在当今的铁路建设中,部分路段采用无砟轨道的整体道床代替传统的碎石道床,提高了轨道的平顺性、减小了日常的维修工作。但由于整体道床直接暴露在外界环境条件下,加之其体表比较小,自身导热系数较低,在太阳照射、气温变化等的影响下,整体道床内部会产生温度变化,进而产生温度应力,对整体道床的受力与变形产生较大影响。因此,本研究基于西北地区的实际气候及环境条件,对我国西北地区铁路整体道床在复杂温度条件下的温度与温度应力分布规律进行了研究,并研究了相应的控制措施。主要研究内容如下:(1)通过查阅相关资料,对西北地区整体道床实际开裂情况及开裂机理进行了调研与分析,分析了整体道床温度病害的形成机理及发展过程,并明确了西北地区气象特征及其对整体道床可能带来的影响,指出了整体道床温度场与温度应力分布及应力控制措施的研究思路。(2)通过分析力学理论及相关假定,结合试验中采用的混凝土应变计类型,考虑了混凝土徐变、应力松弛及应变计自身变形对整体道床应变的影响,提出了一种广泛适用于整体道床无砟轨道轨枕端部温度应力的计算理论,推导了对应的温度应力计算公式,并进行了试验过程中整体道床温度应力计算。(3)采用整体道床足尺模型,在整体道床内部分层埋设温度传感器并采集传感器数据,分析了整体道床横向与纵向的温度分布规律,并通过在混凝土中分别掺加体积率为1%的钢纤维、3%的石墨粉与0.2%的碳纤维,研究了改性材料对整体道床从混凝土凝结硬化初期到180d龄期过程中温度分布的影响。(4)通过整合温度传感器与混凝土应变计采集的数据,分析了整体道床轨枕端部及道床中心位置的温度应变与温度应力从凝结硬化初期到混凝土180d龄期过程中的发展过程及分布特点,同时研究了改性材料、轨枕倒角打磨等不同温度与温度应力控制措施对整体道床对应位置的温度应变与温度应力的影响。(5)通过分析掺加改性材料前后同条件养护试块的强度变化,结合试验过程中在不同试验测区观测到的整体道床开裂状况,并综合整体道床温度分布与温度应力的分析结果,明确了改性材料在整体道床温度病害防治中的工作机理,根据试验过程及分析结果得到了较为理想的整体道床温度病害防治措施。