Качество уплотнения зависит от геометрических и динамических параметров виброплит, частоты и глубины воздействия, а также от начального состояния балластной призмы. Так, моделирование с использованием дискретного метода (DEM) в сочетании с многотельной динамикой (MBD) показало, что параметры обработки (высота подъема, частота вибраций, глубина воздействия) существенно влияют на компактность и устойчивость балласта [1].
В работах зарубежных исследователей подчёркивается необходимость контроля геометрии частиц, распределения размеров, формы и угловой структуры щебня, а также влияния загрязнения на водопроницаемость и деградацию материала балласта [2].
Анализ этапов эволюции путевых машин показывает, что в Российской Федерации с начала 2010-х гг. развивалась технология интегральной стабилизации (ИСП), реализованная НТЦ НИИОГР и НПП «Инжиниринг Сервис» в составе РЖД: она позволила достичь уплотнения балласта до степени около 20% по всей толще призмы при минимальных структурных разрушениях и без снижений скорости движения поездов после обработке [3]. Сибирский государственный университет путей сообщения предложил систему контроля качества уплотнения на основе GNSS технологий, использовавшую спутниковые системы для оперативной оценки параметров уплотнения в полевых условиях, успешно протестированную на Западно-Сибирской железной дороге в 2019 г. [4].
Отечественные фундаментальные работы (М. В. Попович, В. А. Волковойнов, А. В. Атаманюк и др.) дали масштабный вклад в теорию вибрационного уплотнения сыпучих сред: разработан вероятностный подход к моделированию процесса, установлено влияние динамики взаимодействия рабочего органа и балласта на снижение внутреннего трения, предложены методы расчёта режимов вибрации, амплитуды, скорости удара и отрыва рабочих органов для эффективного уплотнения без разрушения структуры материал [5].
Одним из путей повышения качества и эффективности уплотнения балласта является применение машин первичной выправки пути (МПВ), отличающихся конструкцией рабочего органа, в частности использованием вибрационных плит непрерывного действия. Виброплиты, установленные на передней секции МПВ, обеспечивают горизонтальное виброобжатие балласта в подшпальной зоне. Тем не менее, существующая конфигурация виброплит не позволяет в полной мере реализовать потенциал машин МПВ при выполнении ППВ, поскольку не учитывает особенности предварительно уплотнённого щебня, а также не обеспечивает гибкости в регулировании параметров уплотнения в зависимости от состояния балластной призмы.