轮轨界面黏着水平直接影响轮轨的磨损、损伤及列车牵引与和制动性能。利用摩擦改进剂对轮轨界面进行黏着调控可改善轮轨黏着水平,降低轮轨振动、磨损与损伤。因此,开展摩擦改进剂对轮轨黏着与和损伤行为的影响研究,对减轻轮轨磨损与损伤、提高轮轨服役寿命具有重要指导意义和工程价值。利用MJP-30A滚动磨损与接触疲劳试验机研究了四种微粒摩擦改进剂(氧化铝、二氧化硅、氧化锌和碳化钛)不同微粒浓度下轮轨的黏着性能,揭示了微粒摩擦改进剂最佳微粒浓度(PFM1、PFM2、PFM3和PFM4)对轮轨黏着性能、磨损及损伤行为的影响规律;研究了水基摩擦改进剂(水基FM1和FM2)的机械稳定性能和不同涂敷量下轮轨的黏着性能,揭示了水基摩擦改进剂在最佳涂敷量下对轮轨黏着性能、磨损及损伤行为的影响。论文研究的主要结论如下:(1)在氧化铝、二氧化硅、氧化锌和碳化钛微粒摩擦改进剂作用下,轮轨黏着系数随微粒浓度的增加呈先增大后减小的趋势;当微粒浓度为10%时,平均黏着系数最大。(2)水介质下黏着系数约0.16,PFM1、PFM2和PFM4介质下黏着系数均比水介质下大,PFM3介质下黏着系数与水介质下几乎相同。PFM1、PFM3和PFM4介质下轮轨磨损率均高于水介质工况,PFM2介质下轮轨磨损率低于水介质工况,分别为水介质下的73.1%和60.8%;PFM2介质下轮轨损伤最轻微,仅出现轻微起皮和微裂纹,钢轨裂纹长度和深度最小而角度较大。(3)水基FM1机械稳定性能优于水基FM2;水基FM1、FM2最佳涂敷量为14μl和8μl。(4)干态下轮轨磨损率分别为38.89μg/m、46.73μg/m,水基FM1、FM2作用下的轮轨磨损率为干态的36.5%和44.9%、37.6%和98.7%。干态下轮轨表面出现起皮和裂纹;水基FM1作用下轮轨表面损伤较干态下轻微,仅出现微裂纹,钢轨裂纹长度、深度和角度均较干态下小;水基FM2作用下出现明显的起皮和裂纹,钢轨裂纹长度、深度和角度比干态下大。