随着经济社会发展,货运铁路运输需求量不断增大,如何长期保持货运线路安全稳定是我国当前面临的重大课题。为改善传统有砟轨道带来的诸多病害及频繁维修的问题,采用无砟货运轨道成为创新研究方向。如何发挥无砟轨道的优势来适应货运铁路大轴重、大基础变形运行条件,以此减少病害及养护维修量,成为了当前需要研究的课题。由此,本文开展了货运铁路新型装配式无砟轨道结构的综合性能需求研究,通过调研国内外无砟轨道应用及病害研究现状,提出了装配式轨道结构初步设计方法,建立了预制装配式货运无砟轨道结构分析模型,并基于模型计算了整体结构及限位子结构在大轴重列车荷载以及复杂基础变形下的力学特性,最后通过限位能力测试及疲劳测试对结构的适用性进行验证。具体内容如下:（1）本文调研了既有无砟轨道设计方法,建立了路基上装配式货运无砟轨道结构精细化分析模型及限位子结构模型。本文总结了无砟轨道各层结构以及层间关系的工程实际情况,结合相关试验与文献确定了轨道结构建模方式及参数取值。通过将本研究中建立的模型与既有文献进行计算对比,完成了模型验证。（2）基于货运装配式无砟轨道精细化分析模型,分析了30t轴重货运列车荷载作用下的轨道静力力学特性,研究了关键限位结构的参数影响规律。1)在垂向荷载作用下,轨道各结构皆能满足材料力学性能要求,表明预制装配式无砟轨道结构能够承受足够大的货运列车荷载;2)通过对轨道板限位结构的研究,提出采用设置纵向300mm长挡块并在注浆孔插入三根钢棒的方式进行限位;3)通过对底座板限位结构的研究,提出采用设置双桩0.2m直径的限位桩结合0.2-0.4m埋深的基台进行限位。（3）基于货运装配式无砟轨道精细化分析模型,分析了结构在路基不均匀沉降及线路基础过渡段沉降条件下的力学特性,提出了基础变形适应能力范围。计算表明基础变形荷载下轨道板一般先于底座板破坏,为确保预应力轨道板的安全服役状态,提出控制路基最大沉降为长度20m,幅值20mm;过渡差异沉降长度最小10m,折角最大2‰。（4）本研究开展了货运装配式无砟轨道推板试验、限位钢棒阻力测试以试验及疲劳试验,对轨道限位能力及疲劳性能进行了实测分析。1)在推板测试及阻力测试中施加等效的列车荷载,轨道各结构受力状态良好,具备良好的限位作用,且位移数值与模拟结果相近。2)在疲劳加载过程中,结构状态保持良好,未出现疲劳损伤。轨道板、底座板等结构受力满足材料性能及规范控制要求,具有较好的疲劳性能。本文共计图23幅,表96个,参考文献116篇。