橡胶颗粒改良流态粉煤灰路基隔振性能研究

作者：厉超^*; 李文杰; 顾玉仑; 张思峰; 李书俭; 张宇轩

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 1-12.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20231413

• 流态粉煤灰
• 橡胶颗粒
• 铁路路基
• 隔振性能
• 阻尼比

为解决铁路列车运营引发的路基与地基振害问题，基于阻尼耗能原理设计一种新型橡胶颗粒改良流态粉煤灰（FAR）路基。通过室内配合比试验，制备满足工程路用性能要求的FAR路基材料；采用瞬态激振方法测试FAR路基材料的阻尼比，分析橡胶颗粒掺量对FAR路基材料阻尼特性的影响规律，揭示FAR路基的阻尼耗能机理；采用COMSOL有限元软件建立轨道-路基-地基三维耦合数值模型，对比研究普通路基与橡胶颗粒掺量为5%、10%和15%的FAR路基动应力和振动加速度的传播规律，分析验证FAR路基的隔振性能。研究结果表明：橡胶颗粒的掺入降低了FAR路基材料的强度和干密度，掺量不超过固体混合料质量的15%时，路基基本物理力学性能可满足铁路工程应用要求。橡胶颗粒的粘弹特性使FAR路基内部动应力发生损耗或衰减，路基阻尼比随橡胶颗粒掺量增加而增大，且橡胶颗粒掺量相同时，橡胶颗粒粒径越小FAR路基的阻尼比越大，推荐采用150目橡胶颗粒。相比普通路基，FAR路基基床底层、路基土体和地基土体的动应力均有减小，衰减幅值为10%～30%，可有效避免路基动弹变形、地基振陷等灾害发生；FAR路基振动主频范围内地面振动加速度级减小2～6 dB，最高达到83 dB，验证了新型FAR路基的良好隔振性能。研究结果为铁路FAR路基的隔振设计与铁路路基的安全运营提供了参考。

• 单位
  山东省路桥集团有限公司; 山东建筑大学