重载铁路具有运量大、效率高、成本低、污染小等优点,已成为铁路发展重要方向,混凝土宽轨枕枕底接触面积大、自重重,在保持道床几何形位、降低道砟破碎概率、减少养护维修工作方面优势明显,成为重载铁路隧道内一种重要轨道结构形式。但宽轨枕线路轨枕间距小,难以采用大型养路机械对道砟进行清筛作业,导致道砟孔隙间存在大量煤灰等脏污颗粒,在与水的共同作用下,道床易发生板结。道床发生板结后,道床弹性降低,支承刚度增大,列车振动冲击作用加剧,引起线路不平顺的产生,增加线路养护维修工作量,严重时还将威胁列车运行安全。为掌握道床板结状态下宽轨枕轨道力学特性,采用现场测试与仿真计算相结合的方式,从宏细观角度研究道床板结对宽轨枕轨道力学特性影响,主要研究内容如下:（1）开展重载铁路宽轨枕板结道床动力测试试验。针对重载铁路宽轨枕板结道床开展了轮轨垂向力、轨枕垂向位移、钢轨及轨枕振动加速度现场测试试验,同时为进行对比分析,在III型枕清洁道床地段开展对比测试,并对试验结果进行时、频域分析。测试结果表明,板结道床地段轮轨接触力、钢轨及轨枕振动加速度大于清洁道床地段,钢轨及轨枕振动主频增大,列车运行速度在50km/h～75km/h范围内,测试指标与列车运行速度呈线性正相关,且拟合效果较好。（2）建立宽轨枕板结道床精细化模型。基于三维激光扫描技术,建立具有真实几何形态的道砟颗粒模型,应用“块体颗粒组装法”建立了含煤灰颗粒的钢轨-宽轨枕-板结道床多尺度耦合离散元分析模型,研究宽轨枕板结道床宏细观力学特性。基于有限单元法及车辆-轨道耦合动力学原理建立车辆-轨道耦合分析模型,研究道床板结对宽轨枕轨道车辆-轨道耦合系统力学性能影响。通过现场测试结果与仿真计算结果对比分析,验证了离散元模型及有限元模型的正确性。（3）宽轨枕轨道板结道床宏细观力学特性研究。利用钢轨-宽轨枕-板结道床多尺度耦合离散元模型对不同板结深度及不同板结程度下轨道结构的宏细观力学特性进行分析,发现当板结深度超过0.25m时,道床支承刚度、道砟颗粒振动加速度、道砟颗粒平均接触力、道床内部应力增幅较大,同时在清洁道床劣化为初始板结道床阶段上述参数变化幅度较大。因此建议在板结深度小于0.25m及板结初始阶段进行养护维修,保证宽轨枕轨道结构处于良好状态。（4）分析道床板结对车辆-轨道耦合系统力学特性影响。应用车辆-轨道耦合有限元模型,对不同板结程度、列车运行速度、列车轴重作用下轮轨接触力、列车运行安全性指标、钢轨及轨枕位移、振动加速度及应力进行研究。在不同板结程度下,系统动态响应随列车运行速度及轴重的增大而增大;当列车运行速度大于80km/h,增幅显著增大。图105幅,表32个,参考文献102篇。