无砟轨道结构长期暴露于自然环境中,不仅承受列车荷载、温度梯度作用,还会受到环境中化学物质的侵蚀,引发钢筋锈蚀,进而导致道床板锈胀开裂。关于混凝土中钢筋锈蚀问题,已有较全面的研究成果,但对道床板钢筋锈胀开裂的研究尚需深入。为研究道床板锈胀开裂特性,根据混凝土中钢筋锈蚀特征和道床板结构特点,确定力学分析模型中的边界条件、材料参数,选定混凝土本构模型、荷载加载方式,建立了钢筋非均匀锈蚀条件下道床板损伤力学分析模型。基于道床板锈胀损伤力学分析模型,通过控制锈胀径向位移大小,得到了道床板锈胀裂纹的发展趋势及开裂临界径向位移;分析了钢筋直径、保护层厚度、混凝土抗拉强度对锈胀开裂的影响,并通过回归分析拟合了临界径向位移计算公式;分别对列车荷载和温度荷载作用下道床板锈胀损伤行为进行分析,得到了列车荷载、温度荷载作用下,道床板损伤特性。结果表明:(1)道床板锈胀裂纹呈倒“T”型分布,开裂分为以下几个阶段:裂纹萌生、内裂、内裂发展、外裂、内外裂纹发展,内裂临界位移为0.002m,外裂临界位移为0.016mm。(2)拟合得到的内裂、外裂临界径向位移计算公式表明:开裂临界径向位移与混凝土抗拉强度、保护层厚度呈正相关,与钢筋直径呈负相关。为抑制道床板开裂损伤,在满足结构设计要求的前提下,应尽可能使用小直径钢筋,增大混凝土保护层厚度,采用抗拉强度高的混凝土。(3)列车荷载作用在道床板时,内、外裂纹长度均增大。当列车荷载作用在两根钢筋中间位置时,外裂临界径向位移减小至0.015mm;当列车荷载作用在钢筋上方时,外裂临界径向位移减小至0.012mm。(4)正温度梯度与负温度梯度作用均会加剧道床板损伤,在温度梯度附加作用下,约束越强,横向损伤越大,竖向损伤越小。负温度梯度能诱发外裂纹生成;正温度梯度会使已有损伤加剧,但不会诱发外裂纹生成。负温度梯度作用下,外裂临界径向位移减小至0.012mm;正温度梯度作用下,外裂临界径向位移不变。