双块式无砟轨道以混凝土材料浇筑而成,从建成起就遭受着自然环境的不利影响。在自身水化和干燥作用的影响下,轨道结构内部湿度将形成不均匀的分布状态,湿度分布的不均匀必然会引起混凝土材料非均匀收缩或膨胀变形。由于双块式无砟轨道体积较大,并且受到下部基础及各部件间的约束作用,收缩变形不能够自由发展,会在轨道结构内部引发不均匀的收缩应力场,进而导致开裂。无砟轨道裂缝在各种诱因的作用下,会逐步扩展成为明显裂缝,影响其耐久性。因此,建立双块式无砟轨道湿度场和应变场之间的联系,探明道床板应力分布规律与收缩开裂机理,对无砟轨道的设计和养护维修具有重要的意义。本文主要研究内容和结论如下:(1)通过搜集整理国内外相关文献,归纳了双块式无砟轨道道床板收缩裂缝的类型及其产生原因。(2)建立了混凝土湿度场数学模型以及基于湿度变化的混凝土收缩两阶段发展模型,利用Comsol软件对该理论模型进行了数值求解,计算结果表明收缩应变与湿度变化有着较好的同步性。(3)针对路基上双块式无砟轨道道床板更容易产生收缩裂缝的现象,通过建立早期双块式无砟轨道收缩模型,获得了自干燥与干燥作用下双块式无砟轨道湿度场、道床板水泥水化场、收缩应变应力场的分布和发展规律。分析表明,在轨道各部件结合角附近以及两个轨枕块间道床板表面附近拉应力较大,容易形成早期收缩裂缝。(4)对于道床板内部自由微裂纹难以用宏观模型解释的问题,从细观角度出发,建立了考虑骨料和砂浆性能差异的早期混凝土收缩变形细观模型,解释了道床板内部自由微裂纹的产生机理。