土木铁道工程范文

导语：如何才能写好一篇土木铁道工程，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

表1和表2分别为我校2005年和2008年课程体系改革后的课程体系构成及学分分配比例。从表中可以看出，2005年教学课程体系由理论教学和集中实践环节构成，其中理论部分包括人文社科、公共基础、专业课程和拓宽部分；实践部分包括基本实验、提高型实验、创新性实验和集中实践环节。根据改革思路，以“宽口径、大土木”为理念，于2008年对教学课程体系进行大幅调动，如表2所列。本专业的学生，第一至第三学年的课程全部相同，第四年分专业教学，即进行专业课程教学。同时，为了解决学生专业知识面窄的问题，在第四学年开设各专业平台课，学生科自主选择课程，以了解道路与铁道工程的相关知识。通识教育选修课程至少完成10学分，其他任选课则要求完成7学分。通过此次课程体系改革，在增加教学内容的同时，总学分比2005年减少了7%。同时，相比2005年，学位课和必修课学分均有所降低，而选修课则增加了17%，让学生根据自己的兴趣选择课程，一定程度上提高了学生学习的自主性。

2新理论和技术的融合

当今社会，科学技术日新月异，将新的技术和理论融入到教学、实习、试验以及毕业设计中，培养学生的创新意识、创新精神，为“大土木”创新型人才服务是高等教育的重要使命。例如，在教学中，教师首先利用多媒体课件向学生讲授基本知识，然后参观铁路线路教学沙盘、道岔模型等，生动地展现桥、涵、隧、路、轨道等内容，让学生对道路与铁道工程有一个初步认识，最后通过现场的认识实习，达到教学目标。又如，在毕业设计环节，增加科研类设计题目，让学生参与到教师的科研课题当中，培养学生提出问题、解决问题的能力，挖掘学生的学习兴趣。同时，通过毕业设计，让学生了解和掌握现阶段应用的新技术和新理论，并锻炼学生发现和解决实际问题的能力。

3三维立体化教学资源的建设

随着科学技术的发展，高等学校教学资源建设正在从传统的纸质和黑板教学方式向数字化、电子化方式转变，形成了以纸质和数字化相结合的三维立体化教学资源。三维立体化教学资源为教学提供了丰富的教学素材，高校教师如何合理利用，使之成为教学过程中的左右臂膀，提高学生的学习兴趣，将是我们研究的方向。首先，建立以国家级教材《高速铁路技术》、《路基路面工程》为核心，以电子教案、电子图书、CAI课件、试题库、资料库为补充的立体化教材，构建教师—学生—企业的无缝连接教学模式，共同完成学生工程素质和创新能力的大幅提升。克服以往教材形式单一的缺陷，满足现代学习者多种学习方式的要求，促进优秀教学资源的有机整合与合理运用；其次，进一步完善省级精品课程《铁道工程》和《路基路面工程》的网络课件，两门省级精品课程的网络课件的进一步完善，使得学生有了更丰富的立体化教学资源，为学生课外自主学习提供了很好的平台。

4加强教学团队建设

以学术带头人引领，教师成员协作的模式开展道路与铁道工程课程群教学团队建设，团队各成员应积极树立以科研促教学的意识，加强定期合作交流，将自己的科研成果、体会、创新思维等渗透到教学、讲座等培养环节。首先，教学团队成员将科研成果进行转化，引入到课堂教学当中，以启发、引导的方式，使学生发现问题、提出问题并最终解决问题，提高学生的学习积极性。其次，团队成员借助论坛、讲座、网络等平台将科研成果传递给学生，拓宽学生的专业知识面，培养学生的发散思维。

5结束语

篇2

关键词：隧道工程；土木工程；课程改革

“隧道工程”是华东交通大学土木工程专业岩土及地下方向的一门专业课程，也是核心和代表性的必修课程之一，其课程教学目的和任务是使学生掌握隧道的基本概念与构造、基本力学原理、施工作业方法、最新设计理念及行业规范等专业知识，并具备与隧道工程相关的技术和研究工作的能力，为从事各类隧道工程建设的设计、施工及维护管理工作奠定基础[1-3]。

一、“隧道工程”课程教学过程中存在的问题

“隧道工程”课程在本科教学中占有重要地位，其教学内容涉及到隧道设计计算方法，包括线路及平纵断面设计、横断面设计、衬砌结构设计、洞门设计及稳定性验算等铁路、公路隧道设计与施工的理论、方法及相关知识[4-5]。课程学习过程中，不仅要掌握大量的基础理论知识，又包含相当多的工程实践性内容，使得教师在实际教学过程中存在许多问题，主要概括为以下几个方面。首先，目前的教学方式主要采用板书并辅助以PPT的形式，而对于一些复杂的施工工艺流程，仅仅依靠一些简单的图片和流程图很难使学生对知识进行有效掌握，更谈不上将知识熟练地运用到工程实践当中。其次，隧道工程的课程特点是与实际联系紧密，工程实践性强，并且其中的各个知识点看起来相互独立，其实联系紧密。因此，仅仅通过课堂讲授的形式已经不能满足教学需要。最后，大学的教学内容繁多，但毕竟课堂教学时间有限，隧道工程学时经过多次调整，已经从原有的40学时缩减至24学时，并且取消了原有课程设计的安排。因此，在教学过程中，会加快教学进度，导致学生难以消化，难以掌握现代化隧道设计和施工过程中亟待解决的问题，以及最新的技术、方案、科研进展等。针对上述实际教学过程中存在的问题，迫切需要教师结合“隧道工程”这门专业课程的特点及培养要求，从教学内容、实践性教学方法等方面进行探索与改革，引导学生在掌握理论知识的基础上提高动手能力，使其成为一名合格的专业型人才。

二、“隧道工程”课程教学改革与实践方法

隧道围岩压力计算、支护设计理论等基础性知识在“隧道工程”课程教学过程中非常重要，起到承上启下的作用。因此，在教学计划安排时应适当增加学时。在此基础上，华东交通大学土木工程专业根据“隧道工程”课程要求及特点，建立了一套完善且行之有效的实践性教学体系，使学生能够更加牢固地理解与掌握隧道工程的专业知识，了解隧道工程最前沿的技术、工艺和发展方向。

（一）课堂教学方式的改革，增加教学的生动性

根据不同类型隧道，包括铁路隧洞、公路隧洞、水工隧洞、矿山隧洞等的特点及典型工程实例，以Flas的形式建立多媒体课件，并辅以隧道超前支护、工程爆破、出渣作业等现场照片及视频，在此基础上，以课堂授课的形式针对具体工程实例进行剖析与讲解；组织学生针对假设的工程案例，如对富水破碎围岩、高地温、高地应力等典型隧道施工过程中遇到的问题进行分析与讨论，提出施工建议，增加学生互动，调动学生积极性的同时，也可以培养他们的学习能力，使学生在“隧道工程”课程的课堂学习过程中具备一定的分析和解决实际工程问题的能力。

（二）结合课程特点，加强实践性教学环节

充分利用教师手中的资源与科研课题，让本科生参与到在建的隧道工程项目中去。例如，南昌地铁项目、上饶至万年段高速公路隧洞段、黔张常铁路张家界段等，从工程实践的角度使学生对“隧道工程”这门课程的理解与认识得到更进一步的提升。另外，华东交通大学土木建筑学院目前已与中国中铁股份有限公司、中车株洲电力机车有限公司、北京太格时代自动化设备有限公司正式签署战略合作协议，充分利用上述资源，每年定期组织学生前往合作单位进行实践交流学习，在保证安全的基础上，使学生理解与掌握隧道设计、施工及运营的整个过程，并且每年至少会选送50名以上的学生去合作企业和研究机构进行“隧道工程”的毕业设计及课程设计工作，在校外完成实践环节。

（三）增加学术交流，充分掌握学科前沿动态

定期举行学术讲座，邀请校内相关专业的知名教授讲授学习心得及研究体会。在此基础上，结合华东交通大学“孔目湖讲坛”邀请国内外“隧道工程”领域相关专业的知名专家、学者，讲解最新的隧道施工技术、方案、方法，最新出现的亟待解决的问题，以及最新科研进展、工作经验、体会等。

（四）组织教学竞赛，充分激发学生的热情

组织隧道建筑结构模型比赛，使学生能够更加深刻地理解与掌握隧道工程中每一部分的作用与意义。根据“隧道工程”的课程大纲，将4～5名学生分为一组，以自选题目的形式组织隧道设计比赛。题目可以是运用CAD及数值分析软件对隧道的选线及结构荷载进行设计与分析，也可以以建造模型的形式对隧道洞门、洞身及明洞等结构进行创新性设计，并且将设计比赛的评审结果加入到学生的最终成绩考核之中。

三、“隧道工程”课程教学改革与实践的初步成果

华东交通大学土木工程专业“隧道工程”课程教学改革在城市轨道工程、道路与铁道工程、软件+道路与铁道工程、中铁国际班等多个专业领域的本科教学过程中全面展开，每学年受益学生达300人以上，其合理地利用校内外资源，通过工程实例分析、施工现场学习、国内外专家讲座、建筑模型比赛等教学手段，在增强学生的学习兴趣的基础上，有效提高学生的综合能力，并已达到以下几点成效：第一，大幅度地提高了“隧道工程”课程教学质量，充分调动了学生课上学习、课下讨论的积极性和主动性；第二，培养了大量具有专业技术知识的复合型人才。近年来，华东交通大学土木工程毕业生在中国铁建集团、中建集团等隧道类相关单位的各个岗位中均发挥着重要作用；第三，使学生充分掌握了学科的最新发展动态，在此基础上有效提高了学生的工程实践能力；第四，提高了学生的动手能力及团队协作水平。近年来，华东交通大学在土木工程相关专业在全国范围内的结构设计大赛中多次取得优异成绩。总之，针对教学过程中存在的问题，在充分考虑土木工程相关专业本科生所具有的知识背景及需要的基础上，结合学校所具有的教育与工程资源，进行了隧道工程课程的教学改革与实践，对传统教学内容与教学模式进行了调整，锻炼了学生利用知识解决实际问题的能力；组织学生参加到教师的工程及科研实践中，并通过校企合作，大大加强了实践性教学环节；增加学术交流，使学生充分掌握学科发展的前沿动态；组织学生参加各种类型的教学竞赛，充分激发学生的热情，同时增加了学生的团队协作能力。上述方法和成果对同行业的课程建设及教学改革具有借鉴意义及应用价值。

参考文献：

[1]潘建平,汪小平,朱洪威.隧道工程课程教学改革探索[J].山西建筑,2011,37(30):240-241.

[2]王迎超,靖洪文,耿凡.“隧道工程”课程教学改革思路探讨[J].煤炭高等教育,2013(6):116-118.

[3]孙明磊,刘志春,朱桃杏.高等工科院校成人函授教育课程教学改革浅析:以土木工程专业“隧道工程”课程为例[J].中国电力教育,2011(13):105-107.

[4]汪玉生.提高本科土木工程专业“隧道工程”课程教学质量的思考与对策[J].煤炭高等建筑教,2012,30(4):116-117.

篇3

现阶段的隧道结构计算都采用电算，无论是设计、施工及研究都需要掌握隧道结构电算相关知识，但是《隧道结构电算》课程在一些学校没有开设或课时较少。该门课程教学明显不够成熟，且具有理论性强、实践性要求高等特点，本文通过分析隧道工程专业本科生的就业现状，对教学的目的、内容及教学方式展开了探讨，可为《隧道结构电算》课程的教学提供一定的参考。

关键词：

隧道工程；隧道电算；有限元

结构受力计算如果采用手算需要大量的人力、物力和时间，并且精度可能达不到要求，而电算可以解决这些问题。随着计算机硬件和软件技术的发展，结构计算已经基本采用电算。隧道结构电算在上世纪80年代起步并获得了一定的发展，比如：1981年4月21~27日在成都举行了第一次隧道专业电算交流会[1]；1984年3月18~22日在北京召开了专业标准化工作会议[2]；1987年3月20~24日在成都召开了铁道部基建系统隧道专业第三次电算归口会议[3]等。这些会议的召开对隧道电算的发展起到了巨大的推动作用，由此也可以看出隧道电算受到隧道工程专业人员的高度重视。目前，并非所有具有隧道工程专业的学校都开设了《隧道结构电算》课程，但是它是隧道工程专业必须学习的重要专业课程，因而《隧道结构电算》教学值得探讨。该课程具有自身的特点，其最大的特点是考虑围岩与隧道结构的相互作用或先计算出荷载直接作用于隧道支护结构上，实现理论与实践的高度统一，使学生能够运用有限元软件完成简单的、常见隧道结构受力计算。

1《隧道结构电算》教学的目的

课程的教学目的与学生毕业后所从事的工作密切相关，全国范围内土木工程专业本科生就业去向主要有施工和读研两大类，隧道工程专业毕业生也不例外。从目前的施工技术水平来讲，施工单位应对一般隧道工程项目的技术相当成熟，但是遇到特殊地质状况时需要工程变更。由于地勘资料不可能完整反映整个隧道开挖及影响范围内的地质情况，所以在隧道施工过程中变更常常存在。隧道结构计算书是设计图变更及施工工艺变更的重要支撑材料。对于立志进一步深造的同学更应该学好电算计算理论和软件应用，因为这是目前主流及常用的研究手段之一。总之，《隧道结构电算》对隧道工程专业的学生都非常重要。由上述分析可知，《隧道结构电算》教学应使学生了解隧道结构计算的当前状况和技术水平，理解一般隧道结构计算的基本理论、计算方法和手段，掌握一种计算方法和一种计算软件，能够独立使用电算软件完成二维隧道结构模型计算（包括荷载——结构法和地层——结构法），为毕业后从事隧道工程相关工作或研究奠定基础。

2《隧道结构电算》教学的内容

《隧道结构电算》是一门专业课程，在学习该门课程之前，应该先修《线性代数》、《材料力学》、《结构力学》、及《弹性力学》等课程，除此之外《数值分析》、《计算机程序设计》及《有限元》等相关课程知识也是学习这门课程的重要基础。然而，一些学校的隧道工程专业并未全部开设这些课程。《隧道结构电算》的课时一般较少，在短时间内要完整、系统和深入的完成这门课程教学比较难。隧道电算有很多计算方法，包括：有限元法、有限差分法及边界元法等方法。目前国内外隧道结构计算使用较多方法是有限元法和有限差分法，本文以有限元法为例进行探讨。针对《隧道结构电算》教学的实际情况，推荐理论部分主要教学内容为：有限元法的计算过程，离散，单元计算理论（杆单元、梁单元及实体单元），边界条件及处理，求解方法，结果分析等知识点。该门课程除理论教学之外，还需要上机练习以提高实践能力。上机练习应该以实例教学为主，主要完成荷载——结构法和地层——结构法的实例练习。

3《隧道结构电算》教学的方式

《隧道结构电算》的理论部分涉及多门课程，知识面广，有些课程虽已经学过但是时间已经比较久远，又由于理论性较强因而教师的教学和学生的学习过程都比较困难。结合笔者的教学经验，本课程教学应注重加强思路、方法和步骤讲解，而不是以具体的推导和演算教学为重点。但是重要的知识点，未学知识点有必要深入讲解。对于有限元法来讲，位移函数、单元刚度矩阵、总体刚度矩阵等重要知识点可以通过例题讲解。求解方法则应以讲解各种求解方法的思路及优势为主，若以例题讲解则比较繁琐且容易出错，实例讲授方法不适用于该知识点的教学。《隧道结构电算》上机练习之前，应该简单讲解所用软件的功能，界面菜单及操作流程。操作流程应结合有限元理论，比如：定义单元类型、材料参数、单元特性、建立几何模型、划分单元、施加荷载和约束、求解及后处理。在软件计算过程中应考虑初始地应力，施工过程：超前支护、开挖、初期支护和二衬等施工阶段。计算完成后，根据计算目的获得计算结果。上机课程应设计荷载——结构法和地层——结构法的实例练习，使学生进一步理解电算计算理论和掌握隧道结构计算过程与方法。

4结语

《隧道结构电算》是隧道工程专业需要学习的重要课程，但是课时少、内容多、理论性强、实践性要求高，本文通过分析隧道工程专业本科生的就业现状，归纳了教学目的，提出了教学内容的重点，探讨了理论教学与上机实践教学相结合的教学模式。

作者：周元辅 单位：重庆交通大学土木工程学院

参考文献：

[1]郑天中.隧道专业第一次电算经验交流会[J].铁道标准设计通讯,1981,(6):49.

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关键词：沥青与沥青混合料；教学改革；理论教学；实验教学

作者简介：黄宝涛（1975-），男，山东邹城人，江苏科技大学土木工程与建筑学院，讲师。（江苏?镇江?212003）袁鑫（1982-），女，河南南阳人，东南大学土木工程学院博士研究生。（江苏?南京?210096）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0083-02

近十年来我国高速公路建设突飞猛进，截至2010年，全国高速公路达7.41万千米，车道总里程为32.86万千米。“五纵七横”12条国道主干线已经提前全部建成。沥青路面由于无接缝、行车舒适、施工快捷、维修方便、噪音低成为了我国高速公路的主要路面结构类型。沥青与沥青混合料的性能决定了我国高速公路沥青路面的长期使用性能，“沥青与沥青混合料”是道路与铁道工程专业的一门非常重要的专业课程，是道路建筑材料专业基础课程的深化，更是路面结构方向硕士和博士研究生的专业学位必修课。该课程主要包括沥青和沥青混合料两大部分。“沥青与沥青混合料”是集设计理论和试验操作、施工检测、质量评定、养护维修于一体的道路与铁道工程专业必修学位课。随着中国高速公路建设的迅猛发展，新型沥青路面材料、新型施工技术、新型养护维修工艺层出不穷，这些新情况给该课程的教学增加了难度。为了实现道路与铁道工程专业本、硕、博三级培养目标，让学生真正掌握这门课程的主要内容并能将其应用于我国高速公路的工程建设实践，必须不断进行课程教学建设，探索新的课堂教学方法和新的试验教学方法。[1]

一、课程教学存在的问题

沥青与沥青混合料的研究对象是由级配石子组成骨料、沥青胶砂组成粘结料、中间有孔隙气体或孔隙流体组成的固、液、气三相非连续多孔介质材料。沥青与沥青混合料是一门研究沥青混合料的设计方法、沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、动态特性及疲劳性能和沥青混合料的老化性能的学科，它是土木工程、道路与铁道工程、桥梁与隧道工程等多个专业本科生的专业基础课和硕士、博士生的专业必修课，该门课程的突出特点是集设计理论和试验操作、施工检测、质量评定、养护维修于一体。[2]课程横向跨度大，学该门课程前首先要掌握道路建筑材料、材料力学、非连续介质力学、接触力学、石油沥青和细观动力学等多门专业基础课。沥青与沥青混合料研究的对象学生没有接触过、比较生疏，材料设计公式繁多以及试验操作、施工检测、质量评定的过程复杂等，因此，本科学生不易理解和掌握。沥青的物理性能和沥青混合料的设计方法及其长期路用性能是“沥青与沥青混合料”课程教学的主要部分。由于“无法按照需要设计出满足性能要求的沥青路面材料”，且随着技术的进步、试验手段的革新、新型沥青混合料的设计理论不断更新，但沥青与沥青混合料教材更新速度滞后，课堂教学时学生基本都是单向地接受老师的传授，外加沥青与沥青混合料抽象，学生学习热情不高，研究生更是不能积极主动地自学。

沥青与沥青混合料试验操作和长期路用性能评价的方法是该门课程学习的一个重要环节和学生深入理解所获取知识的实践手段。但是，目前实验教学方面存在很多问题，实验项目的开设受限于高校实验室的硬件设施，由于实验室设备不足，只能进行演示性实验教学。加上近几年以美国SHARP研究成果为代表的surpave沥青混合料设计法需要的试验设备价格昂贵，比如：旋转压实仪、低温弯曲蠕变梁BBR试验仪、动态剪切DSR流变仪、析漏试验、肯塔堡飞散试验仪等只有教育部行业重点实验室或国家重点实验室才能配备。一般学校的实验室无法配备沥青与沥青混合料这种新型常规的教学试验仪器，教师只能进行课堂演示实验说明，更无法指导学生进行试验操作，这些都跟不上与时俱进的教学新形势，因此，沥青与沥青混合料试验教学改革方面首先要购买新型沥青混合料试验设备。通过具体的试验操作，激发学生对沥青与沥青混合料的学习兴趣，提高学生的创新意识和创新能力，因此，试验教学是提高学生综合素质的一种重要途径。

二、理论课程教学的改革探讨

如何更好地上好沥青与沥青混合料的基础理论部分，让学生直观生动地接受沥青混合料的设计方法和设计过程、掌握沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、动态特性及疲劳性能、沥青混合料的老化性能的相关力学参数指标和性能评价方法及手段等相关的知识结构是该门课程教学改革的首要任务。由于沥青与沥青混合料的基础理论部分涉及的影响因素太多，对于理论课的教学革新不能太着急，需要针对本、硕、博不同层次的专业知识要求，以及一本、二本、三本等不同素质的学生以及不同专业知识背景的教师等方面循序渐进地推进教学革新。

1.关于专业要求方面

沥青与沥青混合料是公路与城市道路工程、机场工程、道路与铁道工程、桥梁与隧道工程、交通规划与管理、交通运输工程等交通土建专业的学位专业课，因此，理论课程教学方式的革新需要根据专业的不同深度要求，进行有针对性的教学方式改进，对不同特色的专业的学生不能统一传授相同的知识体系。譬如交通规划与管理专业的学生对知识点掌握的标准就相对道路与铁道工程专业的学生的要低，则讲授过程中需要针对交通规划与管理专业的要求对沥青与沥青混合料课程教学内容适当精简压缩，学生只要知道沥青与沥青混合料的知识体系和什么场合铺筑什么类型的沥青混合料即可；对于道路与铁道工程专业的学生，在讲授沥青与沥青混合料课程时，要详细讲授车辆间歇时间、随机轴载组合，最佳沥青用量对沥青混合料路面的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、动态特性及疲劳性能、老化性能影响的内容；对于硕士研究生教学，考虑学生需要对工程问题出现的机理和工程对策的需要，必需按照“细观认识机理，宏观解决问题”的思路对学生进行讲授，应该从材料组成、优化设计、沥青混合料细观结构决定其宏观路用性能的观点，将非连续介质力学、接触力学和细观动力学等方面的知识传授给学生。

2.在针对不同素质的学生方面

自从开设“沥青与沥青混合料”这门专业课以来，课程的理论教学覆盖了不同层次的学生，包括道路与铁道工程的硕士研究生、道路与桥梁专业的一本、二本、三本等不同层次类型的学生。由于沥青与沥青混合料授课过程中涉及车辆间歇时间、随机轴载组合，最佳沥青用量对沥青混合料路面的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、动态特性及疲劳性能、老化性能等相关的知识结构，对于理科出身的学生学习“沥青与沥青混合料”要相对容易些，而文科出身的学生由于缺乏严密的逻辑思维能力，学习起来难度较大。因此，要针对不同基础的学生，有针对性地循序渐进、浅显易懂地传授相关的知识体系，在条件允许的情况下，可以通过到交通工程施工企业的实验室和施工现场实地参观调研，通过施工企业工作人员对沥青混合料设计、检验、施工、检测、性能评定、维修养护等全过程操作让学生深入理解掌握本课程关键知识内容。

3.关于任课教师方面

教师首先要具有深厚的知识结构，宽阔的道路与铁道的专业背景、丰富的施工组织管理经验、掌握沥青混合料路面的检测评定技能、有较高的教学水平和技巧。因此，任课教师要根据自身情况有针对性的去“充电”：缺少施工组织管理经验的要经常到施工企业去锻炼学习；缺少检测评定技能的要到有资质的道路检测机构去学习；教学水平欠缺的要去听优秀教师的课，以便掌握教学方式和方法；通过一系列的途径不断充实任课教师的专业知识体系和传授知识方式和方法。要求任课教师能够结合我国高速公路工程建设的最新情况，结合新型沥青路面材料、新型施工工艺、新的沥青混合料设计方法、新的检测评价指标和评价手段、与时俱进地传授给具有不同层次的学生。要有目的的搜集国内外沥青与沥青混合料方面的最近研究成果的图片，将高速公路、民航机场沥青道仓的新材料的跑道图片做进课件里面，通过多媒体激发学生对沥青与沥青混合料的学习兴趣和自主学习的能力，并且培养学生的思考和创新能力。

4.关于教材的选择方面

为了培养不同专业的学生，对硕士研究生、本一、本二、本三和成教等五个层次的学生，要有针对性地编写不同层次的沥青与沥青混合料培养计划和课程教学大纲，要根据专业特点和学生层次不同而确定知识传授的深度和宽度。譬如道路与铁道工程专业硕士研究生要多增加些如何从材料组成、级配优化设计和细观动力学、随机荷载下高速公路沥青路面结构与材料的动力特性等方面的知识内容。土木工程专业重点介绍些适合住宅小区轻型载荷下彩色沥青路面的级配设计、最佳沥青用量的确定等方面的知识特性。定期组织沥青与沥青混合料的专业教师对所选用的教材结合学生的掌握情况进行综合评价，使教材的选用更趋于人性化、合理化、学习效果高效化。[3]由于沥青与沥青混合料与道路建筑材料、材料力学、非连续介质力学、接触力学、石油沥青和细观动力学等多门专业基础课联系密切，交叉较多，在讲授时应将教学内容有侧重地精选和融会贯通，以提高课程的教学效率，让学生掌握课程的精华。譬如新型环氧沥青路面材料方面，一些教材增加了长大钢桥面环氧沥青表面铺装层等现代新型沥青材料的内容，在教材选订时优先选订有关我国高速公路、汽车专用道、二级干线公路，三级、四级县乡道路沥青路面设计与施工方面的最新研究成果内容的新版教材。[4]

5.关于教学方法与教学手段方面

教师要根据自己的专业特色背景和工程实践管理经验摸索出符合不同层次对象、不同专业特色、不同深度要求的课程教学方法和手段。笔者认为在课堂教学中，多介绍一些新型高速公路沥青路面、新型民用机场道面、长大纵坡重型交通沥青路面、耐疲劳抗退化的新型路面等工程实例，涉及的新型及设计方法和试验操作技能、施工检测手段、质量评定方法、养护维修新技术等概念都以工程实例图片进行讲解。另外，如何提高学生的学习积极性是任课教师首要的任务，这就要求教学中开展互动式，激发学生学习的乐趣，也可以通过专题视频短片的放映，让学生通过图像音频讲解，深化对课堂知识的认识。如果条件允许，可以在学校内部修建沥青路面试验段，理论课堂知识讲授完后，带领学生到沥青路面试验段参观，让学生近距离对课堂所传授的知识通过实物消化吸收，以便提高教学效果。

三、实验教学的改革探讨

对于沥青与沥青混合料实验教学来讲，教师对沥青混合料的各种仪器设备进行操作演示，学生再实地操作，这样培养学生的动手操作能力、学会整理测试资料和分析测试数据的能力。在操作过程中，学生将所学的知识融会贯通，若发现新问题，则请教师指点，这可以提高学生解决实际问题的能力，激发学生对科研的兴趣，以至于培养学生的创新意识。[5]如果实验室暂时没有相关的教学仪器设备，可以通过计算机仿真模拟软件，通过虚拟实验手段将实验过程给学生演示一遍，效果更形象直观且生动。

沥青与沥青混合料实验基本项目包括石油沥青的性能、石油沥青、乳化沥青、改性沥青、环氧沥青的技术标准以及评价方法，沥青混合料矿料的设计方法及最佳沥青用量确定的马歇尔稳定度试验、沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、动态特性及疲劳性能、沥青混合料的老化性能等实验。[6]

随着高校由教学研究型向研究教学型大学的转变和卓越工程师培训计划的开展，高校与企业的联系进一步加强，高校缺少的试验仪器和设备，可以利用企业的试验仪器设备来弥补，做到优势互补和双方共赢。另外，以美国SHARP研究成果为代表的surpave沥青混合料设计法所需的各种新仪器设备和各种先进的实验方法的诞生，要求实验教师充分利用高校与企业间的产学研合作项目，积极组织感兴趣的学生一起参与沥青混合料研究项目的实验过程，让学生在进行相关实验时，体验科研的乐趣、分享新成果取得重大突破的欢愉。学校也可以定期邀请具有交通工程甲级资质的相关企业高管或实验技术主管，来做关于实验的学术报告，让学生在轻松交流的气氛中掌握沥青与沥青混合料的最新成果和试验技能。

四、结论

“沥青与沥青混合料”课程的教学方式和方法的革新是个任重而道远的过程，本文主要是根据该课程教学中存在的问题，有针对性地分析了每一教学环节应该注意的事项和教学革新的内容。教师要结合不同层次对象、不同专业特色、不同深度要求的培养目标，有针对性地增减和优化教学的具体内容、采取合适的方式和技巧激发学生的学习兴趣、结合卓越工程师培训计划的开展，任课教师要在教学方法与手段和实验实践等环节方面不断地创新与实践，强调学生主动性和创新性，以培养我国交通行业急需的各类专业技术人才，促进高速公路交通事业的发展。

参考文献：

[1]苏丽娜.《道路建筑材料》课程教学改革刍议[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2008,(1):84-87.

[2]汪海年.《道路建筑材料》教学方法的改革探讨[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2009,(1):106-109.

[3]李锐铎,王宇斌.新形势下道路建筑材料试验教学方法改革探讨[J].内江科技,2010,(1).

[4]丁华.道路建筑材料课程教学改革探讨[J].西南农业大学学报(社会科学版),2011,(5):204-205.

[5]张彩利,李宁利,等.《道路工程材料》教学改革探讨[J].教育教学

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2006年教育部16号文件《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干建议》明确指出“要全面贯彻党的教育方针，以服务为宗旨，以就业为导向，走产学结合发展道路，为社会主义现代化建设培养千百万高素质技能型专门人才，为全面建设小康社会，构建社会主义和谐社会作出应有的贡献。”它不仅体现了高职教育办学类型、人才层次及人才规格的定位，表明了对高职教育的高教性和职业性的双重属性的准确认识，也是高职教育观念的深化，是高职院校办学特色之所在。另外，以能力为本位的“基本素质+岗位能力（技能）模块”课程体系是《教育部关于加强高职高专人才培养工作的意见》“培养学生的技术应用能力”为基本理论的课程体系。综上所述，我国目前高职教育的人才培养都在朝着“高素质技能型专门人才”培养目标发展，而人才培养模式，最终只有在课程体系中才能得到体现。为此，该文的内容是以市场为导向，注重企业需求，来制定相应的课程，应用前景广泛，符合高职教育的发展趋势。

1 设计思路

高职院校的学生很多在第四学期就签订了就业协议，鉴于提前明确就业岗位使毕业生未来的工作内容具体化，特别是提前上岗，已经使学习和工作结合起来，进入“工作中学习，学习中工作”的状态。基于现状，在充分听取行业协会和企业专家意见的基础上，经过认真研究、反复论证，大量删减了理论性过强且艰涩难懂的课程。同时，为强化毕业生的岗位适应能力，加大了实训课程和顶岗实习的比重，重构了“学作结合”课程体系。

2 课程开发与设计

2.1 设计依据

依托铁道工程技术专业校企合作委员会，针对专业培养目标，开展社会调研，总结归纳出铁道工程技术专业毕业生核心工作岗位（群），通过职业岗位分析，学生的岗位主要工作内容如下。

（1）线路工，主要工作内容有：作业防护；线路基本作业；钢轨作业；轨枕作业；道床及路基作业；简易测量和识读工程图；检查作业及故障处理。

（2）桥隧工，主要工作内容有：桥面作业；桥跨作业；桥台作业；涵渠、隧道作业；施工作业；桥隧检测；桥隧巡守。

（3）施工员，主要工作内容有：铁路路基工程施工、铁路桥梁工程施工、铁路隧道工程施工、铁路轨道工程施工、施工现场管理。

（4）测量员，主要工作内容有：交接桩和施工复测；施工过程控制测量、构筑物施工放线、监控测量及数据分析；工程测量方案、监控量测方案编写；建立测量仪器台账，按时对测量仪器进行维修保养。

（5）试验员，主要工作内容有：各种原材料试验；施工配合比设计；各种材料的取样、送检、试验、化验、检验、复验工作及报告；路基、桥梁、隧道、轨道结构物自检、抽检等试验工作。

2.2 构建基于“学作结合”的课程体系

面向铁路工程施工与铁路线路养护维修企业，按照铁路工程施工与养护维修岗位技能要求，参照国内铁路工程施工与养护维修规范、标准，与合作企业技术专家共同分析铁路线桥隧工程施工、养护维修、施工组织管理等典型工作任务，按照铁路工程施工与线路养护维修过程确定行动领域、学习领域，依次设计教学内容，选择合理的工作任务为载体，设计若干教学模块，将相关的知识、模块，通过对各教学模块的学习，实现知识、技能、素质的同步提高，具备铁路工程施工与养护维修工作的职业能力。构建“学作结合”的课程体系。其典型工作任务及对应的行动领域及学习领域如下。

（1）典型工作任务，主要包括：铁路线桥隧施工、施工组织管理、铁路线桥隧养护与维修三个方面。

（2）行动领域，主要包括：铁路工程图识图、工程材料试验与检测、铁路工程测量、铁路路基施工、铁路轨道施工、铁路桥隧施工、铁路桥隧养护、铁路工程施工组织、铁路工程概预算等。

（3）学习领域，主要包括：工程制图、土木工程CAD、工程绘图实训、工程测量、工程测量实训、铁路轨道、铁路工程施工、铁路桥隧施工与维护、铁路线路修理、铁路线路修理实训、养路机械实训、高速铁路轨道施工与维修、铁路工程施工组织与概预算、铁路工程预算实训等主要课程。

以上学习内容的基础部分集中在第一和第二学期，专业课集中在第三和第四学期，第四学期结束后学生应具备解决典型工作任务对应的行动领域相关问题的能力。

2.3 课程设计与教学准备

在整体课程设计过程中，从新生入学开始，便将两年后自己能完成的工作内容发给学生，让学生在对每门课程进行学习的过程中能够明确具体的在实际中应用，同时将企业的考核标准及相关要求融入到具体的授课及考核中，激励并锻炼学生的实践应用能力。课程与课程之间要有过渡和协调，用到什么就学什么或补什么。这就要求在做教学准备时，把企业的东西或者相关专家确定下来，在需要的时候能够及时的应用；另外，还要求任课教师建立制定工学结合的课程标准和“以学生为主体”的教学模式与教学设计，大力推动以项目导向、任务驱动教学模式为主，其他教学模式为辅的多元教学模式改革。

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根据教育部网站统计，截止2013年12月，全国开设交通工程专业的院校有115所，其中江苏省开设该专业的院校共计13所，四川省4所。该专业全国累计毕业人数达7000人。从性别比例统计上看，男生占80%，女生占20%。近3年全国就业率区间分别为2011年90%-95%，2012年85%-90%，2013年85%-90%。

上述统计结果表明，目前开设交通工程专业的院校不是很多，属于相对偏冷门的专业，招生和毕业人数也不多，但是总体就业率基本保持在85%以上，高于全国71%的平均就业率。

一、开设交通工程专业院校分类

由于各高校的学科背景及交通工程专业所划分在的院系不同，所以交通工程专业的培养方向、课程体系设置及学生就业也不尽相同。依照开设院校的特点，本文将开设交通工程专业的院校分为以下六类。

全国综合性大学：同济大学，东南大学。

传统公路交通类院校：长安大学，重庆交通大学，长沙理工大学，山东交通学院。

传统铁路类院校：西南交通大学，北京交通大学，石家庄铁道大学，兰州交通大学。

汽车运输类院校：武汉理工大学，西华大学，山东理工大学，淮阴工学院。

土木类院校：北京工业大学，南京工业大学，湖北工业大学，河南城建学院，长春建筑学院。

民航类院校：中国民航大学，中国民航飞行学院，南昌航空大学。

上述六类院校中只列举了部分代表性的学校，并未对所有开设学校进行分类。

二、各类院校培养特点分析

由于交通工程专业在上述各个高校所处的院校及学校特点的不一样，每个学校开设的课程也不尽相同，但同类高校之间还是具有共性的，下面分类分析。

（一）全国综合性大学

此类院校以同济大学和东南大学为代表，这两所学校既是最早开设全国交通工程专业的学校，也是该专业的标杆学校。

同济大学的交通工程专业开设于交通学院下，由于该院校知名度高，学生在交通行业口碑较好，学生就业较好。主干课程包括结构力学、钢筋混凝土结构基本原理、工程地质、土力学与基础工程、工程项目管理、道路规划与几何设计、客运交通系统、运输经济学等。根据课程设置可以看出该类型交通工程主要设置轨道交通工程、道路工程设计与交通设计规划三大方向。

（二）传统公路交通类院校

此类院校基本归属于原交通部，交通专业背景性强，学生毕业后也基本是在原交通部的下属交通单位工作，例如中交公路局等。课程设置包括城市规划原理、测量学、路基路面工程、道路勘测设计、交通规划、运输经济学、交通设施管理与控制、交通安全、公交运营、交通枢纽设计。

（三）传统铁路类院校

此类院校的交通工程专业主要是在交通运输（原铁道运输）专业背景下发展起来的，专业背景性不强。以西南交通大学为例，该校交通工程专业按交通工程和城市公共交通两个专业方向进行培养，课程设置主要包括交通规划、运输布局、高速公路管理与控制、交通运输智能技术、城市公共交通系统规划设计。目前公交公司对本科类人才的需求主要还是集中在车辆工程方面，对运输管理等重视程度还不够，因此该类学生就业竞争力不够强。

（四）汽车运输类院校

此类院校的交通工程专业建设基本依靠汽车工程，交通工程专业的就业方向基本属于汽车运输工程方向，学生毕业后多数从事汽车运输调度工作。专业课程设置主要包括运输场站设计、交通调查与分析等。由于目前国内汽车运输业发展缓慢，所以学生就业率普遍不高。

（五）土木类院校

此类院校的交通工程专业基本归属于土木工程系，专业方向为道路工程方向，建设基本依靠土木工程，学生毕业后主要从事道路工程设计、施工等工作。专业课程设置主要包括结构力学、土力学、地质工程、结构设计等。由于目前国内公路与铁路建设发展蓬勃，所以学生就业率较高。

（六）民航类院校

此类院校的交通工程专业基本归属于民航系，专业方向为机场工程方向，建设基本依靠土木工程，学生毕业后主要从事机场工程设计、施工等工作。专业课程设置主要包括结构力学、土力学、地质工程、结构设计等。目前国内机场建设发展蓬勃，而且该行业具有一定的垄断性，因此学生就业率也较高。

三、西华交通工程专业

西华大学交通工程专业于1999年申报，2000年招收第一批本科生，截止2014年10月，共计招收14届学生，累计培养500余名学生。

西华交通工程专业设于交通与汽车工程学院，由上述汽车运输类专业转变而来，专业方向目前包括道路工程和交通规划与设计两个，但是根据学生就业市场需求，只开设了道路工程方向的教学班。

对比上述各类院校的交通工程专业开设课程特点，建议西华大学交通工程专业开设道路施工和轨道施工两个教学方向。

（一）道路施工方向

四川地处于西部欠发达地区，道路基础设施条件较差，道路建设需求在未来还是很大，道路施工方向的交通工程专业在未来的需求量将很大。开设课程建议参考南京工业大学的交通工程专业课程，主要专业课程如下：结构力学、土质土力学、道路工程制图、道路建筑材料、道路施工、路基路面工程。

（二）轨道施工方向

目前全国地铁与高铁建设方兴未艾，对轨道工程方向需求量巨大，但是在本科专业目录里没有轨道工程专业名称。根据上述分析，我校交通工程专业可以开设轨道交通工程方向。开设课程建议参考同济大学的交通工程专业课程，主要专业课程如下：结构力学、钢筋混凝土结构基本原理、工程地质、土力学与基础工程、工程项目管理、轨道工程、桥梁隧道工程。

四、总结

西华大学作为地方性高校，专业建设应该贴合地方，专业学科应该具有自己的特色，因此建议西华交通工程专业按道路工程与轨道工程两个方向进行人才培养。交通工程作为一个工程类专业，人才培养过程中在重视理论知识传授的同时，还应该重视对实践类知识的教授。因此要求培养的学生具有专业基础扎实、实践动手能力和适应能力强、能吃 苦等特点。

只有做到以上几点，西华交通工程专业培养的学生才能在就业中避开与重点高校和其他高校的竞争，做到特色办专业，特色树品牌。

[ 参 考 文 献 ]

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从本次政策调整来看，将带来许多行业及产业的重大利好，那么与之相关的专业在未来几年将相对容易就业。具体分析如下：

中央此次出台四万亿的投资计划，其资金流向大致在以下几个方面：

一、中央政府投资1000亿

涉及保障民生、基础设施建设及灾后恢复重建等方面，简称“6＋1”。

新增中央投资的方向可以简称为“6＋1”：加快建设保障性安居工程：加快建设农村民生工程和农村基础设施：加快铁路、公路和机场等重大基础设施建设；加快医疗卫生、教育文化等社会事业发展；加快节能减排和生态建设工程：加快自主创新和结构调整；同时要加快地震灾区的恢复重建工作。

改善城市低收入居民居住条件是重大的民生问题，加快建设保障性安居工程首先是加大对廉租住房建设的支持力度，初步计划用3年时间解决城镇低收入家庭住房困难。其次是加快棚户区的改造工程，改造国有林区、垦区和中西部地区中央下放煤矿的棚户区。三是组织实施游牧民定居工程，扩大农村危房改造试点。

在加快建设农村民生工程和农村基础设施建设方面，主要是紧紧围绕改善农民生活和解决制约农业生产的突出矛盾加大投入。

在重大基础设施建设方面，铁路重点是加快京沪高速铁路等一批客运专线建设，包头至西安铁路扩能等煤运通道建设，以及贵阳至广州等资源开发性西部干线铁路建设：公路方面要加快完善高速公路网，加快拥挤路段扩能改造等：机场建设加快重点是中西部支线机场和西部干线机场。此外，还要加快城市电刚改造。

在加快医疗卫生、教育文化等社会事业发展方面，要支持基层医疗卫生服务体系和计划生育服务体系建设：支持中西部农村初中校舍改造、中等职业教育和特殊教育发展：加快旅游基础设施和乡镇综合文化站建设。

加快节能减排和生态建设工程建设，重点是加快城镇污水、垃圾处理设施、污水管网和重点流域水污染防治工程建设：加强重点防护林和天然林资源保护工程建设；加快国家十大节能工程、循环经济和重点流域工业污染治理工程建设。

在加快自主创新和结构调整方面，要加大对自主创新和产业升级的支持力度，重点支持自主创新和高技术产业化。

以上行业将带动的相关产业为：家具设计与制造、日用电器制造、物流业、轻纺产品、机械制造、建筑材料(钢材、水泥等)、药品加工与制造、生物制剂、医疗器械等。

行业动态对所学专业的影响：

由于国家对以上行业加大投资力度，未来几年，与之相关的专业必然容易就业。以上行业涉及的专业有：土建类专业(建筑、土木、城市规划、景观建筑设计、水务工程、给排水工程、道桥与渡河工程等)、电气信息类专业、职业教育师资类专业、幼儿教育、旅游管理、涉外旅游、水利水电类专业、测绘类专业、轻工纺织食品类专业、农业工程、林业工程、医疗器械、生物化工、护理学(男生尤好)、涉外护理等。

二、民航2010年基建投资将达2500亿

中国民航局迅速部署国务院扩大内需相关措施，民航基础设施建设今年在建投资规模为1000亿元，到2010年，投资规模将达到2500亿元。

民航业内专家指出，国家增加对民航的投资力度，对于整个国民经济的发展具有先导性作用。此外，民航对社会公共体系和应急救援体系的建设具有重要意义。

此举将带动钢铁、水泥、工程机械、建筑开发、电网设备等多个行业的发展。也将带动以下专业的学生就业相对容易：冶金地质、金属材料、土木工程、建筑学、机械制造、城市规划、测绘、电气信息等。

三、交通运输部投资总额上万亿元

1、高速公路建设、农村公路的建设、扩大国道及省道的干线公路改造。

2、此外适当考虑水运建设、航道

此类投资带动行业有：基本建设、建筑材料、工程机械、测绘、工程设计等。由此带动相对容易就业的专业有：土木工程、建筑设计、道路桥梁与渡河工程、材料学、机械类专业、冶金地质、测绘类专业、船舶制造、港口与河道工程等。

四、建设部：9000亿住房保障

1、三年内要新增200万套廉租房、400万套经济适用房：完成100多万户林业、农垦区棚户区改造。

2、总投资将达9000亿，平均每年3000亿。

此举带动行业有：建筑业、工程建设、轻工纺织、家具制造、口用电器等。相关专业为：建筑设计、景观园林设计、家具设计、室内设计、工业设计、土木工程、林业工程、林产化工、轻工纺织食品、电气信息类专业等

五、铁道部2.3万亿元

1、国家已批准的新建铁路里程有2万余公里。

2、投资规模超过2万亿元，其中2009年铁路计划完成6000亿元的基本建设投资。

此举带动行业有：钢铁、水泥、机械制造、物流等与之相关的专业有：材料学、冶金、地质、机械类专业、物流工程、物流管理、交通运输、交通工程、道路桥梁与隧道工程等专业

六、能源局：1885亿

1、年内将有包括核电厂、西气东输、炼油厂等在内的一批大型能源基础设施项目开工建设。

2、总计1885亿元。

此举带动专业：能源动力类专业(石油工程、核电工程)油气储运、石油化工、土木工程、道路桥梁与渡河工程等专业。

七、环保局：1万亿

1、重点将集中在水污染治理、大气污染治理、固体废物治理、核安全治理等六方面。

2、今后3年，将筹集1万亿元资金。

环保板块极有可能接过市场的领涨大旗，此举将带动环保产业的发展。

与之相关的专业有：环境与安全类专业、林业工程、森林资源与旅游、草业科学、景观园林设计、园艺、植保、核科学与核技术等

八、水利局：300亿

1、农村饮水安全、大中型病险水库除险加固：大型灌区的续建配套与节水改造。

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“我早上8点从金门出发，搭机到松山机场，然后乘车到桃园国际机场，乘飞机到香港。再等航班转机厦门。当我抵达厦门时已是傍晚时分。回头一看，竟发现我家就在对岸。”一位金门台商在2001年1月1日两岸“小三通”实现以前。曾这样无奈地对记者诉说。

而在2008年12月1s日，台湾本岛商人和民众不能直接与大陆沟通的无奈也成为历史――当日，两岸实现直接通航、海上货运直航和直接通邮。这一天，上海空管中心和台北空管中心在北方航路上名为SULEM的航管交接点进行交接；(台湾)中华邮政董事长吴民佑寄出第一封快捷邮件给(大陆)中国邮政总经理刘安东。

“大三通”初步实现后，下一步进入民间讨论、媒体想象甚至是政府规划的，是从福建沿海挖一条海底隧道直通台湾。目前，铁道部已明确提出将京台高铁延伸至大陆距台岛最近的平潭岛。2010年1月，铁道部总工程师何华武赴福建平潭调研时表示，平潭岛是大陆距离台湾最近岛屿，在适当时候将通过规划建设的台海通道，将合福铁路延伸至台湾，形成京福台陕速铁路通道。

而最早提出海峡通道设想的，是出生在台湾、现任美国费城里亥大学教授、环境岩土工程专家方晓阳和清华大学21世纪发展研究院台湾海峡隧道论证中心主任、土木水利学院教授吴之明。

萌动两代人

刺激方晓阳教授产生海峡隧道梦想的，是台湾“2・28事件”。一连串骨肉桕残的悲剧给年轻的方晓阳造成了巨大的心理伤害：如何能愈合地理和历史的鸿沟在两岸中国人心理造成的巨大伤痕?思前想后的方晓阳终于在1948年提出了一个石破天惊的设想：挖海底隧道。

不料日后中国时局的变化，这一宏伟设想失去着力点，方晓阳本人也因，不见容于当局，远走美国。

接过方晓阳海峡通道梦想的，是清华大学教授昊之明。1995年夏天英吉利海峡海底隧道落成通车，做土木水利工程研究的昊之明在1996年拿到一笔研究资金后便去英国进行实地考察。回国后吴承恩之明写了一个报告《英吉利海峡隧道工程的经验教训和台湾海峡隧道的构想》，打响了改革开放后海峡隧道构想的第一枪。

随后在吴之明和其他支持该构想的学者、官员推动下，台湾海峡通道工程学术研讨会于1998年在福州正式启动。具体方案被很陕论证出来： 北线方案：福清―平潭岛―台湾新竹线，长约122公里，该线由福清半岛小山东―平潭娘宫跨海桥梁及平潭岛至台湾新竹海底隧道组成。

中线方案：莆田笏石一南日岛一台湾苗粟，128公里。

南线方案：厦门―金门―澎湖―嘉义，长约174公里。

专家们经过反复研讨，最后一致倾向于北线方案。因为北线“地质条件最稳定。距离也最短”。

有能力与不差钱

现在的问题是，现有的技术力量能支撑海峡隧道的建设方案吗?别的姑且不论，在地震带上挖一条120公里的海底隧道果真行得通吗?在大海里开凿隧道，地质勘测能否准确无误?水压那么大、海水会不会倒灌?能不能抵抗台风、地震?发生灾害事故如何疏散逃离?海水长期浸泡腐蚀。隧道会不会加速折旧?一旦有地震等地质变动，能否抵御?

“我多次参与了台湾海峡隧道建设可行性的研讨会。”同济大学隧道与地下工程研究所资深荣誉教授、中国科学院院士孙钧士承认，“台湾也是―个地震多发带，耍修海峡隧道，在技术上都有很多考验。”以北线方案而言。长度是英法海峡隧道的2～3倍，需要解决包括海底工程地质勘察、运营方式的选择、施工技术难点、隧道通风与防灾、通道结构耐久性问题、风险评估与管理等问题，难度可想而知。

但英吉利海峡的成功先例使人乐观，随着技术不断进步，很多专家相信，中国的技术能够担此大纲。清华大学21世纪发展研究院台湾海峡隧道论证中心主任、土木水利学院教授昊之明虽然承认“台湾海峡是英吉利海峡长度的3倍，工程上的难度也要更多，这需要一个个去克服。当然，也不是轻而易举的。”但他坚持认为“不存在不可克服的(技术)难题，随着我国科学技术的发展都可以解决。”

福州大学土木工程学院院长陈宝舂更加乐观，他认为目前世界海湾与跨海大桥的建设与研究已有长足进展，可为台湾海峡通道研究提供很好的借鉴。另外，我国桥梁设计与施工水平已处于世界先进水平。而且随着今后如琼州海峡隧道、渤海湾桥隧工程、20多个城市的地铁建设的兴起，预计一批重大技术难题都将攻克。

然而即便技术上可行，在经济上是否合算呢?构想中的台湾海峡隧道若按北线方案操作，以120公里计算，类比国外已建成的海峡隧道每公里27亿人民币的造价，再加上5％的物价增长指数，那么，如果要在2030年建成，则初步估计其投资额将在14400亿人民币左右。这笔钱从哪里来?如何能够收回?

对此专家认为，只要政策面支持，筹集资金可以有多种方式，包括发行债券、股票以及申请贷款等等，总之我们不差钱。清华大学21世纪发展研究院专家孟庆国算了一笔账，隧道的客、货运输及两端车站商区综合收入每年估计可达3868亿元人民币，净收益接65％计算，每年约有2190亿元人民币，估计7年即可回收成本。

但问题是，上万亿元人民币的投资砸下去，能实现多少实际运力?以欧盟之富，1994年5月7日正式通车、长度为50公里的英法隧道，因运行成本高昂至今仍为亏损经营，有此前鉴，实在很难令人对台海隧道7年内收回成本、实现每年2lgo亿人民币纯收入的心愿抱有太乐观的憧憬。

“心堑”难平

对于台湾来说，从经济理I生的角度出发，海峡隧道大有裨益。台湾有关专家估算，海峡隧道建成后。可拉动台湾经济年平均增长至少1.5个百分点。正是认识到海峡隧道对于振兴台湾经济蕴含的巨大价值，海峡隧道的构想在岛内也不乏响应者，在历届海峡两岸通道工程学术研讨会上，台湾方面也有相当多学者和官员到会并做主题演讲。台湾经济研究院有关专家在接受大陆《望》记者采访时也曾表示，台湾海峡海底隧道的建成，将使两岸更有效地连接，两岸商品等备种要素将在更大范围内自由流动，进而延伸到整个泛欧亚交通和经济网络，“是一条互补有利的双赢通道，并非遥不可及。

但台湾绿营方面显然不作如是观。台湾亲绿的《自由时报》曾通篇引用不具名的台湾“高层官员”看法，称修建海峡f噬道是“大陆单方面、片面的想法”、等同“在敌我城池间公然挖地道”、美日等国“也将难以再将台湾纳入其防卫区域”，如此云云。

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关键词:膨胀岩 隧道稳定性 施工对策

中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 07-013-01

随着近几年土木工程的崛起,隧道扮演了一个极其重要的角色,但是膨胀岩问题成了一个不可小视的工程问题。由于膨胀岩主要由蒙脱石、伊利石和高岭石等粘土矿物组成,使它具有明显吸水膨胀和失水干缩的特性,并且对环境的温度、湿度、压力和地下水等因素的变化极为敏感,其特性对隧道施工和维护造成了极大的挑战。处于这种岩性的隧道, 尤其对已施工完毕的隧道结构易引起拱墙错台、拱底起鼓、二衬开裂等多种病害,对隧道安全是一大威胁。

国内外对膨胀岩的研究尚处于起步阶段,所以设法理解并解决隧道工程的膨胀岩问题是具有实际工程意义的。

1 膨胀岩的基本特性

1.1超固结性

膨胀岩在土体中存储了很高的初始应力。隧道一旦开挖,围岩应力得以释放,应力场便重新分布,围岩松动产生卸荷膨胀。如果隧道不及时进行支护或者支护不当、支护强度不够,隧道将过大变形直至破坏。

1.2多裂隙性

膨胀土中发育有各种形态的裂隙,形成土体的多裂隙性,并且孔隙率一般在25%-35% , 为水的渗入创造了条件。膨胀岩的本质是由土块与各种裂隙和结构面组合而成具有膨胀特性的土体,在原始地层中具有高强度性。隧道开挖后围岩胀缩变形,又因风干脱水使原生隐裂隙张弛,围岩强度急剧衰减。

1.3湿胀干缩性

由于膨胀岩中含有伊利石、蒙脱石等亲水性的矿物, 这些矿物对水有强烈的吸附功能, 矿物表面水膜增厚, 颗粒间距增大,体积膨胀,一般自由膨胀率FS ≥30% ,反之则失水收缩崩解,强度急剧降低。

2 膨胀岩对隧道稳定性的影响

由于膨胀岩的特殊工程地质特性,在隧道施工中常见有以下几种情况:(1)隧道开挖后土体胀缩变形所引起的裂缝使原生隐裂隙张开扩大,沿围岩周边产生裂缝。(2)由于坑道上部围岩压力过大且下部膨胀土体的承载力较低,坑道在这样的受力形式下产生下沉,其结果直接影响到支护受力,甚至出现支护破坏土体垮塌等恶性现象。(3)膨胀岩开挖进行时或开挖结束后,围岩变形,周边土体向内收敛,掌子面缩小。围岩压力和膨胀压力的共同作用造成土体出现局部破坏,裂缝逐渐发展至溜塌,牵引周边土体连续破坏,直至出现坍塌现象。(4)进行隧道底部开挖,不管是否设置仰拱,顶板和两侧围岩的膨胀压力向隧道底部传递,底部因承受过大的膨胀压力而产生失稳并形成流变现象,边墙被内挤, 仰拱、铺底上鼓。

3 膨胀岩隧道施工方案及对策

在膨胀岩地层中,必须针对实际工程情况,采取相应的有效的措施来维护围岩的稳定,从而保证施工顺利进行。

(1)优化断面形式,单线隧道尽量采用圆形或接近圆形断面,对于双线隧道采用栗子型或带仰拱的马蹄形。

(2)控制好施工用水,及时抽排隧道内的渗水及施工废水,避免人为造成围岩膨胀软化,并加强通风,防止潮湿空气对围岩表层的侵蚀。

(3)加强初期支护力度,尽量减小围岩变形。在施工过程中可以采用由钢拱架、系统锚杆和喷射钢纤维混凝土组成的联合支护系统来加强初期支护的刚度,通过径向中深孔注浆技术,以期改善围岩的力学性质,控制围岩松动变形,改善前方岩土体的力学性质,抑制岩土体的应力释放,从而保证开挖的顺利进行。

(4)隧道施工工法可以是全断面法、台阶法和分部开挖法,隧道开挖后,立即喷射混凝土封闭洞壁以及掌子面, 封闭透水层向膨胀性围岩中的通路。根据实际工程需要可在透水层和膨胀围岩的交界处进行注浆, 以形成止水围幕, 隔绝地层。

(5)为了提高二衬的承载力,采用刚度较大的钢筋混凝土二次衬砌,并根据初期支护变形量测参数,确定其有效施作时机。

(6)及时有效地施作仰拱,使支护闭合成环, 可采用大区率、大厚度的钢筋混凝土仰拱,以抑制膨胀压力,实现整体受力。

(7)设置柔性垫层,允许围岩和初期支护进行一定的变形。通过采用挖应力释放槽或在仰拱下设置柔性垫层等措施使膨胀压力和围岩应力得以释放。

(8)加强监控量测,合理安排施工工序。

4结语

膨胀岩因其独特遇水膨胀、失水干缩的特性给隧道施工带来了极大的麻烦,稍有处理不当极易造成支护破坏隧道坍塌的现象,所以在施工必须严格按照施工方案进行。同时还要在施工中加强监测, 及时反馈, 验证和修正支护参数, 确定各支护层的施设时间, 以指导施工。

参考文献:

[1]王德双.大保高速公路四角田隧道衬砌变形及底鼓的防治技术[J ].铁道标准设计,2003 (10).

[2]董新平.膨胀岩隧道施工技术研究现状[J].世界隧道,2000(5).

[3]黄建华.膨胀岩的特性及其对隧道稳定性的影响[J].铁道工程学报,2001(1).

[4]韩永亮.乌鞘岭隧道软膨胀岩特性分析及施工对策[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2005(2).

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关键词：铁路选线；BIM技术；GIS技术；课程设计；教学改革

一、引言

随着“一带一路”倡议的推进，带动了新一轮对铁道工程专业人才的迫切需求，也推动了中国新时期高速铁路设计施工领域人才的需求变革。当前，工程实践应用能力及综合素质的提升是工程本科专业人才的主要目标，而毕业设计是其中重要的环节之一。铁路线路设计融合选线、测量、轨道、路基、地质等专业课程知识，集总体决策性、实践性和知识性为一体，是不可多得的综合运用铁道工程专业理论和专业知识的毕业设计案例。目前，传统的铁路选线课程设计已经难以适应高速铁路与城市轨道交通发展对铁道工程专业人才培养的技术需要，将智能新技术等作为支撑，深入推进工程理论及实践教学模式改革是未来发展的必然趋势。本文就目前高校铁路选线课程设计存在的问题，结合课程设计特点，积极探索实用创新性方法，构建互动、平等教学平台，培养学生独立思考、质疑思辨、求实创新能力，全面提升课程设计质量，推进方法改革。

二、铁路选线课程设计的现状

铁路选线课程设计是运用基础理论及专业知识的综合训练，熟悉选线设计理论，多次进行实地定线或纸上定线实践是掌握铁路选线课程的重要方法。然而，多数传统的课程设计过程难以达到培养效果，主要表现在以下两个方面。

1.课程设计选题与工程实际联系不紧密。铁路选线课程设计内容涉及铁路能力计算和铁路设计及方案技术经济比选三部分。毕业课程设计选题需合理考虑以上三部分因素，结合可靠的工程背景、工程资料及课程培养目标，综合训练学生分析与解决实际工程能力。然而，目前国内大多数高校缺乏系统性的工程数据支撑，涉及实际工程问题较少，缺乏工程真实感，更多的停留于理论计算，而忽视应用性，偏离工程实践能力导向。

2.深入现场踏勘实训困难，质量难以保证。铁路选线设计深入现场实地踏勘，通过学生在现场的观察、思考学习和专业技术人员及教师的指导，能够强化理论与实践关系的认知。但现实操作过程中，由于实地考察的场址选择需综合考虑学生的安全、吃住行等因素，实地培训的顺利开展困难重重。同时，现场指导过程中教师及技术人员讲解难以保证面面俱到，且大多数学生被动的“走马观花”式学习难以保证学习质量。甚至，许多高校出于安全因素取消现场实习机会。总体而言，目前高校铁路选线课程设计在理论与实践的整合方面缺乏有效的方法，使得学生专业能力、方法能力及创新能力未得到有效训练。

三、基于BIM及GIS技术的铁路选线课程设计改革研究

建筑信息化模型（BuildingInformationModel，BIM）是一个四维管理系统，即三维实体的全生命周期管理系统。工程技术人员根据工程资料建立相应数字模型，共同发现问题，解决问题，实现工程的全生命周期管理，包括可视化、造价分析、碰撞检测、结构计算和运营维护等。地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）为获取、处理、管理和分析地理空间数据的平台，提供了研究一切地理实体要素的手段和方案。随着土木信息智能化建设的发展，BIM及GIS技术也逐渐应用于线路、路基、高架桥等铁路工程设计当中，不仅提供了高品质项目设计成型方案，更为业主提供了更为直观的交付体验。本文基于国内外BIM技术的研究现状及应用，将铁路选线课程设计与BIM优势进行整合研究，具体实施方法如下。

1.建立工程数据库及与GIS的有效融合。BIM技术的核心是面向对象的数字建模技术，为实现铁路选线设计，前期则需确定工程所在的地理位置，随后基于选线设计理论规划线路并进行空间摆放。为此，需首先基于参数化控制进行三维元库的建立。利用三维建模软件，导入相应元件三维数据信息，初步构建后期线路设计中必须的轨道、桥隧等三维模型，建立工程数据库。其次，铁路是一种线状结构，地理空间跨度大线路所在区域变化多样，不仅包含城镇乡村，仍可能穿越河流及山区丘陵等路段。实地定线往往由于实际条件限制难以达成，纸上定线往往不够直观。GIS能够直观描述区域内线路设计地形地貌，确定线路起讫点工程水文地质概况，并通过三维形式展现出来。有效融合BIM及GIS可满足不同对象尺度之间的相互协调，合理地做到局部控制设计的精度又兼顾全局协调的一致性，便于教师课程设计指导及学生快速消化理解。

2.虚拟环境下铁路选线设计。虚拟环境选线设计主要包含铁路定线、平纵断面设计两个阶段。首先学生可通过GIS技术，直观的确定线路走向控制点及接轨点布置；同时，通过GIS可较为直观的获取城乡整体布局，考虑拆迁工程并满足客货运输要求，进而合理布置车站位置；最后结合BIM技术设计线路平纵断面，并融合GIS数据信息，结合紧坡地段和缓坡地段定线方法对线路平纵断面进行改善，联动交互设计达到合理阈值，提升学生对选线设计的认知和理解。此外，铁路线路通常分布大量的桥梁、涵洞及隧道建筑物。线路与建筑物之间是相互依存的整体与局部关系，特大桥及长隧道往往影响线路的局部走向，而桥涵、隧道数量设置的多少往往决定线路的安全及经济合理性，必须在选线设计中体现。传统的CAD设计存在图纸协同设计较差、精细化程度较低等问题，采用BIM技术开展桥隧设计可显著弥补二维设计的缺陷，通过建立三维模型，结合GIS技术可对桥涵、隧道局部位置进行调整，提升工作效率，快速优化建筑物定线设计方法。

3.方案技术经济比选。铁路设计的总体目标，是以较低的投资实现所要求的运输能力，同时创造良好的运营条件降低运营费用。通常实际工程中，在满足“技术可行、经济合理、环境融合”条件下，需给出多种方案进行比选。结合BIM及GIS技术可快速直观地进行方案比选，比如线路途经的经济据点、填挖方工程及桥隧数量等。学生可通过该技术直观感受铁路选线方案的动态优化过程，并高效地提出具有比较价值的方案，积累初期的工程经济投资计算比选经验。

4.课程设计考核及综合效果评价。通过以上铁路选线课程设计训练，学生可基本完成并掌握整个铁路选线设计的过程。进一步，可依托智能技术平台，组织学生小组对提出的选线设计方案进行整体互相评价。学生通过可视化的3D模型学习、对比训练并解决工程具体问题，实时感受线路设计过程及成果，极大地促进学生之间相互交流学习的主观能动性。值得说明的是，以上分析均是以基于设计主导模式进行的，实际选线设计中仍可通过BIM技术在设计同时直观立体地展现施工过程，控制施工进度及施工运营成本，减少设计变更，同时确保施工质量等。学生在开放的BIM平台环境中能够得到更为全面的锻炼发展，实现综合素质能力的提高。