发布时间:2022-03-23 03:44:25
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的道路工程技术论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
所谓的无损检测技术,就是在不对工程结构或质量产生破坏的基础上,对工程外观缺陷、工件特征检查与测量等技术的统称。无损检测技术包括很多方面,传统的包括通过敲击,听声,对道路工程中有无裂纹进行辨别,现在很多时候还在使用这种方法。然而这种传统的无损检测方法,不能准确的判断出缺陷的位置,具有很大的局限性。通过无损检测技术,能够保证严格的按照质量验收标准,将道路工程质量控制在合理的性能要求范围内,避免由于过度的提高工程质量,造成道路桥梁工程质量过剩。通过无损检测技术能够准确的判断工程缺陷所处的位置,同时还不会对工程设计性能造成影响,如果工程缺陷位于加工余量内,可以对其进行修补,或通过对施工工艺的调整,达到质量要求。所以,通过无损检测技术,不仅能够提高工程施工效率,降低生产造价,还能够满足工程质量性能要求。
2道路桥梁工程中无损检测技术应用的意义
现阶段,我国交通事业快速发展,特别是在我国基础设施建设的不断深入,使得道路桥梁建设越来越重要。道路桥梁工程不仅关系着我国交通运输命运,道路桥梁工程质量也直接关系着交通安全,决定着人们的生命财产安全。另外,道路桥梁工程具有施工线长、工程投资大、施工量大等特点,对工程质量造成影响的因素很多,不仅包括施工环境、地质水文条件等,还与施工技术等具有很大的关系,在施工过程中任何一个环节的质量出现问题,就会严重影响工程质量,给工程造成巨大的损失,加强对道路桥梁工程质量的检测具有十分重要的意义。现阶段我国建设工程重要实行以政府监督为主,社会监理以及施工企业自检为一体的保障体系,在这个保障体系运作过程中,工程检测技术十分重要,可以说工程检测技术是道路工程质量控制与管理的核心。政府相关部分或者是监理企业,还是施工企业,都需要监理满足工程施工要求的实验室,共同完成对道路桥梁工程质量检测,为工程顺利实施提供保障。作为道路桥梁工程施工技术管理中重要的组成部分,检测技术同时也是工程施工控制、竣工验收等重要的环节。通过对工程各种工件、材料等质量的试验检测,能够对施工质量进行合理的评价,保证施工构件、原材料等的质量,提升工程整体的施工孩子两。为了提高道路桥梁工程质量,延长公路使用的寿命,不仅需要对工程基础进行合理的设计,还需要严格的按照施工材料验收标准、施工技术参数等进行,通过严格的质量验收,确保施工质量。通过无损检测技术,还能够保证施工原材料充分利用,同时对于新工艺、新技术、新材料的推广也具有十分重要的意义,对工程质量做出准确的评价。通过大量的实践证明,如果在道路桥梁工程中忽视了对检测的作用,很难保证施工质量,给工程到来质量隐患。总之,无损检测技术对于道路工程的意义包括提升工程质量、保证施工工期、延长工程使用寿命、提高工程的经济性。
3无损检测技术在道路桥梁工程中的具体应用
3.1频谱分析技术在道路桥梁工程中的应用
所谓的频谱分析技术,就是通过对不同介质中传播表面波频率特性的分析,判断检测对象的状态。在道路桥梁结构表面上施加一个瞬间的垂直冲击力,这样就会产生一组瑞雷波面,该波面主要以振源为中心,具有各种频率。这样就会通过对不同部分的锤击,获取不同的瑞雷波面信号,在不同位置上安装传感器,能够对这些瑞雷波频率进行检测,通过对频率的分析以及相干分析技术,达到测试不同深度分层介质力学参数的目的。它与传统方法相比,,具有速度快、检测频率高的特点。可以用于检测路面各分层介质的厚度均匀性以及层间的接触情况。
3.2图像技术在道路桥梁中的应用
所谓的图像技术包括激光全息图像技术以及红外成像技术。红外线成像技术原理:所有物质都是由分子构成的,在分子不断变化的下回释放出热量,同时不同物质结构所散发的热源能量也不尽相同,因此,通过专业的仪器就能够准确的判断物体表面形成的温度分布。由热敏元件对路面等温线进行划出来,通过等温线的分布就能够对道路桥梁工程中的缺陷进行辨别。而激光全息技术,首先通过专业的摄像设备,得到全息图,然后通过对全息图的分析,加上相关的计算,判断工程缺陷类型以及缺陷位置。
3.3超声波检测技术
超声波是一种高频率的声波,人耳听不见,在频率传输的过程中满足波传输规律。通过超声波检测技术,首先在实验检测位置发射超声波,然后通过超声波接收器接受超声波相关的参数,对结构内部缺陷进行判断。在介质中不同位置设置传感器,测量超声波在一定距离内传播的时间,利用速度、时间与位移的关系计算波速,利用速度与介质相关参数的关系可以测定材料的有关参数如弹性模量、抗压强度、抗折强度等,还可用来检测材料或结构内部的缺陷。
3.4激光技术在道路桥梁中的应用
激光技术主要用于对道路桥梁路面的监测,具体的应用原理包括光时差、光电反射、衍射等。衍射原理主要利用激光在传输过程汇总如果遇到狭缝就会出现衍射,通过对狭缝宽窄的调整,就能够得到不同的明暗相间的图像,从而建立相关关系,对结构中狭缝宽度变化等进行分析。光电反射原理主要是激光强度与光电流强度有直接的关系,在光电转换器的作用下能够将光能进行电能转换,由激光强弱的变化,光电转换成电能的信号也会发生变化,根据事先对光电流位移关系的标定,计算出弯沉位移变化。光时差原理主要是通过激光传输速度,对激光在短距离中传输的时差进行记录,判断工程结构内部的均匀性。
4总结
1.1 路面和桥面的铺装层易产生裂缝
由于道路桥梁是长期暴露在外界环境下的,并且使用的次数是数以万计的,需要承载着不同重量的物体。在道路桥梁工程建设中,路面和桥面铺装层往往采用的是半刚性结构,这种结构虽然在某一程度上增强了铺装层的的强度和承受能力,但这种结构易受温度的影响,温度差异越大,铺装层产生裂缝的可能性越大。尤其是北方寒冷地区,路面或桥面铺装层常常会产生裂缝。由于早晚温度差异过大,导致半刚性结构路面的受压性降低,最终在日常使用中出现裂缝,甚至导致崩塌。路面和桥面铺装层产生裂缝的另外一个原因就是长期的使用量,相对于人行道路的铺装层,车辆行驶的道路更易产生裂缝,由于车辆在行驶过程中往往会出现超载或急刹车的现象,车辆会严重的挤压并磨损地面,因此容易发生路面凹陷,进而产生断裂层,在这样长期的磨损情况下,路面和桥面必然产生裂缝,从而使得道路桥梁工程出现质量问题。
1.2 道路桥梁地基不均匀造成沉降问题
道路桥梁的地基质量决定了道路和桥梁的使用寿命,地基不均匀造成沉降的主要原因有以下几点:首先是在道路桥梁工程建设前期相关人员勘测施工场地不到位,进而设计的道路桥梁不合理,导致施工过程中施工技术存在一定漏洞;其次是一些施工人员在工程建设中为谋取利益而偷工减料,忽略了工程质量的达标成果,满足不了施工要求,最终导致道路桥梁地基发生沉降;最后是施工人员在施工过程中没有充分考虑到施工地点周围环境的地质变化情况,建设道路桥梁是需要很长时间的,长时间下地表层会遭到破坏,地质发生变化,土质的软硬度不均衡,造成地基不均匀,甚至引发地基沉降。地基沉降不均匀,则会使路面和桥面受力不均衡,对人们日常生活和车辆的行驶造成严重影响。
1.3 钢筋锈蚀出现断裂问题
在道路桥梁的建设过程中,钢筋是路基工程中重要的原材料,在路基的底层起着主要承重的作用。但是钢筋结构处于路基的内部,容易受到一些环境因素的影响而最终影响其原本的承载能力。比如说,钢筋和混凝土构成了桥梁的承重结构,若是混凝土施工过程或是后期受环境因素影响出现裂缝时,那么钢筋就相当于失去了混凝土这层主要的保护层,一些空气中的水分会大量的侵蚀到钢筋结构的表面,钢筋表面会在长期的水分影响下而发生化学变化,也就是产生表面锈蚀,锈蚀情况严重时,继而会引发钢筋结构的断裂。在外界环境中若是存在一些硫化成分的化学品时,更会加剧钢筋结构的锈蚀程度,使得道路桥梁工程在短时期内发生严重的断裂现象。
1.4 低质量的施工材料引发的桥头破损
桥头破损也是道路桥梁工程中常见的一种病害现象,桥头破损会使得道路桥梁的两端产生严重的变形,这种变形现象会使得整体桥梁的应力结构发生变化,进而使得道路桥梁原本的使用寿命和安全使用系数都在一定程度上有所降低。产生这种现象的主要是由于施工材料的质量不合格引起的,若是施工材料的质量不合格,则不能满足道路桥梁主要结构部件的支撑力的要求,道路桥梁上面长年累月的载重车辆行驶,会使得桥头不堪重负的碾压而产生局部断裂,给道路桥梁的安全通行埋下了严重的隐患问题。
2 道路桥梁工程的施工处理技术分析
2.1 裂缝修补技术
裂缝修补技术是专门针对道路桥梁铺装层的裂缝现象提出的一种施工技术,具体来说裂缝修补技术可分为表面修补、裂缝填充、裂缝灌浆等多种方法,具体方法的选择要依据表面裂缝的具体情况来确定。本节主要介绍表面修补技术。表面修补技术:这种方法适用于表面裂缝较浅的情况,其裂缝的宽度在0.2cm以下的情况。具体方法是,采用环氧胶泥或是水泥浆每隔5分钟便对路面裂缝涂抹一次,使涂抹的厚度达到1mm以后,再对其表面涂抹油漆或是沥青,以作防腐保护,最后采用玻璃纤维布覆盖表面,防止表面再次受外界环境的破坏影响。
2.2 裂缝填充技术
这种修补技术相对于裂縫修补技术来说,更具有加固的作用,适用于裂缝较宽,裂缝现象较严重的情况。具体方法是,在路面的裂缝处进行纵深方向的挖槽,在槽位里边采用水泥浆和环氧树脂胶按照一定比例的调配之后填充到路面的裂缝中,由于环氧树脂胶的性能较为稳定,其与水泥浆进行一定比例的调配后,性能稳固,对表面裂缝的修补更能起到稳固的作用。此外,在填充的工程材料中,还可添加一些防水性能较好的橡胶材料,这样更能使得裂缝在雨水天气时所受的影响较小。
2.3 锚喷施工技术
锚喷施工技术是针对于桥头破损提出的一种施工技术。锚喷具有凝结快、稳固性能高的特点,是处理桥头破损常采用的一种施工技术。具体的技术方法是,在借助锚喷设备超强喷射力的条件下,向裂缝部位喷射一定量的硅胶材料,然后在模板的加固作用下,用硅胶材料将桥体有效的粘结在一起。
2.4 钢筋锈蚀问题的处理
钢筋作为道路桥梁承重系统的中心环节,之所以会出现锈蚀现象,主要是失去了混凝土的保护作用。作为主要的承重构建,钢筋一旦失去了混凝土这层保护层,很容易受到外界空气或是腐蚀性因素的影响,进而使得钢结构的硬力和韧性降低。为此,在处理钢筋锈蚀问题时,首先需要做好混凝土的质量控制工作,对钢筋起到很好的保护作用。具体可行的办法可采用增加混凝土厚度的方式来加强对钢筋的保护,可在混凝土的表面涂刷覆盖层、封闭层、砂浆层等一系列的保护层来加强保护,或是在混凝土施工的初期阶段,可通过改变施工材料配比的方式来加强混凝土的密度,通过掺杂一些矿渣、煤灰粉等来增强混凝土的防渗透性。
关键词:道路桥梁与渡河工程;课程体系;应用型人才;培养模式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)37-0274-03
一、引言
随着我国经济建设的飞速发展,我国基础设施建设的规模和范围达到了前所未有的状况,一方面表现在城镇化建设中高层建筑物的建设,另一方面表现在交通运输工程中的土木建筑工程,如道路(包括普通公路和高速公路)、桥梁、隧道、港口、码头等工程。与之相呼应,我国相关领域专业的高等教育也出现了迅速发展的事态。为了与专业人才培养相适应,道路桥梁与渡河工程是近几年出现的新专业,其核心综合了道路工程、桥梁工程和渡河工程相关的专业技能,其专业基本知识包括了基础工程、道路工程、桥梁工程、隧道工程、地铁工程、地下厂房建筑工程等方面。该专业同时结合了工程安全与管理工程、计算机工程等专业的基础知识,又结合了工程实际操作技能,最终培养出既要满足市场经济对高层次工程技术人才需要,又要顺应社会和时展方向的建造工程师、管理工程师和监理工程师。这样,在人才培养上,专才的培养和通才的培养既相互统一又相互矛盾。因此,如何在传授知识和培养能力方面能均衡二者的关系,制定出合理的道路桥梁与渡河工程专业人才培养方案,不仅具有重要的发展意义,而且具有重要的现实意义[1]。本文将对我国道路桥梁工程专业普通高校课程体系建设进行详细探讨,并分析其合理性。
二、道路桥梁与渡河工程专业人才的培养目标
道路桥梁与渡河工程专业人才培养的最终目标就是要培养既能掌握道路桥梁及地下工程相关的基本理论、方法和专业技能,又能适应我国社会主义现代化经济建设发展需要,而且还要具备良好的自然科学素养和高尚品德的高等专业人才,能从事道路桥梁和地下工程的勘测、设计、施工、咨询、科研、教育、维护和管理等工作,具有一定科研开发能力和创新精神的工程技术人才。在制订人才培养的方案上,要坚持厚基础、宽口径、重素质的原则,在课程设置中,既要设置能够体现高校办学特色的专业课和选修课,又要设置必需的公共基础课和专业基础课,最终培养出适应不同行业需求的高级应用型人才。
三、道路桥梁与渡河工程专业的培养要求
要具有较扎实的自然科学基本理论与方法,掌握道路桥梁与地下工程专业及专业方向领域的基础理论和技术基础以及专业知识,了解其科学前沿及发展动态;要有较强的计算机应用能力和从事工程规划、设计、施工和管理的基本能力,能运用所学的理论、方法和技能解决相关科研和生产中的实际问题;具有道路桥梁与地下工程所必须的测绘制图、运算和基本操作技能;掌握高速公路、一般道路、大中型桥梁工程和地下工程规划、设计、施工和维护管理的初步技能。同时要系统掌握英语的基本应用能力,能较顺利地阅读本专业的英文文献资料、论文、规范及其他技术资料,能够具备一定的听、说、写的能力,并要掌握资料查询和文献检索的基本方法。
四、道路桥梁与渡河工程专业新课程体系的构建
课程体系设置是教学培养方案的核心内容,是实现人才培养目标的重要保证。道路桥梁与渡河工程专业新课程体系的设置中要坚持的原则为:使学生能够德智体全面发展,能协调发展提高学生的素质、能力和知识;同时注重专业性和基础性,整体优化课程设置,科学处理好本专业各个教学环节的关系,为适应社会和时代的发展培养优秀的工程人才。
1.课程体系设置的指导思想。培养方案应适应我国大众化技术人才教育教学的相关发展要求,以科学的教育教学理念为指导,能够真实反映专业人才教学的基本规律,体现教育的发展新动向、专业人才培养模式和培养质量标准,培养既具有实际操作能力又具有创新精神的高级工程技术人才。坚持吸取先进的教育理念,及时总结本专业在课程体系、教学内容、教学手段等方面取得的教学改革成果并将成果应用于新的培养方案中,力争在“回归工程”教育、整合与优化、课程更新、注重学生的个性发展等方面取得突破,大力提高人才培养的质量[2]。
2.专业方向设置。道路桥梁与渡河工程专业下设有道路工程、桥梁工程和地下工程与安全三个专业方向,学生可根据自己的爱好、专长和人才需求信息,在第三学年自主选择一个专业方向。每个专业方向分别针对各自的特色与需求,设置若干专业方向特色模块课程。其中道路工程专业方向,学生毕业后,可从事道路工程的勘测、规划、设计、施工、咨询、管理等方面的技术工作,还可以从事桥梁和隧道工程相关的技术工作;桥梁工程专业方向,学生毕业后,可从事桥梁工程的勘测、规划、设计、施工、咨询、管理等方面的技术工作,还可以从事道路工程相关的技术工作;地下工程与安全专业方向,学生毕业后,可从事地下工程的勘测、规划、设计、施工、咨询、管理等方面的技术工作,还可以从事工程安全与灾害防治及道路桥梁工程相关的技术工作。
3.课程分类及各类课程学时与学分比例。道路桥梁与渡河工程专业基本学制四年,实行弹性学制,最长不超过六年,学生按要求修满规定的学分,可以申请提前毕业。本专业总学分178,其中课内计划学分171,修完相关课内教学计划并通过考核即可获得相应学分;课外实践7学分,其学分的认定按相关任课教师及创新实践学分的有关考核办法执行。三个专业方向的所有课程分为三类,即平台课、模块课和课程群。
(1)平台课。平台课又包括公共基础平台课和学科基础平台课,是三个专业方向都必须要修的课程。公共基础平台课共60.5个学分,占总学分比例的35.4%;学科基础平台课共43.5个学分,占总学分比例的25.4%。
(2)模块课。模块课又包括专业基础模块课、专业方向共享模块课和专业方向特色模块课,其中专业方向特色模块课是针对每个专业方向所设置的特色课程。专业基础模块课共16个学分,占总学分比例的9.4%,专业方向共享模块课共11个学分,占总学分比例的6.4%,专业方向特色模块课共28个学分,占总学分比例的16.4%。
(3)课程群。课程群又可称为专业方向拓展课程群,其中设置的课程均为与三个专业方向密切相关的专业课程,相当于传统课程体系中的专业选修课。每个专业方向的学生可根据自己的兴趣爱好和就业需要在课程群里选取至少12个学分的课程,所修学分占总学分的7%。专业方向拓展课程群的课程涵盖了与三个专业相关的专业课程,涉及工程设计、施工、监理和管理等各方面。
4.实践教学环节。本专业从第一学年的军训开始,实践教学环节一直贯穿于四年的培养过程,除军训外,其余的实践教学环节主要包括物理实验、主干课程的课程设计、专业认识实习、专业地质实习、专业测量实习、专业生产实习以及专业综合实习和毕业设计(论文)以及创新实践等环节。其中课内实践环节为35.5学分,课外实践7学分,课外实践不计入总学分,但需考核合格方准毕业。
五、道路桥梁与渡河工程专业课程体系的特点
1.在道路桥梁与渡河工程的课程体系建设中采用平“平台课”+“模块课”的做法,一方面可大大减少课堂老师讲解的时间,使本专业课程内容的设计发展方向更趋于综合化,另一方面可使学生的基础知识得到进一步的加强和拓宽[3]。在本专业的教学计划中设置不同层次和方面的选修课,不仅可以培养学生的实践能力和创新能力,为学生个性的发展提供有利条件,而且在学生毕业后,既能使学生对其他专业方向的特点有所了解,又能使之较快地适应本专业方向的工作和学习。进一步改革后的培养计划更加重视学生工程素质和工程实训能力的培养,使学生能认识到作为一名道路桥梁与渡河工程方面的工程师在将来的工作中可能会遇到的一些问题,并掌握相应的处理方法,为学生继续深造打下坚实的基础。
2.在课程体系总体框架不变的前提下,将总学时减少,对课程体系进行进一步的整体优化组合,及时改革更新课程,进一步放宽课程设置的口径,为学生创造更多自由发挥和独立思考的空间。在专业平台课与专业选修课的设置中,提高人文、社科、经管类素质课以及自然科学基础和专业基础课训练的比重,加强学生人文和社会科学素质教育和专业基础理论素质方面的教育,为学习后续的专业课程和进一步发展奠定坚实的基础。
3.在确保知识体系完整性的前提下,适当减少了基础课程教学所占的比例。尽管基础理论方面的学习有益于学生对工程结构进行受力分析和设计方法的理解,但在学生涉及到实际工程之前过多地进行纯理论的学习,缺乏针对性,这种教育方式属于灌输式教育,所以很多学生毕业时总觉得在学校课堂上学到的基本理论知识在实际工作中用到的不多,这实际上就是他们对基础理论理解层次欠缺的问题[4]。因此,应将应用型本科道路桥梁与渡河工程专业教学重点放到应用教学上来。
4.新课程体系加强了实践教学环节和创新能力的培养。高校培养的道路桥梁与渡河工程应用型人才不应是单一人才,而应是道路工程、桥梁工程、地下工程等领域的复合型应用人才。同时,应用型课程应紧密结合实践型课程,应用型课程为学生提供了工具,而工具的熟练必须通过大量实践,必要的工程实践经历可以说既是应用型教育的手段又是应用型教育的目的。然而,实践课程并不是越多越好,因为在课堂中过多的训练内容,很难使学生具备全面解决所有实际工程问题的能力,问题的关键不在于设计题目布置的大小和多少,而是要使学生的工程素质得到训练,重点培养学生的自信心、创新能力和动手能力[4]。
5.新课程体系在设置时将道路桥梁与渡河工程进一步细分为道路工程、桥梁工程和地下工程三个方向,这就使得按照该课程体系培养出的应用型毕业生更具有适应性。一方面满足了“通才”的要求,即三个专业方向的学生均具备相关的专业技能,另一方面也满足了“专才”的要求,即在“通才”的基础上,每个专业方向对其相应专业技能进行重点加强。
六、结语
随着交通基础设施建设的快速发展,社会对交通技术人才的需求呈现多样化,这就使得道路桥梁与渡河工程专业应用型人才的培养质量也需不断提高,相应地,对该专业课程体系的设置也要与时俱进,要根据国家建设对人才的要求,不断将新内容、新知识和新方法纳入其中并加以优化组合,不断探究培养学生知识、能力、素质协调发展的新方法和新途径。
参考文献:
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[关键词]培养模式 路桥专业 课程体系 实习实践
一、路桥行业改革对路桥专业人才培养带来的影响
我国道路桥梁行业的发展,对交通土建类专业人才的培养带来很大的影响,主要表现在以下几个方面:
(1)施工企业结构调整,特别是近10年来,施工企业已划分为3个结构层次:总承包企业、专业承包企业及劳务企业。由于行业的结构调整,施工行业对人才的培养要求也发生了相应的变化,对行业内部分施工企业的调研表明:交通土建专业毕业生的主要就业对象是大中型总承包企业和专业承包企业,从事施工现场技术和管理工作,施工企业在承担工程中的多样性,决定高校学生必须了解和掌握土木专业中相关专业方向的初步知识。
(2)施工行业同其他行业一样,改制为有限公司,企业的改制对人才的培养提出了新的要求,其企业为了减少运行成本,提高生产效率,必然要求企业的工程技术人员一专多能,对应这种要求,土木专业学生除了要强化本专业施工和管理能力外,对其他专业方向也应有一定的了解,才能适应企业发展和需要。
(3)交通土建行业执业准入制的实施。执业准入制包括执业注册制度和岗位资格证书。比如,注册建造师执业资格考试中,其业务范围较宽,具体包含建筑、给排水、水利水电、市政、道路桥梁、园林绿化工程等。由此可见,对于从事工程施工的毕业生,除了要求主修某个专业方向外,对其他专业方向也必须有所了解,以适应施工行业的执业准入制的要求。
(4)现代交通事业的科学性、社会性、实践性、创新性、复杂性等特点随经济的飞速发展更加突出,纵观近几年道桥专业本科毕业生的就业情况,不难发现,很多毕业生走上工作岗位后,难以胜任一些道路专业方面的工作,要做到独挡一面还需要一段比较长的时间。因此,为了给社会培养出更多具有较强实践工作能力的本科人才,我们有必要对道桥专业的课程体系和实践教学进行改革。
二、土木工程路桥专业课程体系的构建
结合土木工程专业评估的要求,结合土木工程专业发展方向,并考虑我校冶金背景浓厚的特点及土木工程专业自身的师资结构和专业优势,为提高高等教育质量,对土木工程专业交通土建课程体系进行了全面改革。
在对土木专业往届毕业生和建设单位进行调研分析的基础上,进一步明确土木工程专业人才培养的目标。征求了校内、外实践教学基地专家的意见和建议,进一步明确了我校土木工程(交通土建)专业的培养理念:在实践性、综合性、创新性等现代教育理念指导下培养大批能综合运用现代科学理论和技术手段,懂经营、会管理,有较强动手能力的高素质人才。突出理论与实践并重的教学过程,突出和强化以人为本、产学研结合的育人特色,将素质教育贯穿于理论教学和实践教学之中。提供不同层次的选修课,同时开设注册师考试系列课程,将执业注册制度与课程教学紧密结合起来,选修课学分达2分,占课内学时比例17%,占总学分比例15%,有利于学生个性的发展以及创新能力和实践能力的培养。
课程体系以工程理论和工程实践教育为核心,按照基础知识、专业知识、实践能力培养3个层次来构建,如图1所示。
基础知识中,数学、外语、计算机能力、工程力学、建筑制图、荷载与结构设计方法、结构力学等知识是土木专业的学科基础。
专业知识:开设结构设计原理、道路设计、桥梁设计等课程。其中结构设计原理课程是将建筑结构设计和桥梁设计的共同基础内容提取出来,包括各类基本构件的受力性能、承载力等,这部分具有共性的内容形成知识模块,达到了课程体系整体优化的目的,又构成较宽的结构设计知识平台。另外,在专业选修课中,除了设置交通土建方面的专业选修课之外,特别还设置了土木专业结构工程和岩土工程方面的选修课程,以利于学生根据自身的兴趣拓宽学生的就业面,以实现在有限的学时内培养专业性强、适应面更宽的人才。
实践能力培养,包括制图、实验、实习,综合性课程设计、毕业设计等环节。特别是综合性课程设计,它在立体式实践教学体系中起“承上启下”作用,有利于培养学生的工程与创新能力。此外生产实习开设的第七学期,鼓励任课教师进行选修课考试考核方法改革,将有能力的学生的生产实习延长至半年,毕业实习、毕业设计结合就业逐步在工程一线进行,鼓励学生赴校外进行毕业设计,学生在工地进行施工组织设计、工程概预算等工程实践锻炼,以达到技术硬,管理能力强,综合素质高的目标。
三、土木工程专业成组课建设
按照强施工、能设计、懂管理的应用型人才理念,优化课程体系,并与国家执业注册制度相协调,为学生的就业、择业和发展奠定基础。对学科基础平台课、专业基础平台课程分5个成组课模块进行优化整合,突出教学内容的实践性和综合性。
基础模块:道路工程制图与CAD、土木工程概论
力学模块:土木工程力学、结构力学、土力学、水力学
专业基础模块:道路建筑材料、结构设计原理
设计基础模块:道路勘测设计、路基路面工程、桥梁工程、基础工程,公路小桥涵设计
施工管理模块:道路工程测量、道路施工、桥梁施工、施工组织设计和工程造价
素质拓展模块:注册建造师或注册造价师相关课程
基础模块培养学生的道路工程基本知识和工程制图能力,力学模块培养学生的工程力学基础。专业基础模块和设计基础模块培养学生的结构知识、道路工程理论和设计能力,使学生初步达到“能设计”。施工管理模块培养学生的强施工、懂管理的基本知识和技能。素质拓展模块有利于学生尽早适应建筑市场的大环境。
对于专业课模块,分别确立核心课程进行课程建设,突出应用能力的培养。学生在专业课学习阶段,在学习自身专业课模块的基础上,还要求学生根据各自的个人兴趣和将来的就业去向,从结构和岩土方向的课程模块中选择课程作为选修课,从而拓宽其知识面,使学生毕业后既能胜任相应专业方向的工作和学习,又能了解其他专业方向的特点。
四、土木工程专业实践教学模式改革
加强实践教学环节、突出应用型人才培养。建立稳定的校内外实习基地,聘请部分有实践经验的专业工程师任兼职教师,与企业建立固定的产学合作机制。
将注重培养学生的工程管理能力和在工程实践中的创新思维和技术革新作为改革的中心课题。坚持产学研相结合的原则,采取4层次立体式实践教学模式,如图3所示。
第l层次:基本的动手能力,包括认识实习、道路工程制图和CAD、测量实习等。在大一学年和大二学年进行。
第2层次:专项能力训练,包括道路建筑材料材料实验、土木工程力学实验、土力学实验。在大二学年和大三学年进行。
第3层次:工程应用能力的全面训练,包括路桥试验检测、生产实习、课程设计等。在大三学年和短三学期进行。
第4层次:综合能力训练,包括新技术专题课题、综合性课程设计、毕业实习和毕业设计等。
交通土建综合性课程设计包括:结构设计原理课程设计、道路勘测课程设计、路基路面课程设计、钢筋混凝土桥梁课程设计。
工程管理综合性课程设计包括:道路与桥梁施工组织设计、道路工程概预算编制。
同时加大校内外实习基地的建设力度,为培养高级应用型人才创建了良好的实践教学平台。
五、结语
学校的发展需要综合考虑自身特点和优势方向,制定适当的人才培养计划,为社会和施工一线单位的高级应用型人才。所以,必须根据其自身的具体情况,扬长避短,坚持科学发展观,制定自身的生源、地域、需求等发展战略,力争培养出一批能扎根工程一线高级应用型人才。
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论文摘 要:市政工程质量的优劣,不但关系到工程的适用性,而且还关系到人民生命财产的安全及社会安定。本文分析了运用了PDCA管理的理论,针对市政工程的特点,提出了质量控制的方法,对提高市政整体管理水平,具有一定的现实意义与指导性。
市政工程质量的优劣,不但关系到工程的适用性,而且还关系到人民生命财产的安全及社会安定。施工质量低劣,会造成工程质量事故或潜伏隐患,其后果是不堪设想的。因此,在工程建设过程中,加强质量管理,确保国家和人民生命财产安全是施工项目管理的头等大事,把质量管理放在头等重要的位置是刻不容缓的当务之急。
1 PDCA管理循环的基本内容
质量保证体系中的活动的全部过程,也就是质量计划的制订和组织实现的过程,它是反复按照PDCA的管理循环不停顿的周而复始的运转的。这里P表示计划(Plan),D表示实施(Do),C表示检查(Chock),A表示处理(Action)。PDCA循环是质量保证体系运转的基本方式,它反映了质量保证体系活动所应遵循的科学程序,PDCA循环划分为四个阶段、八个步骤。
1.1 计划阶段
第一阶段是计划阶段(即P阶段)。这一阶段的主要工作任务是制订质量管理目标、活动计划和管理项目的具体实施措施。这个阶段的具体工作步骤可以分为四步:第一步是分析现状,找出质量问题。首先,要分析企业范围的质量通病。也就是工程质量的常见病和多发病。其次是针对工程中的一些技术复杂、难度大、质量要求高的项目,以及新工艺、新技术、新结构、新材料的项目。要依据大量数据和情报资料,让数据说话,用数理统计方法分析、反应问题。第二步是分析产生质量问题的原因和影响因素。这就要有召开有关人员和有关问题的分析会议,绘制因果分析图。第三步是从各种原因和影响因素中找出影响质量的主要原因或影响因素。其方法有两种:一是利用数理统计方法和图表;二是由有关工程技术人员、生产管理人员和工人讨论确定,或者用投票的方式确定主要因素。第四步针对影响质量的主要因素制订改善质量的技术组织措施,提出措施执行计划,并预计效果。
1.2 实施阶段
第二阶段是实施阶段(即D阶段)。这阶段的主要工作任务是按照第一阶段制订的计划措施,组织各方面的力量分头去贯彻执行。这是管理循环的第五步,即执行措施和计划。首先要做好计划措施的交底和落实、落实包括组织落实、技术落实和物资落实。有关人员还要经过训练、实习、考核,达到要求后再执行。要依靠质量保证体系来保证质量计划的完成。
1.3 检查阶段
第三阶段是检查阶段(即c阶段)。这阶段的主要工作任务是对实施效果与预期目标对比,检查执行的情况,看是否达到了预期效果,并提出那些做对了,哪些没达到要求?哪些有效果,哪些还没有效果?再进一步找出问题。这是管理循环的第六步,即检查效果、发现问题。
1.4 处理阶段
第四阶段是处理阶段(即A阶段)。这阶段主要工作任务是对检查结果进行总结和处理。这阶段分为两步,也就是管理循环的第七、八步。第七步是总结经验,纳入标准。经过第六步检查后。明确有效果的措施,通过制订相应的工作文件、工艺规程、作业标准,以及各种质量管理的规章制度,总结好的经验,巩固成绩,防止问题再发生。第八步是把遗留问题转入下期循环。通过检查,找出效果还不明显,或效果还不符合要求的那些措施作为遗留问题,转入至下一管理循环,为下一期计划提供数据资料和依据。
2 PDCA循环的方法在市政工程中的应用
2.1 市政工程项目质量计划编制(P阶段)
2.1.1 收集资料,制定质量管理目标
制定质量管理目标是编制质量计划的前提。首先,施工过程的最终目标流向的是外部的用户,因而搜集项目外部环境的资料是质量管理的基础。由于实现质量管理目标需要项目内部不同环节的成员利用一定的资源去完成,因此也必需收集反映外部有关资源供应情况的资料,为质量目标制定提供依据。
2.1.2 质量管理目标分解
质量管理目标分解是将总体目标分解落实到各个分部分项,将长期目标分解为各个阶段的分目标。通过分解,确定了项目的各个分部在施工阶段的具体目标以及完成这些目标应达到的具体要求。分解的结果是形成项目的目标体系,包括目标的时问结构和空间结构。目标体系描述了项目中较高层次的目标(总体目标与长期目标)与较低层次目标(环节、个人目标与各阶段目标)相互间的指导(如总体目标对长期目标、阶段目标)与保证(阶段目标对长期目标)关系。
2.1.3 质量管理目标体系分析
质量管理目标体系分析是研究较低层次的目标对较高层次目标的保证能否落实。即:分析项目在各个施工阶段的具体目标能否实现,从而能否保证长期目标的达成:项目的各个分部的具体目标能否实现,从而能否保证整体目标的达成。如果较低层次的某个具体质量目标不能实现,则应考虑能否采取有关补救措施,否则就应调整较高层次的目标要求,有时甚至可能导致整个决策的重新修订。
2.2 市政工程质量控制(D阶段)
市政工程有许多不同于其他工程的特点,这是由于城市道路范围内有各种管线和地下设施需同时施工,城市交通的需要又不允许工期过长,各种城市公用设施、交通设施与道路同步建设,加大了工程的复杂性,经常出现一些特殊的质量通病,因此要针对这些问题,加强质量控制。
2.2.1 路基、沟槽回填
路基的强度和稳定性是保证路面强度和稳定性的基本条件,由于城市道路的地下部分铺设了各种不同的管线,因此,其沟槽回填的密实度对道路路基的影响很大,道路路基施工中,路堤填筑和管线沟槽回填是路基施工的关键部位。
2.2.2 路面混凝土
路面混凝土出现开裂、起砂、蜂窝麻面等。可以采取以下施工措施:(1)严格控制水灰比,掌握好面层的抹压光时间,严禁在混凝土表面洒干水泥或水。(2)保证施工现场有一定的水泥存量,以确保水泥安定性的稳定。(3)模板面清理干净,脱模剂涂刷均匀,不得漏刷,混凝土必须按操作规程浇筑,严防漏振,并应振至气泡排除为止。(4)严格控制混凝土中的水泥用量,水灰比和砂率不能过大,控制砂石含泥量,混凝土振捣密实,及时对板面进行抹压。(5)选用水化热小和收缩性小的水泥,尽量选择温度较低的时问浇筑混凝土,避免炎热天气浇筑大面积混凝土,按规范规定正确留置施工缝。(6)加强混凝土早期养护并适当延长养护时间,覆盖草帘、草袋,避免暴晒,定期洒水,保持湿润
2.2.3 管道施工
管道通常会出现渗水,闭水试验不合格等原因。质量控制措施主要有:(1)认真按设计要求施工,确保管道基础的强度和稳定性。(2)所用管材要有质量部门提供的合格证和力学试验报告等资料,管材外观质量要求表面无蜂窝麻面现象。(3)选用质量较好的接口填料并按试验配合比和合理的施工工艺组织施工。(4)检查井砌筑砂浆要饱满,勾缝全面不遗漏,抹面前清洁和湿润表面,及时压光收浆并养护。(5)砌筑前应把管口0.5m左右范围内的管内壁清洗干净,涂刷水泥原浆,同时把所用的砖块润湿备用。
2.2.4 检查井与路面的接缝处
大多数雨水井都设在行车道上,还有不少排水干管及其检查井也设在行车道上,当其井背宽度较小时,回填夯实十分困难,压实度检查也难以进行。施工中经常发生的疏忽或监控不严,必然使工程出现质量问题,导致常见的雨水井及其检查井与路面接缝处出现塌落缺陷,检查井变形和下沉,造成行车中出现跳车现象。防治措施:(1)认真做好检查井的基层和垫层,防止井体下沉。(2)检查井砌筑质量应控制好井室和井口中心位置及其高度,防止井体变形。(3)检查井井盖与座要配套,安装时坐浆要饱满,轻重型号和面底不错用,铁爬梯安装要控制好上、下第一步的位置,偏差不要太大,平面位置准确。
2.2.5 盲道口道板
由于盲道口在通往人行横道处是下坡,造成了此处的道板需切割且突出人行道路面。一旦安装质量稍微出现一些问题,极易产生道板脱落安装不牢现象。这也是市政道路工程中经常产生的质量缺陷。
2.3 市政工程项目检验(C阶段)
项目的质量管理水平,最终是以工程的质量好坏来衡量的,而这种衡量是以质量检验的结果为依据的。充分发挥质量检验的保障、预防与报告的职能。提高质检水平,充实质检力量。目前不少项目部质量检验工作基础十分薄弱,不能起到保证职能的作用,更不适应全过程质量受控的要求。主要表现在:检测机构很不健全,检验手段比较落后,标准化工作不完善,检测力量相当薄弱,质量否决权并未落实等等。这些问题如不解决,将会影响项目质量管理活动的开展,甚至影响到工程的安全。
2.4 总结调整(A阶段)
通过项目质量管理的PDCA循环活动,将施工质量管理过程中形成的先进的质量管理方法、施工工艺及有效的管理措施,经过总结,编写成工法,形成项目质量管理的有效文件得以推广应用。对于新材料、新工艺、新方法的应用方面,需要再次进行PDCA循环,不断的研究改进措施,直至达到预期质量目标。
3 结语
市政基础设施是提升城市品位,健全城市运行功能,改善居民生活质量最主要的内容之一,是保证城市持续发展的前提。优质的市政设施对城市的繁荣、经济的发展、人民生活水平的提高有着极其重要的作用。它的质量好坏事关人民群众生命财产安全及公共利益,也直接影响着政府在人民群众中的形象。因此,运用PDCA法来加强市政工程的管理,确保工程建设的质量,显得尤其重要。
参考文献
[1] 孙志文.市政工程施工质量控制[J].黑龙江交通科技,2009(2):58~60.
[2] 韩杰浩.市政道路工程质量通病原因分析及对策[J].山西建筑,2009(29):284~285.
关键词:市政工程 质量控制 pdca 管理水平
市政工程质量的优劣,不但关系到工程的适用性,而且还关系到人民生命财产的安全及社会安定。施工质量低劣,会造成工程质量事故或潜伏隐患,其后果是不堪设想的。因此,在工程建设过程中,加强质量管理,确保国家和人民生命财产安全是施工项目管理的头等大事,把质量管理放在头等重要的位置是刻不容缓的当务之急。
1 pdca管理循环的基本内容
质量保证体系中的活动的全部过程,也就是质量计划的制订和组织实现的过程,它是反复按照pdca的管理循环不停顿的周而复始的运转的。这里p表示计划(plan),d表示实施(do),c表示检查(chock),a表示处理(action)。pdca循环是质量保证体系运转的基本方式,它反映了质量保证体系活动所应遵循的科学程序,pdca循环划分为四个阶段、八个步骤。
1.1 计划阶段
第一阶段是计划阶段(即p阶段)。这一阶段的主要工作任务是制订质量管理目标、活动计划和管理项目的具体实施措施。这个阶段的具体工作步骤可以分为四步:第一步是分析现状,找出质量问题。首先,要分析企业范围的质量通病。也就是工程质量的常见病和多发病。其次是针对工程中的一些技术复杂、难度大、质量要求高的项目,以及新工艺、新技术、新结构、新材料的项目。要依据大量数据和情报资料,让数据说话,用数理统计方法分析、反应问题。第二步是分析产生质量问题的原因和影响因素。这就要有召开有关人员和有关问题的分析会议,绘制因果分析图。第三步是从各种原因和影响因素中找出影响质量的主要原因或影响因素。其方法有两种:一是利用数理统计方法和图表;二是由有关工程技术人员、生产管理人员和工人讨论确定,或者用投票的方式确定主要因素。第四步针对影响质量的主要因素制订改善质量的技术组织措施,提出措施执行计划,并预计效果。
1.2 实施阶段
第二阶段是实施阶段(即d阶段)。这阶段的主要工作任务是按照第一阶段制订的计划措施,组织各方面的力量分头去贯彻执行。这是管理循环的第五步,即执行措施和计划。首先要做好计划措施的交底和落实、落实包括组织落实、技术落实和物资落实。有关人员还要经过训练、实习、考核,达到要求后再执行。要依靠质量保证体系来保证质量计划的完成。
1.3 检查阶段
第三阶段是检查阶段(即c阶段)。这阶段的主要工作任务是对实施效果与预期目标对比,检查执行的情况,看是否达到了预期效果,并提出那些做对了,哪些没达到要求?哪些有效果,哪些还没有效果?再进一步找出问题。这是管理循环的第六步,即检查效果、发现问题。
1.4 处理阶段
第四阶段是处理阶段(即a阶段)。这阶段主要工作任务是对检查结果进行总结和处理。这阶段分为两步,也就是管理循环的第七、八步。第七步是总结经验,纳入标准。经过第六步检查后。明确有效果的措施,通过制订相应的工作文件、工艺规程、作业标准,以及各种质量管理的规章制度,总结好的经验,巩固成绩,防止问题再发生。第八步是把遗留问题转入下期循环。通过检查,找出效果还不明显,或效果还不符合要求的那些措施作为遗留问题,转入至下一管理循环,为下一期计划提供数据资料和依据。
2 pdca循环的方法在市政工程中的应用
2.1 市政工程项目质量计划编制(p阶段)
2.1.1 收集资料,制定质量管理目标
制定质量管理目标是编制质量计划的前提。首先,施工过程的最终目标流向的是外部的用户,因而搜集项目外部环境的资料是质量管理的基础。由于实现质量管理目标需要项目内部不同环节的成员利用一定的资源去完成,因此也必需收集反映外部有关资源供应情况的资料,为质量目标制定提供依据。
2.1.2 质量管理目标分解
质量管理目标分解是将总体目标分解落实到各个分部分项,将长期目标分解为各个阶段的分目标。通过分解,确定了项目的各个分部在施工阶段的具体目标以及完成这些目标应达到的具体要求。分解的结果是形成项目的目标体系,
包括目标的时问结构和空间结构。目标体系描述了项目中较高层次的目标(总体目标与长期目标)与较低层次目标(环节、个人目标与各阶段目标)相互间的指导(如总体目标对长期目标、阶段目标)与保证(阶段目标对长期目标)关系。
2.1.3 质量管理目标体系分析
质量管理目标体系分析是研究较低层次的目标对较高层次目标的保证能否落实。即:分析项目在各个施工阶段的具体目标能否实现,从而能否保证长期目标的达成:项目的各个分部的具体目标能否实现,从而能否保证整体目标的达成。如果较低层次的某个具体质量目标不能实现,则应考虑能否采取有关补救措施,否则就应调整较高层次的目标要求,有时甚至可能导致整个决策的重新修订。
2.2 市政工程质量控制(d阶段)
市政工程有许多不同于其他工程的特点,这是由于城市道路范围内有各种管线和地下设施需同时施工,城市交通的需要又不允许工期过长,各种城市公用设施、交通设施与道路同步建设,加大了工程的复杂性,经常出现一些特殊的质量通病,因此要针对这些问题,加强质量控制。
2.2.1 路基、沟槽回填
路基的强度和稳定性是保证路面强度和稳定性的基本条件,由于城市道路的地下部分铺设了各种不同的管线,因此,其沟槽回填的密实度对道路路基的影响很大,道路路基施工中,路堤填筑和管线沟槽回填是路基施工的关键部位。
2.2.2 路面混凝土
路面混凝土出现开裂、起砂、蜂窝麻面等。可以采取以下施工措施:(1)严格控制水灰比,掌握好面层的抹压光时间,严禁在混凝土表面洒干水泥或水。(2)保证施工现场有一定的水泥存量,以确保水泥安定性的稳定。(3)模板面清理干净,脱模剂涂刷均匀,不得漏刷,混凝土必须按操作规程浇筑,严防漏振,并应振至气泡排除为止。(4)严格控制混凝土中的水泥用量,水灰比和砂率不能过大,控制砂石含泥量,混凝土振捣密实,及时对板面进行抹压。(5)选用水化热小和收缩性小的水泥,尽量选择温度较低的时问浇筑混凝土,避免炎热天气浇筑大面积混凝土,按规范规定正确留置施工缝。(6)加强混凝土早期养护并适当延长养护时间,覆盖草帘、草袋,避免暴晒,定期洒水,保持湿润
2.2.3 管道施工
管道通常会出现渗水,闭水试验不合格等原因。质量控制措施主要有:(1)认真按设计要求施工,确保管道基础的强度和稳定性。(2)所用管材要有质量部门提供的合格证和力学试验报告等资料,管材外观质量要求表面无蜂窝麻面现象。(3)选用质量较好的接口填料并按试验配合比和合理的施工工艺组织施工。(4)检查井砌筑砂浆要饱满,勾缝全面不遗漏,抹面前清洁和湿润表面,及时压光收浆并养护。(5)砌筑前应把管口0.5m左右范围内的管内壁清洗干净,涂刷水泥原浆,同时把所用的砖块润湿备用。
2.2.4 检查井与路面的接缝处
大多数雨水井都设在行车道上,还有不少排水干管及其检查井也设在行车道上,当其井背宽度较小时,回填夯实十分困难,压实度检查也难以进行。施工中经常发生的疏忽或监控不严,必然使工程出现质量问题,导致常见的雨水井及其检查井与路面接缝处出现塌落缺陷,检查井变形和下沉,造成行车中出现跳车现象。防治措施:(1)认真做好检查井的基层和垫层,防止井体下沉。(2)检查井砌筑质量应控制好井室和井口中心位置及其高度,防止井体变形。(3)检查井井盖与座要配套,安装时坐浆要饱满,轻重型号和面底不错用,铁爬梯安装要控制好上、下第一步的位置,偏差不要太大,平面位置准确。
2.2.5 盲道口道板
由于盲道口在通往人行横道处是下坡,造成了此处的道板需切割且突出人行道路面。一旦安装质量稍微出现一些问题,极易产生道板脱落安装不牢现象。这也是市政道路工程中经常产生的质量缺陷。
2.3 市政工程项目检验(c阶段)
项目的质量管理水平,最终是以工程的质量好坏来衡量的,而这种衡量是以质量检验的结果为依据的。充分发挥质量检验的保障、预防与报告的职能。提高质检水平,充实质检力量。目前不少项目部质量检验工作基础十分薄弱,不能起到保证职能的作用,更不适应全过程质量受控的要求。主要表现在:检测机构很不健全,检验手段比较落后,标准化工作不完善,检测力量相当薄弱,质量否决权并未落实等等。这些问题如不解决,将会影响项目质量管理活动的开展,甚至影响到工程的安全。
2.4 总结调整(a阶段)
通过项目质量管理的pdca循环活动,将施工质量管理过程中形成的
先进的质量管理方法、施工工艺及有效的管理措施,经过总结,编写成工法,形成项目质量管理的有效文件得以推广应用。对于新材料、新工艺、新方法的应用方面,需要再次进行pdca循环,不断的研究改进措施,直至达到预期质量目标。
3 结语
市政基础设施是提升城市品位,健全城市运行功能,改善居民生活质量最主要的内容之一,是保证城市持续发展的前提。优质的市政设施对城市的繁荣、经济的发展、人民生活水平的提高有着极其重要的作用。它的质量好坏事关人民群众生命财产安全及公共利益,也直接影响着政府在人民群众中的形象。因此,运用pdca法来加强市政工程的管理,确保工程建设的质量,显得尤其重要。
参考文献
[1] 孙志文.市政工程施工质量控制[j].黑龙江交通科技,2009(2):58~60.
[2] 韩杰浩.市政道路工程质量通病原因分析及对策[j].山西建筑,2009(29):284~285.
关键词:土木工程材料,发展趋势
0引言
随着人类文明及科学技术的发展,土木工程材料的不断进步与改善。现代土木工程中,尽管传统的土、石等材料的主导地位已逐渐被新型材料所取代。目前,水泥混凝土、钢材、钢筋混凝土已是不可替代的结构材料;新型合金、陶瓷、玻璃、有机材料及其他人工合成材料各种复合材料等在土木工程折中占有愈来愈重要的位置。
1 土木工程材料现状及要求
与以往相比,当代土木工程材料的物理力学性能也已获得明显改善,随着现代陶瓷与玻璃的性能改进,其应用范围也有明显的变化。例如水泥和混凝土的强度、耐久性及其他功能均有所改善。随着现代陶瓷与玻璃的性能改进,其应用范围与使用功能已经大大拓宽。此外,随着技术的进步,传统的应用方式也发生了较大变化现代施工技术与设备的应用也使得材料在工程中的性能表现比以往好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础。尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的进步,但与人们对于其性能要求的期望值还有较大差距。首先工程中的性能表现比以往好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础。尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的进步,但与人们对于其性能要求的期望值还有较大差距。
1.1 从土木工程材料的来源来看
鉴于土木工程材料的用量巨大,尤其在应用方面,经过长期使用的不断累积,单一品种或数个品种的原材料来源已不能满足其持续不断的发展的需求。尤其是历史发展到今天,以往大量采用的粘土砖瓦和木材等已经给社会的可持续发展带来了沉重的负担。论文参考网。从另一方面来看,由于人们对于各种建筑物性能的要求不断提高,传统建筑材料的性能也越来越不能满足社会发展的需求。为此,以天然材料为主要材料的时代即将结束,取而代之的将是各种人工材料,这些人工材料将会向着再生化、利废化、节能化和绿色化等方向发展。
1.2 从土木工程对材料技术性能要求的方面来看
技术性能的要求也越来越多,各种物理性能指标的要求也越来越高,从而表现为未来建筑材料的发展具有多功能和高性能的特点。具体来说就是材料向着轻质高强、多功能、良好的工艺性和优良耐久性的方向发展。
1.3 从土木工程材料应用的发展趋势来看
为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求,材料应用也向着工业化的方向发展。例如,水泥混凝土等结构性能向着预制化和商品化的方向发展,材料向着半成品或成品的方向延伸,材料的加工、贮存、使用、运输及其他施工技术的机械化、自动化水平不断提高,劳动强度逐渐下降。这不仅改变着材料在使用过程中的性能表现,也逐渐改变着人们对于土木工程使用的手段和观念。
2新型土木工程材料——绿色建材
土木工程材料行业对资源的利用和对环境的影响都占据着重要的位置,在产值、能耗、环保等方面都是国民经济中的大户,为了保证源源不断地为工程建设提供质量可靠的材料,避免新型材料的生产和发展对环境造成危害,因此“绿色建材”应运而生。目前正在开发的和已经开发的绿色建材和准绿色建材主要以下几种:
第一、利用废渣类物质为原料生产的建材,这类建材以废渣为原料生产砖、砌块、材板及胶凝材料,其优点是节能利废,但仍需依靠科技进步,继续研究和开发更为成熟的生产技术,使这类产品无论是成本上,还是性能方面真正能达到绿色建材标准。
第二、利用化学石膏生产的建材产品,用工业废石膏代替天然石膏,利用先进的生产工艺和技术可生产各种土木建筑材料产品。这些产品具有石膏的许多优良性能,开辟石膏建材的新来源,并且消除了化工废石膏对环境的危害,符合可持续发展战略。
第三、利用废弃的有机物生产的建材产品,以废塑料、废橡胶及废沥青等可生产多种土木工程材料,如防水材料、保温材料、道路工程材料及其他室外工程材料。这些材料消除了有机物对环境的污染,还节约了石油等资源,符合在资源可持续发展方面的基本要求。
第四、利用各种代木材料,用其他废料制造的代木材料在生产使用中不会有害人的身体健康,利用高兴技术使其成本和能耗降低,将是未来绿色建材的主要发展方向。
第五、利用来源广泛的地方材料为原料,利用高科技生产的低成本健康建材,不同的地区都可能有来源丰富、不同种类的地方材料,根据这些地方的性质和特点,利用现代技术,可生产各种性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些复合性材料也是绿色建材的发展方向。
3 土木工程材料的发展趋向
众多现象表明进入21世纪以后,在我国甚至是全世界范围内,土木工程材料的发展应具有以下的一些趋向:
研制高性能材料,例如研制轻质、高强、高耐久性、优异装饰性和多功能的材料,以及充分利用和发挥各种材料的特性,采用复合技术,制造出具有特殊功能的复合材料。
充分利用地方材料,尽量减少天然资源,大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物作为生产土木工程材料的资源,以及保护自然资源和维护生态环境的平衡。论文参考网。
节约能源,采用低能耗、无环境污染的生产技术,优先开发、生产低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的节能型材料。论文参考网。
材料生产中不得使用有损人体健康的添加剂和颜料,如甲醛、铅、镉、铬及其化合物等,同时要开发对人体有益的材料,如抗菌、灭菌、除臭、除霉、防火、调温、消磁、防辐射、抗静电等。
产品可循环在再生和回收利用,无污染废弃物,以防止二次污染。
总结:总而言之,土木工程材料往往标志一个时代的特点。土木工程材料的发展的过程是随着社会生产力一起进行的,它和工程技术的进步有着不可分割的联系。工程中选材料时通过对环境的影响对后来人的影响来决定土木工程材料的好换,在未来,基于材料原有的性质的基础上,“可持续发展”将是衡量建筑工程的一把尺子。
参考文献:
[1]《土木工程材料》中国建材工业出版社 王福川著
[2]《土木工程材料》重庆大学出版社 彭小芹主编
[3]《土木工程材料》武汉理工大学出版社 陈志源、李启令主编
[4]《土木工程概论》武汉理工大学出版社 罗福午著
[5]《土木工程材料》天津大学出版社 阎西康、赵方冉、伉景富、韩龙军
一、 实践教学改革的现实意义
(一) 实践教学与理论教学的关系
实践教学与理论教学紧密联系,是在教师指导下以实际操作为主,使学生获得感性知识和基本技能,提高综合素质的一系列教学活动的组合,它包括实验、实习、设计、工程测绘、社会调查等。实践性是其最主要的特点[2]。实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径,是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节,是理论联系实际,培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台,有利于学生素养的提高和正确价值观的形成。
教学经验发现,学生在整个理论教学的过程中会感到枯燥,不知道所学的知识有何用途,所学的理论用来解决何种问题。这就要求在实际教学过程中,教师将理论知识与实际工程紧密结合,不断激发学生学习兴趣,使学生从实际工程案例入手,明确所学知识的用途,从而加深对所学理论的理解。
(二) 课程本身的特点对实践教学的需要
路基路面工程学本身是一门实践性很强的课程,其基本理论源自于实践又为工程实践服务,理论也随着工程实践的发展而不断完善[3]。这就决定了该课程教学过程中的理论教学与实践教学密不可分。该课程理论知识点众多,如果试图通过理论教学将路基路面工程学的基本理论传递给学生,一般不会获得很好的效果,往往事倍功半。道路工程延绵数百公里甚至上千公里,经过不同的公路自然区划,跨越不同地质条件、气候条件和生态环境的区域,其设计不仅要求学生具有专门的理论知识,还要求学生具备解决实际工程问题的应变能力,并创新性地解决实际问题。因而,路基路面工程学的实践教学显得尤为重要。
(三) 不确定性知识观要求对传统的教学模式进行改革
要培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才,这就要求教师在教学中培养学生的不确定性知识观,让学生能充分认识到知识的正确性是有条件的,即知识不一定是客观世界的真理性反映[4-5]。伽利略的理想实验证明了“力是改变物体运动状态的原因”,但是,在此之前人们一直认为“力是维持物体运动状态的原因”。通过实践教学,让学生认识到理论中的确定性与实践中的不确定之间的关系,从实践中找到不确定性的原因,从而激发学生的创新精神,提高学生的实践能力。
事实上,传统的教学模式在很多地区、很多高校中依然占据主导地位,只注重传授基础知识,“灌输式”的教学方法依旧盛行。这就导致学生信息和知识的获取主要来自于教师、教材和文献资料,是一种间接的获取方式,缺乏对事物本质的直接认识。然而,人对事物的理解依赖于既有经验,间接获取信息将不可避免地对事物认识产生偏见。只有认识到了客观事物的本质规律,才能做出正确的判断。实践教学能让学生获取第一手信息资料,直观地认识客观事物本身。
(四) 企业单位对学生专业知识应用的反响
随着我国高等级道路与铁道工程、机场建设的飞速发展,该领域对道路工程师的需求越来越大,诸多高校路基路面工程学课程也应运而生。从近些年本科生毕业后的工作去向来看,受聘于设计单位的毕业生比例逐渐减少,受聘于施工企业的毕业生比例逐年增加(以中交、公路勘察设计研究院系列单位,省交通规划设计院系列单位,中铁勘察设计院和中铁建系列单位,中国建筑和湖北路桥集团有限公司等对口专业用人单位为调研对象)。现今的用人单位大多要求新进人员应具有一定的工程经验,能尽快胜任岗位工作,而刚毕业的大学生,由于缺乏实践经验,对工程问题的理解不够深入而被用人单位拒之门外。这种现象也反映出实践教学的重要性。通过在国内30多所高校路基路面工程学课程调查发现(调查对象为学习该课程的学生),75%的高校,该课程实践教学所占比例不足20%,部分高校甚至没有开展本科生的实践教学环节。有些高校即使开展了,其形式简单,以参观为主,学生未能实际参与,实践活动与企业的生产、科研联系不紧密。国内的高校中很多学校开设该专业课程是基于近些年道路建设的快速发展和学生就业考虑,但是在课程教学上依然采用传统的教学模式,以理论教学为主,甚至只有理论教学,缺少实践教学。教学内容与工程实践结合不紧密,计算理论与工程实际中存在一些差别,最新的设计技术未能及时引入课程体系,导致学生对实际工程的认识一直处在理论阶段。
二、 实践教学改革的思路和方法
(一)改革的根本是要突破传统的教学模式
传统的教学模式以理论教学为主(有的甚至是纯理论教学),以考试和出勤率作为考核手段,这就导致学生只是简单地对知识进行记忆加上一定程度的理解。然而,学生的认知过程包含记忆、理解、运用、分析、评价和创造六个维度。在现有教学模式中学生缺乏将“公共知识”转化为“个人知识”的运用、分析和评价阶段,更不会对原有的知识进行创新。只有将以符号形式存在的“公共知识”转化成“个人知识”,才具有发展价值。路基路面工程学课程教学不是要求学生接受知识自身固有的假定意义,而是引导学生通过多元学习活动,建立个人独特的思维方式和学习方式,进而结合实际工程对基本理论加以运用、分析、评价,甚至进行理论创新和实践创新。因此,要突破课堂纯理论教学的束缚,设计开放的教学模式,重视学生实践与创新能力的培养。
(二) 采用灵活的方式将课程导入
学习动机决定、指引并维持学生的学习活动。因此,教学过程中教师的根本作用不是“告诉”知识,而是采用合适的方式激发学生兴趣,激励学生自主学习。这就要求教师采用灵活的方式将课程导入,培养学生自主学习的习惯。总体上要把握以下几个要点:(1)明确阐释学习目标,目标既有挑战性又能实现;(2)显示当前所学知识与当前学业和实际工程之间的关系;(3)学习材料与学习兴趣相联系;(4)提供真实的、现实世界中的具体任务;(5)指明并“奖赏”教师重视的学习活动;(6)及时反馈,提供让学生成功和反思的机会。
笔者结合教学经验列举几个简单例子:在讨论公路自然区划和划分依据之前,先让学生熟悉全国地图,了解各区域的基本地质条件和气候条件之间的差异性;在讨论行车荷载这部分知识之前,设置一个交通调查表,让学生在学校周边的路口进行一个单位时间的交通量调查分析;在讨论路基设计之前,先让学生收集自己在生活中见到的各种路基形式,拍照并归纳其特点;在分析路基稳定性时,从实际工程案例入手,让学生自己也去查找或发现一些路基失稳的工程案例,先思考失稳的原因和提高稳定性的措施,再讨论稳定性分析方法。教师可以结合学生特点和学校资源,采用灵活的课程导入方式来激发学生的学习兴趣,维持学生自主学习的动力。
(三) 学生作为主体参与,自我构建
教学过程中应该以学生为主体,教师的主要任务是设计学习的情境,激发学生自主思考、探索的兴趣。教师不再是课程教学的主导者和控制者,而是学生学习的组织者和促进者。学生不是一个需要填满的罐子,而是一个需要点燃的火种。实践教学过程中,教师要为学生提供目标导向性的学习,让学生多看、多动手、多思考、多提问,为学生提供有针对性的反馈,既要按重要程度反馈,也要按照错误类型反馈,而不是直接介绍看到的现象并解释其规律,要让学生真正参与其中,自主认识客观规律。
(四)教学与科研相结合
路基路面工程学课程的教学应该围绕培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才这一核心思想,积极响应当前教育改革的要求,在课程的教学中注重培养学生的创新精神和实践能力。如果教学过程倾向于增加学生的基本知识,而忽视了创新精神和实践能力的培养,那么培育的“人才”不具备社会活力,难以适应当前社会快速发展和不断革新的需求。从教师的角度来看,教学中教师应该将理论教学与工程前沿的科学问题相结合,将自己的科研课题与理论教学结合,鼓励学生发现问题、思考问题、分析问题。此外,教师应引导学生积极参与相关的科研课题,从实践中培养学识分析问题和解决问题的能力。
(五)教学改革循序渐进
路基路面工程实践教学改革势在必行,然而教学改革应循序渐进,切忌急功近利,走向另一个极端。首先是教师教学思想的转变。实践教学改革是对传统教学理念的变革,修正以纯理论教学为主的灌输式教学思想。从教师权威的满堂灌到启发式教学,再到探究式教学,一步一步转入正确的改革方向。其次,实践教学应以学生为主体,充分利用实验室资源,多开展课程实验,如路基路面材料的力学性质实验等。让学生多动手、多动脑,教师对学生进行适当指引。最后,教学方式的改变和学生学习方式的改变都需要一个相互适应的过程。因此,在进行教学效果和学生成绩的评价过程中,也要逐步增大实践教学的考核比重。
三、实践教学方法的探讨
路基路面工程学课程的实践教学方法主要包括实验课程、课程设计和实习等几个方面,下面将具体讨论这些实践教学方法。
(一)实验课程
实验课程对提高学生的学习兴趣,加深学生对理论知识理解,培养学生的实践能力和创新精神具有重要的作用。路基路面工程学本身就是一门实践性很强的课程,很多内容都需要借助实验方法才能让学生理解。例如,路基土的物理性质和力学性质、路基压实度、路基承载力、路基回弹模量、路面材料的疲劳特性、无机结合稳定类材料力学特性、沥青混合料的力学特性和温度稳定性、路面平整度,等等。这些实验内容能让学生对其工程特性具有更全面的认识,既掌握了实验方法,又积累了工程经验。
(二)课程设计
理论教学使学生获取了基本理论知识。但是,这些知识点是孤立的,彼此之间没有联系。路基路面工程学的教学基本目标是通过该课程的学习,学生具备该学科的基本理论知识,并对一般道路进行结构设计。因而,应该通过实践教学,即课程设计来建立知识点之间的网状联系。根据教学内容,课程设计的主要任务包括路基设计、挡土墙设计、沥青路面和水泥混凝土路面设计[6]。学生在完成该任务时,必须熟悉路基路面的结构层次、公路自然区划、用材林的基本特性、交通量调查分析方法、路基稳定性分析方法和支挡结构设计方法,以及沥青路面和水泥混凝土路面的基础知识与设计方法。通过课程设计来加深学生对理论知识的理解,提高学生的实践能力。
(三)实习
从国内道路工程设计和施工人员在道路工程建设方面的知识需求和实践能力要求来看,大部分刚毕业的学生缺乏工程实践经验,从业后较长一段时间对实际工程中的核心问题难以掌控[7]。因此,开展专业认识实习、教学实习、生产实习和毕业实习对学生实践能力和创新精神的培养至关重要。
结合教学经验,充分利用本校在北戴河地区、周口店地区、秭归地区等建立的实习基地,讨论实践教学中实习的具体安排。大学一年级本科生经过一年的基础知识和专业认识学习之后,第一个暑假阶段要求参加“北戴河地质认识实习”和“专业认识实习”,直接接触本专业将来所要解决的问题。大学二年级本科生在第二个暑假阶段要求参加“秭归教学实习”,结合所学的专业基础课程进行参观学习,并结合实际工程提出即将学习的一些具体的专业问题。大学三年级本科生在第三个暑假阶段要求参加“生产实习”,此时大三的课程全部结束,主要的专业课程已经学习完毕,安排学生直接到生产单位进行专业实习,将所学的理论知识与工程实践相结合,并撰写实习报告,参加实习答辩。大学四年级的本科生在寒假阶段和第二个学期初要求参加毕业实习,实习的主要任务结合自己的专业兴趣和毕业论文进行选择,学生可以带着问题,有针对性地进行实习,将所学的专业知识加以分析、运用,从而提高实践能力。
专业认识实习、教学实习、生产实习和毕业实习之间是一种紧密的承接关系,学校应高度重视实习在学生综合能力培养中的作用,并在最大程度上为学生提供实习机会。教师应结合实习过程,合理安排专业课程教学计划,实现理论教学与实践教学有机结合。
(四)重视实践环节
路基路面工程学教学中的课程实验、课程设计和实习环节是相辅相成的,教师和学生应充分重视这些实践环节。课程实验有助于学生对基本概念、材料性质和基本理论的理解。课程设计在理解基本理论和掌握材料性质的基础上,对所学理论知识加以运用,将基本理论进行融会贯通。实习则进一步巩固所学理论知识,并将理论与实际工程结合,解决实际工程问题,甚至对理论进行创新性的发展。因而,教学中应逐步增加实践环节的比重,建议最终趋势是理论教学和实践教学各占50%。