捣固作业是有砟铁路的重要养护流程,随着铁路向高速重载方向发展,铁路的养护维修工作越来越繁重,选择合适的捣固参数来提高捣固效果是解决问题的重要手段,然而由于国内缺乏捣固机的关键技术,捣固参数的选择多依赖于实践经验和现场测试,众多研究也只是在道床特定状态下来优化捣固参数,没有考虑道砟级配对最佳捣固参数的影响。鉴于此,本文将有砟道床捣固作业系统作为研究对象,采用离散元法与试验结合的方式,研究不同级配道床捣固参数的选取规律。选择对捣固起主要作用的捣固频率和振幅两个参数作为变量,以道床密实度和道砟破碎量为捣固效果评价指标。首先选取普通铁路和高速铁路级配道床,将其标定为A级配道床和B级配道床,运用离散元分析方法创建有砟道床捣固作业的分析模型,然后通过垂向刚度测试的方法对比可破碎道砟模型、不可破碎道砟模型分别组成的道床与真实道床状态之间的关系,选定与真实道床状态更接近的模型。接着基于响应面CCD方法拟定仿真方案,利用选定模型模拟不同捣固频率、振幅下的捣固作业过程,最后分别建立道床密实度和道砟破碎量的响应面回归模型,并求出两种级配道床对应的最佳捣固参数,从而获得道床级配对捣固频率、振幅的影响规律。研究发现,含可破碎道砟组成的道床模型更能真实反映实际道床的性能。同时研究结果表明,不同的级配道床,其对应的最佳捣固参数有所不同,道床级配相对宽时,采用高频率小振幅捣固密实度较好,而道床级配相对窄时采用低频率大振幅捣固密实度较好。其次在捣固过程中,宽级配道床道砟破碎量相对较小,窄级配道床道砟的破碎量相对较大。这些研究成果可以为不同级配道床的捣固装置工作参数选择提供一定的参考。