随着京沪高铁的成功建设与运营,我国高速铁路建设进入了飞速发展的时期,新型列车和新型无砟轨道结构系统相继被研发出来。我国幅员辽阔、气候地理条件复杂,在高速铁路无砟轨道运营期间,部分线路段无砟轨道结构在列车荷载与自然环境因素的综合作用下出现了混凝土劣化现象。针对无砟轨道结构混凝土劣化,现有修复方法多采用聚合物水泥砂浆或树脂聚合物,且多以混凝土裂缝修复为主,对表层混凝土快速强化修复仍有待进一步的研究。本文基于高速铁路无砟轨道混凝土劣化现状,提出使用磷酸镁水泥（Magnesia-phosphate cement,MPC）基新型修复材料对无砟轨道劣化混凝土进行快速强化修复研究。其中,重点对磷酸镁水泥基材料的物理力学性能及MPC砂浆修复钢筋混凝土梁静力受弯及疲劳受弯进行理论和试验研究,本文的主要研究内容及成果如下:（1）配制出适用于高速铁路混凝土快速强化修复材料,即磷酸镁水泥基材料,其物理力学性能优异,2h抗压强度可达28.1MPa,比本文使用的C30混凝土强度高约9.4%,28d的抗折强度及正拉粘结强度等各项性能指标符合目前高速铁路维修细则中的要求。（2）设计并完成了7根磷酸镁水泥砂浆修复钢筋混凝土梁受弯试验,主要参数变量是修补磷酸镁水泥砂浆厚度和凝结时间。得出了MPC砂浆-混凝土叠合梁破坏特征与规律,即试件在极限荷载作用下发生以跨中挠度不断增加、裂缝持续增大、受拉钢筋屈服为特征的受弯破坏,在构件受弯破坏后持续加载过程中,试件跨中叠合面出现裂缝;并且根据粘结抗剪强度影响因素,给出了MPC砂浆-混凝土粘结强度计算公式。（3）设计并完成了3根磷酸镁水泥砂浆修复钢筋混凝土梁疲劳受弯试验,疲劳荷载水平S分别取为0.7、0.8和0.9。试验结果表明:受压区磷酸镁水泥砂浆压应变、受拉钢筋拉应变、跨中挠度及裂缝宽度等均呈快速增加、稳定发展、急剧发展三阶段规律;疲劳荷载加速了MPC砂浆-混凝土叠合面的破坏,对修复后结构受力不利;并通过Tepfers和石小平疲劳方程预测在疲劳荷载水平为0.55时,疲劳寿命在200万次以上。（4）采用ABAQUS有限元软件对试验构件进行全过程建模分析,混凝土采用塑性损伤模型,模拟结果显示的混凝土损伤与试验结果相符,构件极限承载力相近。在此基础上,对影响因素后浇磷酸镁水泥砂浆厚度进行了更深入的研究。结果显示,后浇磷酸镁水泥砂浆厚度对修复后整体构件的延性有一定的改善,极限承载力有一定的降低,最不利工况下降1/5左右。