China Railway Track System（CRTS）Ⅲ型板式无砟轨道是我国自主研发的一种新型轨道结构,目前已成为我国高铁所采用的主要轨道结构形式之一。无砟轨道是由多种不同力学性能材料组成的复合结构,在列车-环境长期反复耦合下,层间粘结界面作为轨道薄弱环节,会出现大面积的损伤,损伤裂纹将率先发生于界面,并以此为起点沿层间扩展,造成层间粘结区的破坏,改变轨道层间传力机制、影响行车平顺性和安全性。本文针对CRTSⅢ型板式无砟轨道层间粘结界面问题,设计了C60轨道板-自密实混凝土层（C60-SCC）界面受拉和受剪试验,并基于试验结果,分别从传统断裂力学和粘聚区模型理论对层间界面力学性能进行分析。主要的研究工作和成果如下:（1）设计并开展了C60-SCC界面力学性能试验,包括界面静力剪切（4×3组）、静力受拉（3×1组）和疲劳受拉（3×9组）。通过试验结果得到了界面破坏形态、荷载位移曲线、界面分离位移演化曲线等;对其中3个静力受拉和4个剪切试件进行了非接触式全场应变测试,利用DIC技术获得了界面开裂全过程应变云图,成功捕捉到界面裂纹衍生与扩展以及界面最终破坏等几个关键阶段。（2）基于断裂力学理论对层间界面粘结性能的研究。利用J积分法得到了C60-SCC复合试件界面端部应力强度因子解析表达式并确定了对应的界面破坏准则,通过数值分析验证了该表达式可较为准确地计算出应力强度因子;基于两端有/无切口半边对称加载剪切试验结果,采用临界荷载法获得了CRTSⅢ型板式无砟轨道层间界面起裂韧度Kini和失稳韧度Kuns,可用于判定层间界面裂纹萌生与失稳破坏。（3）基于粘聚区理论对层间界面粘结性能的研究。将静力粘聚本构用于描述无砟轨道层间界面粘结行为,确定了界面Traction-separation关系采用双线性法则;采用DIC技术分析得到了C60-SCC界面法向和切向粘聚区模型参数,可用于分析CRTSⅢ型板式无砟轨道层间界面开裂行为。（4）基于F-CZM理论对层间界面疲劳粘结性能的研究。在静力粘聚本构基础上,提出了一种可用于描述在疲劳作用下C60-SCC层间界面开裂行为的F-CZM本构,并建立了界面疲劳损伤劣化准则;基于界面疲劳受拉试验,得到了界面疲劳寿命曲线和界面裂纹演化曲线,并确定了界面在疲劳作用下的应力位移粘聚响应关系,用于描述C60-SCC层间界面疲劳受拉力学行为;疲劳寿命曲线可用于预测不同应力水平下界面疲劳寿命,界面裂纹演化曲线可用来确定CRTSⅢ型板式无砟轨道服役期间层间界面损伤程度和界面残余疲劳寿命。