无砟轨道结构暴露在自然环境中,长期承受着列车荷载和温度荷载的作用。关于无砟轨道温度场,虽然已有一些研究结论,但是现有理论成果假设简化较多,热工参数取值不够精确,而试验测试经济成本太高,且很难监测到极端天气,所得经验公式理论性较弱。本文针对以往研究中的不足,通过对实测的气象因素和CRTS I型双块式无砟轨道温度场数据进行频谱分析,建立气象因素与无砟轨道道床板温度的关系。同时,利用热力学基本原理证明了该关系的普遍适应性,反演分析出道床板热工参数取值,建立了道床板温度理论预估公式。首先,对无砟轨道与环境换热机理进行分析,随后开展I型双块式无砟轨道温度场试验,基于试验监测数据,对气象要素变换规律、无砟轨道温度场时间及空间特性进行分析,重点探讨了道床板温度与气象因素的关系。其次,基于固体传热学对道床板温度进行理论分析,反演出道床板钢筋混凝土导温系数的取值。最终建立起道床板温度理论计算公式,与不同地区现场实测数据对比验证后,证实该预估公式能够依据气象资料准确地计算不同地区无砟轨道夏季高温温度场。最后,利用本文推导的道床板温度预估公式,对气象参数影响无砟轨道温度场的敏感性进行分析,探讨了不同太阳辐射、气温和风速下无砟轨道典型时刻温度分布情况。同时,对极端高温下轨道温度分布情况进行研究,为轨道设计中温度荷载取值提供参考。