重载铁路运输因其运能大、效率高、能耗及运输成本低而受到世界各国的广泛重视,已被国际公认为铁路大宗货物运输发展的方向。实现货运重载的主要手段是提高货运车辆的轴重,提高轴重可以显著提升铁路运输效率。然而,随着轴重的不断提高,轨道-路基相互作用将更加突出。重载车辆轴重的提高使得路基面动应力幅值明显增大;轴间距的减小使得动应力叠加效应显著,作用深度显著增加;编组增加使得路基承受的连续作用次数增加。以上效应均加快路基结构破坏,加速既有路基病害发展,造成轨道结构状态恶化,进而影响线路正常使用及养护维修。因此,重载铁路路基结构在循环荷载作用下应具有更高的承载能力、抗变形能力和长期动力稳定性。针对我国重载铁路路基结构荷载传递规律及其影响因素研究不足、基床结构型式单一、基床厚度和填料要求确定方面经验性倾向比较明显等突出问题,开展大轴重作用下重载铁路路基结构荷载传递规律及设计方法研究。基于车辆-轨道-路基系统动力学理论,在对我国单线重载铁路几何尺寸和填料力学特性研究的基础上,结合大轴重荷载作用特征,确定有限元模型几何尺寸,选取填料力学参数,建立单线重载铁路轨道-路基一体化有限元模型。并通过与理论计算结果对比分析,验证模型的可靠性。通过理论计算和数值模拟方法,对轨道结构荷载传递规律进行系统的研究。理论计算方面,基于荷载分担Gauss函数法,分别计算单轴作用于轨枕正上方和两轨枕之间时的轨枕分担比;数值计算方面,基于大型有限元软件ANSYS建立的单线重载铁路轨道-路基一体化有限元模型,计算单轴、双轴和四轴作用下轨枕分担轮轨力的范围和大小;分析单轴作用下,不同轴重、轨道参数(轨枕间距、扣件刚度、道床弹性模量)和路基参数(基床表层弹性模量、基床底层弹性模量、地基弹性模量)对轨枕荷载分担比的影响规律。基于单线重载铁路轨道-路基一体化有限元模型,计算路基结构各层动应力,分析路基结构内部应力沿横向、纵向的分布规律和竖向衰减规律;探讨不同轴重、轨道参数(扣件刚度、道床弹性模量)和路基参数(基床表层弹性模量、基床底层弹性模量、地基弹性模量)对动应力分布特性的影响规律,揭示路基结构的耗能机制。以大轴重作用下重载铁路基床结构长期累计变形逐渐稳定的变形演化状态控制为目的,基于大轴重重载列车荷载作用特征,建立以动强度、支承刚度和长期稳定性三因素为控制指标的大轴重作用下重载铁路基床结构设计控制准则和计算方法。结合《重载铁路设计规范》(TB10625-2017)中对基床结构设计的要求,针对45t大轴重荷载下的基床结构,给出2种建议方案。研究成果将为我国重载铁路的发展提供理论指导。