为捕捉动载下道砟内部现象，研究劣化的机理，日本铁道综研所进行了轨道动态响应测定新方法的开发。为测定轨枕下道砟的载荷，首先开发了具有传感功能的轨枕。其外表与既有轨枕相同，下面贴有75块动载传感器。每块传感器厚4m m，两面设电极，利用压电的效果，产生与载荷成比例的电压，可测到最大10k N的载荷。同时开发了与道砟碎石同比重的铝合金框体，铝合金框体内置加速度传感器，用来测定冲击载荷下的道砟响应。这样，利用上面开发的2种测定设备，在120k m/h速度的列车运行下，进行了轨道动载特性和道砟响应的测定，对其频率、强度进行了傅里叶变换分析。结果表明，传递到道砟的冲击载荷，有低频到高频的广阔频带，特别是高频的功率还很大。在对轨枕-道砟的振动响应倍率分析中，发现频率在200H z以上，轨枕到道砟层的振幅减至1/3～1/5,在低频范围，该振幅基本没有变化的趋势。并且，在道砟层增厚情况下，高频的冲击载荷大幅减少，低频的振动能量却没怎么减少。同时还认识到，在响应倍率接近为1的频率造成道砟移动和流动的共振，动弹性系数在100H z以下急剧下降，都可能是低频下道砟抵抗力不足的原因。