高速铁路的高速、安全和舒适性对轨下基础的稳定性、耐久性和平顺性提出更严格的要求。密级配沥青混合料兼具弹性、防水性和可维护性,是轨下基础良好的缓冲支承和防水封闭材料,将其引入轨下基础结构层,能有效改善水泥混凝土无砟轨道由刚性混凝土底座直接过渡到柔性级配碎石基床的层间刚度协调问题。基于此,本文以单元板式无砟轨道为研究对象,开展全断面沥青混凝土铺装轨道结构研究,分别探讨其结构组成与材料设计、解析建模与数值模型验证、结构准静态设计方法。完成的主要工作和成果有:(1)提出了沥青混凝土铺装轨道结构形式。通过国内外研究综述可知:沥青混凝土材料用于轨下基础结构,相对水泥混凝土材料具有防水性好、减振降噪、便于维护等优势。基于此,本文提出沥青混凝土支承的单元板式无砟轨道(即沥青混凝土铺装轨道)结构,并对各结构层材料进行设计。(2)建立了理论解析模型和数值模型。结合沥青混凝土铺装轨道的结构特点,本文基于弹性层状体系理论,建立了多层弹性地基板模型,可计算沥青混凝土铺装轨道的各项力学指标。为简便计算,通过假定轨道板为刚性板,得到均布荷载作用下的四层弹性地基简化模型。借助MATLAB编程,可实现任意点位的应力、位移求解。为验证理论简化模型的可靠性,建立了5种不同沥青层厚度下的静态有限元梁体模型。理论简化模型和有限元数值模型计算的对比分析表明:对于各结构层层顶的竖向应力和沥青层底的水平应力,其有限元结果都小于理论结果;两者得到的路基面处的最大竖向位移接近;沥青层底的拉应变的理论值接近有限元值的2倍,而路基面的压应变,两者较为接近。数值验证表明,理论简化模型得到的结果偏保守,但合理修正后可用于沥青混凝土铺装轨道支承层结构设计。(3)建立了沥青混凝土铺装轨道结构的准静态设计方法。参考公路路面设计成果,针对沥青混凝土铺装轨道提出沥青层层底拉应力、路基面竖向应力、路基面竖向位移等关键设计指标,基于MATLAB编程结果,建立了沥青混凝土铺装轨道的准静态设计方法。算例表明:设计指标的阈值可控制沥青层的最小设计厚度;增加沥青层厚度对改善轨下基础结构力学响应有益,但为节约成本,沥青层不宜过厚,应根据实际工程进行合理调整。