随着我国高铁运营中的线下结构已经出现了类别不一、程度不等的病害表现。目前高速铁路轨道结构中层间隐蔽性病害的快速检测与识别已成为无砟道床病害检测的瓶颈，针对高速铁路多层线下结构特点及病害易发部位和表现形式，借助理论分析、有限元/FDTD仿真模拟、试验研究等手段，开展了探地雷达法、弹性波法在高铁线下结构层间病害检测中的可行性、适应性和应用性研究。在建立层间病害性状分布规律与模拟方法的基础上，分析了无砟轨道多层网状钢筋结构对单一极化方向天线探地雷达检测结果的不利影响，提出了基于水平-垂直双极化方向天线探地雷达砂浆层病害检测与识别方法；探索了冲击回波法和瞬态冲击响应法检测砂浆层内缺陷的可行性，提出了基于功率密度比值、速度导纳均值和速度频域波形曲线特征综合评定的无砟道床砂浆层病害判定识别方法。协同利用探地雷达法速度快、弹性波法精度高的特点和双波场特性信息，形成了普查与精检相结合和的高速铁路无砟轨道砂浆层病害检测方法和技术。