随着我国铁路建设的飞速发展，路网规模不断得到扩大，路网骨架不断得到加强，路网结构不断得到优化，但与此同时，铁路部门运输任务日趋繁重，加之我国铁路修建年代不同、地质条件复杂及受当时设计施工等因素的影响，且目前我国铁路正朝着高速重载方向发展，许多线路路基存在着不同程度的病害隐患，严重影响列车的正常运营，甚至造成灾害性的事故。如何在不影响列车运营的情况下，高效快捷地查明这些隐患是人们非常关心的课题。因此，本文提出了瑞利波勘探法。瑞利波法是近年米新兴的、行之有效的原位测试方法，该法通过定量解释实测瑞利波频散曲线，反演地层速度结构，利用波速区分和确定地层物理力学特性，以解决岩土工程问题。瑞利波法在既有线路基病害探测中的成功应用，充分证明该法是完全可行的，有着良好的发展前景和推广价值。但是目前该法尚不完善，其理论和应用还在发展中。本文阐述了瑞利波法勘探的理论基础和勘探原理，分析了自由表面瑞利波的位移、能量及衰减等特征，讨论了瑞利波速度的工程意义；论文分析了均匀层状介质中瑞利波的频散特性，讨论了影响瑞利波法勘探精度的主要因素，并对其资料反演方法进行分析、比较，指出各自的优缺点；文中还简要分析了几种主要路基病害产生的机理，介绍了瑞利波法的野外工作方法及应注意的问题，并结合具体的科研课题，实例分析、研究了瑞利波法在路基病害探测中的应用，取得了较满意的效果。论文还针对不同的病害提出了相应的整治建议。