TDA道砟混合集料动力试验与能量重分布研究

在道砟中加入废旧轮胎碎屑(TDA)是一种新型道床改良方法.由于相关研究工作的缺乏,对TDA混合集料物理力学性能及作用规律的研究尚不足,研究结论尚不统一,对混合TDA作用机理的研究非常少见.因此本文基于大型动三轴试验,采用统一击实功方法制备集料,分析循环荷载作用下两种TDA尺寸和不同掺量对累积塑性应变、动弹性模量、滞回曲线、阻尼比等动力特性的影响规律;利用能量原理,研究混合集料累积总能量、弹性应变能、耗散能的分布规律,探索TDA混合的作用机理.研究结论表明,TDA颗粒大小及掺量都能够对混合集料的动力性能产生显著影响,随TDA掺量增加,集料累积变形增加,动弹性模量总体呈下降趋势;添加TDA可有效提高集料阻尼比、降低道砟破碎率;随掺量增加,累积总能量、弹性应变能及耗散能增加,塑性变形的增加是TDA降低道砟破碎率的根本原因;TDA掺量超过一定数值,弹性应变能过大可能引发剧烈振动,添加8～16 mm粒径TDA时掺量应控制在10％以内,16～25 mm粒径TDA下掺量应控制在15％以内;16～25 mm粒径TDA虽然在降低道砟破碎程度上略低于8～16 mmTDA,但总体上动力性能受TDA影响较小.本文提出的考虑能量平衡分布方法可为改良方案的优化设计提供新思路.