铁路用SFRPC(Steel-fiber Reactive powder concrete,钢纤维活性粉末混凝土)在混凝土材料、制备工艺与结构上均存在严重问题,所以必须要研发新型盖板。而HFFC(Hybrid flexible-fiber concrete,混杂柔性纤维混凝土)可实现高强与高韧相结合;玄武岩材料制品不仅力学性能优异,而且不存在生锈问题,所以本文将重点从HFFC制作工艺优化与配合比优化出发,并辅以运用玄武岩制品来进行结构优化,研制新型铁路用盖板,主要开展如下工作:首先设计了HFFC初步配合比;然后探究了与HFFC相匹配的特殊的生产工艺;再进一步优化得到了高强高韧性HFFC的配合比;然后运用有限元模型分析、设计了新型盖板结构;最后评估了新型盖板的承载力与变形性能。主要完成了以下研究工作:(1)结合工作性、力学强度及变形指标,首先通过正交试验得到初步配合比,再通过添加分散剂、纤维预保水和高强度搅拌等方法改进了制作方案;然后通过单因素变量法提出了HFFC60℃高温蒸养3天的最佳养护方案;最后对整体工艺进行评估,得出的新工艺能有效地提高高强高韧性HFFC性能的稳定性;(2)基于超细密聚理论,探究了硅灰细度、矿粉活性指数、水泥品种、用水量及石英砂等对抗压、抗折强度及极限挠度的影响规律,提出了HFFC基体原材料技术指标。强化后的基体28d抗压强度达90MPa,抗折强度达18MPa,极限变形可达0.45%,初步实现了HFFC高强度高韧性的结合;(3)基于混杂纤维理论,计算了理论最优纤维参数;以抗压、抗折强度表征混凝土力学性能,以极限变形表征混凝土变形性能,通过单因素法分别得到了PVA纤维和玄武岩纤维最佳长径比与掺量;引入混杂系数研究了各纤维组合的增强增韧效果。当玄武岩纤维取长度6mm、直径17μm、体积掺量为0.3%,PVA纤维取长度6mm、直径5μm、体积掺量为0.55%时,基体能获得最佳的力学和变形性能,28d抗压强度高达100MPa,抗折强度高达20MPa,极限挠度高达1.1%,更进一步的优化了HFFC的高强度与高韧性;(4)基于所研制的高强高韧性HFFC的相关性能参数,对盖板结构进行设计,确定了HFFC强度等级至少为C80,盖板最佳厚度为35mm,并采用玄武岩复合筋代替钢筋以及玄武岩边框包边的设计方法,提出了3种结构方案;(5)基于试验结果确定了配2根直径6mm玄武岩复合筋与玄武岩外框的最佳结构方案,其最大承载力为8.72KN,极限挠度为11mm,且在极限状态下保持承载至少30s;卸载后二次承载可达4.32KN,实现了盖板断前有预警,断后有保险。