铁路运输在人类运输史上有着重要作用，随着高速铁路的流行，越来越多的人们选择铁路出行。为保证人们生命财产安全，铁路的安全运行尤为重要。而断轨是影响铁路运输安全的重要因素之一，因此，迫切需要发展有效的断轨检测技术。现有的钢轨探伤车检测速度慢，效率低。由于超声导波具有传播距离远、检测效率高等优点，对于钢轨检测具有特殊优势。为此，本文进行钢轨中超声导波传播特性研究，主要研究工作包括：(1)基于特征频率法进行钢轨中超声导波传播特性数值分析。基于振动模态理论，采用特征频率法计算钢轨频散关系，并对钢轨中典型模态的波结构进行分析。同时，选择钢轨局部轨头进行频散计算，并对典型模态的波结构进行分析。(2)利用压电斜探头进行了钢轨中表面波传播特性实验研究。研究表面波在钢轨踏面、轨腰、轨底边缘、轨底中心的传播特性。研究表明，随着传播距离的增加，表面波幅值呈振荡衰减。(3)根据电磁超声机理，设计了表面波型电磁超声换能器。利用该电磁超声换能器在钢轨踏面进行了表面波检测实验，验证表面波型电磁超声换能器在钢轨检测中的可用性及实用性。