在我国现行的铁路路基施工中,主要通过试验段施工确定碾压工艺,固定模式化的施工控制,导致路基在压实过程中存在着施工效率低、压实均匀性差和施工资源浪费等问题。通过对铁路路基智能压实控制技术的研究,不仅有助于提高路基施工质量和压路机工作效率,而且对提升我国铁路施工技术水平具有重要意义。本文采用理论分析、室内试验、有限元数值分析和LabVIEW软件等手段,对土体压实效果的影响规律、“振动压路机-土”系统的振动响应和智能压实控制技术流程设计进行了深入研究。主要研究成果如下:(1)获得了路基填料室内最优振动压实参数。采用振动击实仪进行了室内振动压实试验,得到了 A组填料和C组改良料的最优振动压实作业参数;验证了 2种填料在最优振动压实参数组合模式下可达到最佳的压实效果。(2)掌握了“振动压路机-土”系统的振动响应特征。在压实前期,振动轮发生超谐波振动,振动轮频谱响应出现以基波为主含超谐波成分;在压实后期随着土体不断密实,振动轮产生次谐波振动,振动响应频谱中开始出现更丰富的次谐波成分,并在一定条件下进入混沌振动状态。(3)提出了压实进程中振动轮的运行状态。随着土体密实度的增加,振动轮运行状态发生了由完全接触振压、部分接触失去、跳跃或摇摆振动、混沌振动的变化过程。当振动轮发生跳跃或摇摆振动时,振动响应频谱中产生了 1/2倍次谐波成分;减小振动幅值可有效地抑制跳跃或摇摆振动,避免混沌振动的发生。(4)确定了最优振动压实模式判断准则。1)振动幅值判断准则:振动轮频谱响应1/2倍工作频率的加速度幅值,即A1/2;2)振动频率判断准则:最优振动频率略大于“振动压路机-土”系统的二阶固有频率(略高1-2Hz);3)行驶速度判断准则:行驶速度与振动频率比满足一个定常数,即v/f=0.03。(5)形成了铁路路基智能压实控制流程。首先按照施工前准备、施工过程控制和质量检测3个阶段进行了路基智能压实控制流程设计;其次借助LabVIEW程序开发软件,进行智能压实控制系统的人机交互界面设计;最后通过虚拟程序模拟了智能压实控制系统的运行过程,验证了智能压实控制系统设计流程的可行性。