高速铁路无砟轨道的质量水平直接决定动车组高速列车是否能够平稳安全运行,而近年来CRTSⅠ型和CRTSⅡ型轨道系统的典型病害常发,因此对其典型病害区段的质量分析和动态诊断变得尤为重要。现场经验表明,胀板病害和路基翻浆病害是轨道服役性能劣化的最主要表现形式,其导致轨道几何形位变化,进而影响列车运行的平稳性和安全性。为了缓解这些典型病害带来的一系列线路问题,各工务部门耗费大量人力投入线路病害普查。因此为预防无砟轨道线路典型病害带来的严重问题,开展线路病害动态诊断方法研究尤为重要。本文的研究内容是基于轨道平顺性的线路质量分析及其评估方法,主要包括:轨道不平顺数据的预处理方法、时域特征和功率谱分析以及CRTSⅡ型轨道胀板区段动态诊断方法和CRTSⅠ型轨道翻浆区段动态诊断方法。具体如下:(1)在轨道动态不平顺的预处理阶段,本文对实测数据的质量问题进行了分析与处理,并提出了相对里程校正算法,在以有算法的基础上进行了改进优化。结果表明,预处理方法能够准确识别重复值、缺失值和异常值并对其进行修正,相对里程校正算法实现了全线路里程的精准修正。(2)在轨道不平顺数据的时域特征和功率谱分析阶段,本文介绍了轨道不平顺的时、频域波形特征,并利用现场实例数据进行了分析。结果表明,从轨道不平顺的历史数据叠加可以发现轨道服役性能劣化的现象。轨道不平顺谱能揭示典型周期性不平顺的波长能量特征。(3)在CRTSⅡ型轨道胀板区段动态诊断方法阶段,本文对CRTSⅡ型轨道板胀板病害引起的高低不平顺时频特征进行了分析,并基于离散小波变换提取了表征胀板区段的高低不平顺特征数据,提出了胀板指数(Slab-Warping Index,SWI)用以胀板区段的动态诊断。结果表明,当CRTSⅡ型轨道板发生胀板结构病害时,高低不平顺会在时域上表现出明显的周期性特征,且在轨道不平顺谱上6.45m的波长特征能量凸显。提出的胀板指数SWI可以实现胀板区段的定位与评估,利用典型案例验证了所提方法的有效性及准确性。(4)在CRTSⅠ型轨道翻浆区段动态诊断方法阶段,本文对CRTSⅠ型轨道路基翻浆病害引起的高低不平顺时频特征进行了分析,基于多尺度的方法提取了可以反映出翻浆病害的不平顺波长特征数据,提出了翻浆指数(Mud Pumping Index,MPI)用以路基翻浆区段的动态诊断,并制定了翻浆病害三级分类及管理办法。结果表明,当CRTSⅠ型轨道线路发生路基翻浆病害时,高低不平顺时域波形为下凹型特征,且在轨道不平顺谱上以板长(4.95m)或板长的倍数为波长特征的能量凸显。提出的翻浆指数MPI可以实现翻浆病害的定位与评估,分级管理办法对现场养护维修具有一定的指导意义。