿物接触电源，实验结束后应及时切断电源；

7、取用药品要选用药匙等专用器具，不能用手直接拿取；

8、使用玻璃仪器时，要按操作规程，轻拿轻放，以免破损，造成伤害；

9、使用打孔器或用小刀割胶塞、胶管等材料时，要谨慎操作，以防割伤；

10、未经许可，绝对不允许任意混合各种化学药品，以免发生意外事故。

11、实验开始前，检查仪器是否完整无损，装置是否正确稳妥。

实验进行时，应该经常注意仪器有无漏气、碎裂，反应进行是否正常等情况；

12、严禁在实验室内饮食，或把餐具带进实验室，更不能把实验器皿当作餐具；

13、实验结束，应整理好桌面，把手洗净再离开实验室。

为了顺利地做好实训，保证实训成功，保护仪器设备，维护每个师生的安全，防止一切实验事故，特制订本实验室安全操作规程，每一位师生必须遵守。

三、项目试验室安全管理制度和安全保证体系如下图，具体管理制度见附件。

1、试验室是进行检测分析、保存计量器具和出据试验资料的重要场所，应保持严肃、安静。

非本单位人员未经许可不得入内。

2、试验室内应保持清洁、整齐，按指定的位置安放试验台、试剂架、药品、玻璃器皿及其他仪器，并经常保持清洁、无尘。

3、试验室内不得从事与试验无关的活动，室内玻璃器皿、试剂柜内不得存放与实验无关的物品。

4、试验室内的仪器设备要正确使用和维护，经常保持其干燥、清洁，不用时要拨去电源插头或扳下电源开关。

【单元小结】本单元介绍xxxxxx学院实训室安全管理制度；工地试验室安全管理制度，要求学生树立“安全在我心中，生命在我手中”安全意思

【预习】工地试验室的组建及内部管理体系

思考题

与作业

安全的重要性，生命在我心中？

教学反思

教学单元教案

单元内容

学习情景二、试验数据的统计分析和处理方法

：

常见商品选购

单元序号

2

单元课时

2

教学手段

PPT教学

教学方法

理论教学、教师精讲、小组讨论

教学课型

■理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

会处理试验检测数据

知识目标

掌握试验数据的统计分析和处理方法

情感目标

学科之间的相互应用，数学知识的应用，学以致用

任务定位

教学重点

计算绝对误差、相对误差；进行有效数字的判定及修约；可疑数据的取舍。

教学难点

计算绝对误差、相对误差；进行有效数字的判定及修约；可疑数据的取舍。

教学关键点

试验数据处理

教学过程设计

问题与对策

时间安排：

课程导入，钢筋取样方法及取样数量（5分钟）。

检测数据的误差分析、有效数字和数字修约（35分钟）

小组讨论，粗集料、细集料、水泥的检验批次要求（5分钟）。

数据的统计特征量、统计数据的分布特征、可疑数据的取舍方法。

（30分钟）

课程小结（5分钟）

教学内容：

【复习上一个学习项目主要内容】

我国的标准体系、工地试验室的组建、工地试验室的内部管理制度

【学习情境导入】

进场应有出厂质量证书和试验报告单，每据（盘）均应有标示牌，进场钢筋应按3批进行检，同一厂别、同一护号、同一观格、同一交货状态、同一进场时间为一个验收批。

版光面钢筋、精带助钢、低碳钢热乳圆量条，每批数量不大于60，取一组试样；冷乳带肋钢筋，每批数量不大于50，取一组试样。

参考教材p77。

【进入学习情境】

试验数据的统计分析和处理

【教学笔记】

一、检测数据的误差分析

1．误差的含义

（1）表示测量值与“真值”的差量。

（2）表示一项试验估计值的不确定度，或者说描述了一项测量的精度。

2.误差的表示

1）绝对误差

绝对误差是指实测值与被测量的真值（理论值）之差

2）相对误差

相对误差是指绝对误差与被测真值（或平均值）的比值

3.误差的分类

4.误差的来源

1）装置误差：

主要由设备装置的设计制造、安装、调整与运用引起的误差。

如试验机示借，等臂天平不等臂，仪器安装不垂直、偏心等。

2）环境误差：

由于环境因素而达不到要求的标准状态所引起的误差。

如混凝土养护条件达不到标准的温度、湿度等。

3）人为误差：

测试者生理上的最小分辨力和固有习惯引起的误差。

如对准示值读数时，始终偏高或偏低。

4）方法误差：

测试者未按规定的操作方法进行试验所引起的误差。

如强度试验时试块放置偏心，加荷速度过快或过慢等。

二、有效数字和数字修约

1.有效数字

2.数据修约规则

在质量数据处理时，首先按照试验检测的数据的精度和一定的规则对测量或计算结果的位数进行取舍，保留一定的有效数字，这个过程称为数字的修约。

（1）拟舍弃数字的最左一位数字小于5时，则舍去，即保留的各位数字不变。

例l：

将13.2476修约到一位小数

例2：

将13.2476修约成两位有效位数

（2）拟舍弃数字的最左一位数字大于5；

例l：

将11.67保留整数

例2：

将10.3802保留一位小数

四舍六入五考虑，

五后非零则进一，

五后皆零视奇偶，

五前为偶应舍去，

五前为奇则进一，

不论数字多少位，

都要一次修约成。

练习题：

12.1498修约到个位数1268修约到百位数

10.5002修约到个位数-355修约到十位数

1.050修约间隔为0.12550修约间隔为1000

15.454修约间隔为197.456三位有效数字

16.0500一位小数点-0.115001两位小数

48.45结果精确至0.5

2.3结果精确值0.2

三、数据的统计特征量

1、算术平均值

用样本的算术平均值来代表总体的平均水平。

总体的算术平均值用μ表示，样本的算术平均值则用表示。

如果n个样本数据为x1、x2、…、xn，那么，样本的算术平均值为：

2、加权平均值

若对同一物理量用不同的方法或对同一物理量用不同的人去测定，测定的数据可能会受到某种因素的影响，这种影响的权重必须给与考虑，一般采用加权平均的方法进行计算。

3、中位数

在一组数据x1、x2、…、xn中，按其大小次序排序，以排在正中间的一个数表示总体的平均水平，称之为中位数，或称中值，用表示。

n为奇数时，正中间的数只有一个；n为偶数时，正中间的数有两个，则取这两个数的平均值作为中位数，

4、极差值

在一组数据中最大值与最小值之差，称为极差，记作R=xmax-xmin

5、标准偏差

标准偏差有时也称标准离差、标准差或称均方差，它是衡量样本数据绝对波动性（离散程度）的指标。

在质量检验中，总体的标准偏差σ一般不易求得。

样本的标准偏差S按下式计算：

6、变异系数

标准偏差是反映样本数据的绝对波动状况，当测量较大的量值时，绝对误差一般较大；而测量较小的量值时，绝对误差一般较小，因此，用相对波动的大小，即变异系数更能反映样本数据的波动性。

变异系数用Cv表示，是标准偏差S与算术平均值的比值

四、统计数据的分布特征

正态分布

t分布

五、可疑数据的取舍方法

常用可疑数据的取舍方法有：

拉依达法

肖维纳特法

格拉布斯法

【单元小结】本单元介绍试验数据的统计分析和处理方法，要求学生计算绝对误差、相对误差；进行有效数字的判定及修约；可疑数据的取舍。

【预习】路面几何尺寸检测

思考题

与作业

何为总体与样本？

以粗集料、细集料、水泥、钢筋试验为例，说明工程材料的检测频次如何？

答案见课本77页。

教学反思

教学单元教案

单元内容

学习情景三、路基压实度检测

：

常见商品选购

单元序号

3

单元课时

2

教学手段

PPT教学

教学方法

理论教学、教师精讲、小组讨论

教学课型

■理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

学会土的最大干密度和最佳含水量的测定

知识目标

掌握路基土的最大干密度和最佳含水量的确定、路面基层混合料最大干密度及最佳含水量的确定、沥青混合料标准密度确定

情感目标

学以致用，吃苦耐劳

任务定位

教学重点

土的最大干密度和最佳含水量的确定、路面基层混合料最大干密度及最佳含水量的确定

教学难点

土的最大干密度和最佳含水量的确定、路面基层混合料最大干密度及最佳含水量的确定

教学关键点

最大干密度和最佳含水量的计算

教学过程设计

问题与对策

时间安排：

课程导入，路基压实度的跟强度等性能的关系（5分钟）。

路基土的最大干密度和最佳含水量的确定（35分钟）

小组讨论（5分钟）。

路面基层混合料最大干密度及最佳含水量的确定、沥青混合料标准密度确定。

（30分钟）

课程小结（5分钟）

教学内容：

【复习上一个学习项目主要内容】

路面厚度检测

【学习情境导入】

因为压实度不足导致的路面破坏事例。

【进入学习情境】

大量的室内试验和工程实践表明，压实可使路基土和路面材料的强度大大增加；可减少路基路面在行车荷载作用下产生的形变；可增加路基和路面材料的抗透水性和强度稳定性等，从而保证其使用质量。

【教学笔记】

第四章 路基路面压实度检测

一、概述

压实是把一定体积的路基土、基层材料或者路面沥青混凝土压缩到更小的体积的过程。

减少空隙，提高材料密度。

压实的作用：

增加强度

减少变形

压实不足的危害：

车辙、裂缝、沉陷及剪切破坏

压实度越高，密度越大，材料整体性能越好。

压实度过低，越容易导致路面结构层的早期破坏，如：

水侵蚀、坑槽、松散、剥落、车辙等病害。

影响压实度的因素：

矿料级配掺配不科学、填料质量差（矿粉）、含水量偏低（基层）、水泥剂量偏低（基层）、油石比偏低或偏高、压实厚度偏厚、压实机具组合不匹配、碾压遍数不够等。

二、路基土的最大干密度和最佳含水量的确定

试验分轻型击实和重型击实。

小试筒适用于粒径不大于25mm的土，大试筒适用于粒径不大于38mm的土。

1.试验仪器设备

（1）标准击实仪。

轻、重型试验方法和设备的主要参数应符合表1的规定。

（2）烘箱及干燥箱。

（3）天平：

感量0.01g。

（4）台秤：

称量10kg，感量5g。

（5）圆孔筛：

孔径38mm、25mm、19mm和5mm各1个。

（6）拌和工具：

400mm×600mm、深70mm的金属盘、土铲。

（7）其他：

喷水设备、碾土器、盛土盘、量筒、推土器、铝盒、修土刀、平直尺等。

表1击实试验方法种类

试验方法

类别

锤底直径（cm）

锤质量（kg）

落高（cm）

试筒尺寸

层数

每层击数

击实功（kJ/m3）

最大径（mm）

内径（cm）

高（cm）

容积（cm3）

轻型

Ⅰ.1

5

2.5

30

10

12.7

997

3

27

598.2

25

Ⅰ法

Ⅰ.2

5

2.5

30

15.2

12

2177

3

59

598.2

38

垂型

Ⅱ.1

5

4.5

45

10

12.7

997

5

27

2687.0

25

Ⅱ法

Ⅱ.2

5

4.5

45

15.2

12

2177

3

98

2677.2

38

2.试验准备

本试验可分别采用不同的方法准备试样。

各方法可按表2准备试样。

（1）干土法（土重复使用）将具有代表性的风干或在50℃温度下烘干的土样放在橡皮板上，用圆木棍碾散，然后过不同孔径的筛（视粒径大小而定）。

对于小试筒，按四分法取筛下的土约3kg；对于大试筒，同样按四分法取样（取出有代表性的土样）约6.5kg。

估计土样风干或天然含水量，如风干含水量低于开始含水量太多时，可将士样铺于一不吸水的盘上，用喷水设备均匀地喷洒适当用量的水，并充分拌和，闷料一夜备用。

（2）干土法（土不重复使用）按四分法至少准备5个试样，分别加入不同水份（按2%~3%含水量递增），拌匀后焖料一夜备用。

（3）湿土法（土不重复使用）对于高含水量土，可省略过筛步骤，用手拣除大于38mm的粗石子即可。

保持天然含水量的第一个土样，可立即用于击实试验。

其余几个试样，将土分成小土块，分别风干，使含水量按2%~3%递减。

表2试料用量

使用方法

类别

试筒内径（cm）

最大粒径（mm）

试料用量（kg）

干土法

试样重复使用

a

10

10

15.2

5

25

38

3

4.5

6.5

干土法

试样不重复使用

b

10

15.2

25

38

3（至少5个试样）

6（至少5个试样）

湿土法

试样不重复使用

c

10

15.2

25

38

3（至少5个试样）

6（至少5个试样）

3.试验步骤

（1）根据工程要求，按规定选择轻型或重型试验方法；根据土的性质（含易击碎风化石数量多少，含水量高低），按规定选用干土法（土重复或不重复使用）或湿土法。

（2）将击实筒放在坚硬的地面上，取制备好的土样分3~5次倒入筒内。

小试筒按三层法时，每次约800～900g（其量应使击实后的试样等于或略高于筒高的1/3）；按五层法时每次约400～500g（其量应使击实后的试样等于或略高于筒高的1/5）。

对于大试筒，先将垫块放入筒内底板上，按五层法时，每层需试样约900g（细粒土）～1100g（粗粒土）；按三层法时，每层需试样1700g左右。

整平表面，并稍加压紧，然后按规定的击数进行第一层土的击实，击实时击锤应自由垂直落下，锤迹必须均匀分布于土样面，第一层击实完后，将试样层面“拉毛”，然后再装入套筒，重复上述方法进行其余各层土的击实。

小试筒击实后，试样不应高出筒顶面5mm；大试筒击实后，试样不应高出筒顶面6mm。

（3）用修土刀沿套筒内壁削刮，使试样与套筒脱离后，扭动并取下套筒，齐筒顶细心削平试样，拆除底板，擦净筒外壁，称量，准确至1g。

（4）用推土器推出筒内试样，从试样中心处取样测其含水量，计算至0.1%。

测定含水量用试样的数量按表3规定取样。

两个试样含水量的精度应符合含水量试验规定。

测定含水量用试样的数量

最大料径（mm）

试样质量（g）

个数

最大料径（mm）

试样质量（g）

个数

5

15~20

2

约19

约250

1

约5

约50

1

约38

约500

1

（5）对于干土法（土重复使用），将试样搓散，然后按本试验的方法进行洒水、拌和，但不需闷料，每次约增加2%~3%的含水量，其中有两个大于和两个小于最佳含水量，所需加水量按下式计算：

式中：

——所需的加水量，g；

——含水量

时土样的质量，g；

——土样原有含水量，%；

——要求达到的含水量，%。

按上述步骤进行其他含水量试样的击实试验。

对于干土法（土不重复使用）和湿土法，按前所述准备各个试样，分别按上述步骤进行。

击实试验。

5.结果整理

（1）计算各含水量下的干密度。

按下式计算击实后各点的干密度：

式中：

——干密度，g/cm3；

——湿密度，g/cm3；

——含水量，%。

（2）求最大干密度和最佳含水量

以干密度为纵坐标，含水量为横坐标，绘制干密度与含水量的关系曲线，曲线上峰值点的纵、横坐标分别为最大干密度和最佳含水量。

如曲线不能绘出明显的峰值点，应进行补点或重做。

（3）计算空气体积等于零的等值线，并将这根线绘在含水量与干密度的关系图上，以资比较。

式中：

——试样的干密度，g/cm3；

——空气体积，%；

——试样密度，对于粗粒土，则为土中粗细颗粒的混合密度；

——试样的含水量，%。

（4）当试样中有大于38mm颗粒时，应先取出大于38mm颗粒，并求得其百分率p，把小于38mm部分作击实试验，按下面公式分别对试验所得的最大干密度和最佳含水量进行校正（适用于大于38mm颗粒的含量小于30%时）。

最大干密度按下式校正：

式中：

——校正后的最大干密度，g/cm3；

——用粒径小于38mm的土样试验所得的最大干密度，g/cm3；

——粒径大于38mm颗粒的百分数，%；

——粒径大于38mm颗粒的毛体积密度，计算至0.01g/cm3，。

最佳含水量校正：

式中：

——校正后的最佳含水量，%；

——用粒径小于38mm的土样试验所得的最佳含水量，%；

——粒径大于38mm颗粒的百分数，%；

——粒径大于38mm颗粒的吸水量，%。

三、路面基层混合料最大干密度及最佳含水量的确定

1.石灰土、二灰稳定粒料

根据室内试验测得结合料的最大干密度和集料的相对密度，把已确定的结合料与集料的质量比换算为体积比，则混合料的最大干密度为：

最佳含水率：

2.水泥稳定粒料

最大干密度：

最佳含水率：

四、沥青混合料标准密度确定

水中重法：

仅适用于密实的I型沥青混合料；

表干法：

表面较粗但是密实的I和II型沥青混合料，但是吸水率＜2%；

蜡封法：

吸水率＞2%的I和II型沥青混合料；

体积法：

空隙率较大的沥青碎石混合料及大空隙透水性开机片沥青混凝土试件。

【单元小结】本单元介绍路基土的最大干密度和最佳含水量的确定、路面基层混合料最大干密度及最佳含水量的确定、沥青混合料标准密度确定。

要求学生学会土的最大干密度和最佳含水量的测定。

【预习】灌砂法压实度检测

思考题