状态良好的轮轨接触面特性是重载铁路正常运营的重要条件，近年来重载铁路向着大轴重、长编组及高密度方向发展，在运输能力提高的同时也导致了轮轨作用增强、钢轨过度磨耗以及轨道结构变形等一系列问题。对轮轨进行轨顶摩擦控制是解决这类问题的有效方法，近些年经过科研人员与现场铁路工作者的不懈努力，轨顶摩擦控制技术已取得了很大的进展，但是对于摩擦控制条件下摩擦系数的影响机理研究甚少。因为对摩擦系数改善效果缺少定量的研究，导致目前的摩擦控制技术缺乏合理化的判定，现场摩擦控制也只能依靠经验控制喷涂设备的分布位置、喷涂量、喷涂间隔等参数,存在控制过量或控制不足的情况。
　　本文在调研国内外铁路摩擦控制及摩擦学相关研究的基础上，进行了脂介质条件下的摩擦系数分析、脂介质和固体介质下的滚动接触实验以及摩擦控制剂的传递效果计算。主要研究内容包含以下几个方面：
　　1)基于Hertz接触理论，粗糙度表征方法、润滑状态、流体动压润滑基本原理，引用了弹流润滑理论的基本方程，较以往研究，本文基本方程中考虑脂介质的非牛顿特性及接触表面的热效应。
　　2)对所引用的基本方程进行无量纲化、离散化，并采用多重网格法、Gauss-Seidel迭代和Jacobi双极子迭代方法等方法对离散后的方程组进行了求解。计算结果中讨论了脂介质粘度、脂介质流变系数、列车轴重以及列车速度对摩擦系数的影响，并计算了重载工况下的摩擦系数和摩擦控制剂的所需喷涂量。
　　3)在滚动接触疲劳实验机进行了脂介质条件下的摩擦系数测试，将轴重-摩擦系数关系结果与前文的数值计算结果进行对比分析；此外，开展了固体介质条件下的摩擦系数测试，分析了轴重和速度两个因素对摩擦系数的影响。并比较了脂类和固体两种材料在摩擦控制中的不同特点。
　　4)轮轨摩擦控制依靠车载和轨旁两种方式进行，本文建立了这两种施加方式下轮轨间摩擦控制传递的数学模型，结合日本铁道总研提出的轮轨间摩擦控制剂传递递推公式，对不同摩擦控制策略的传递效果进行了研究。