無砟軌道（Ballastless Track）是指采用混凝土、瀝青混合料等整體基礎取代散粒礫石道床的軌道結構，又稱作無碴軌道。
無砟軌道由鋼軌、扣件、單元板等組成，起減振、減壓作用。無砟軌道的軌枕本身是混凝土澆灌而成，而路基也不用碎石，鋼軌、軌枕直接鋪在混凝土路上。無砟軌道種類繁多，目前國際上沒有對無砟軌道的統一分類法，中國無砟軌道結構形式主要有長枕埋入式、彈性支承塊式、板式無砟軌道3種。其設計的關鍵技術包括結構設計、下部基礎和過渡段設計。
日本、德國是最早開始研究無砟軌道的國家，日本從1965年開始板式無碴軌道的研究，除1964年開通的東海道新干線未采用無砟軌道外，其后修建高速鐵路采用無砟軌道的比例逐漸增加。德國于1959年開始研究土質路基無砟軌道的設計和鋪設問題，之后逐步推廣至橋梁和隧道。
無砟軌道是當今世界先進的軌道技術，具有優良的防止沉降變形特性，抗凍安全性也很高，避免了道砟飛濺，平順性好，穩定性好，使用壽命長，耐久性好，維修工作少，列車運行時速可達350千米以上，降低了后期管養成本。
發展歷史
鐵路軌道結構類型有有砟軌道和無砟軌道。有砟軌道是鐵路的傳統結構，它具有彈性良好、價格低廉、更換與維修方便、吸噪特性好等優點。但隨著行車速度的提高，其缺點也逐漸顯現，有砟軌道不均勻下沉產生120Hz以下頻率范圍的激振嚴重，軌道破損和變形加劇，從而使維修工作量顯著增加，維修周期明顯縮短。不再適用于高速鐵路。
在高速鐵路上應用無砟軌道，以日本、德國最為廣泛。日本除在1964年開通的東海道新干線未采用無砟軌道外，其后修建的高速鐵路采用無砟軌道的比例逐年增加。日本從1965年開始板式無碴軌道的研究，到目前大規模的推廣應用，走過近40年的歷程。日本新干線無砟軌道最初一般鋪設在基礎堅固的隧道內、高架結構和橋梁上，后來逐漸擴大到土質路基上。德國是世界上研究開發無砟軌道最早的國家，采用企業自主研發、政府統一管理的模式。德國自1959年開始研究、試鋪無砟軌道，德國高速鐵路無砟軌道,首先解決了在土質路基上鋪設的技術問題，逐步推廣到隧道和橋梁上，從而為全區間無碴軌道的應用創造了有利條件。
中國于20世紀60年代開始對無砟軌道進行研究，與國外研究幾乎同時起步，采用以政府主導、科研機構研發為主的模式。主要技術路線為通過理論研究確定設計參數，進行實尺模型鋪設和技術性能試驗，完善設計參數，提出施工方案、試鋪。1995年以后，隨著京滬高速鐵路可行性研究的推進，無砟軌道在中國重新得以關注并在相關工程中應用，在秦嶺Ⅰ線隧道中鋪設了18.4km的彈性支承塊式無砟軌道；在秦沈客運專線中沙河橋鋪設了692m長枕埋入式無砟軌道；狗河橋和雙河橋分別鋪設了741m、740m板式無砟軌道。隨后板式無砟軌道在中國均實現了自主知識產權，并運用于各大高速鐵路線上，CRTS Ⅰ型板式應用于遂渝試驗線、石太、廣州新客站、廣深港、廣株、滬寧城際鐵路等高速線路；CRTS Ⅱ型板式應用于京津城際鐵路、京滬、京石、石武、津秦、滬杭線等高速線路；CRTS Ⅲ型板式應用于盤營、沈丹、成綿樂（眉樂段）、西寶、鄭徐等高速線路。同時CRTS Ⅲ型板式無砟軌道在印尼雅萬高鐵、俄羅斯莫喀高鐵等國外項目中得到應用。
結構組成
無砟軌道一般由混凝土底座、水泥乳化瀝青砂漿墊層、預制混凝土軌道板、板間連接構件、鋼軌及扣件等構成。不同型式無砟軌道結構會稍有不同。德國無砟軌道結構型式有Rheda、Zublin、Berlin、ATD、Getrac型。其中Rheda型無砟軌道結構是德國鐵路無砟軌道最主要的結構型式，屬于軌枕埋入式的現澆混凝土結構，由鋼軌、高彈性扣件、帶桁架鋼筋的雙塊式軌枕、現澆混凝土板和下部支承體系組成。日本板式軌道主要應用于隧道、橋梁，主要由鋼軌、扣件、軌道板、CA砂漿及底座等組成。
類型
無砟軌道結構形式種類繁多，技術性能也各有特點。目前國際上沒有對無砟軌道的統一分類法。中國無砟軌道結構形式主要有長枕埋入式、彈性支承塊式、板式無砟軌道3種。根據下部結構的類型，無砟軌道還可分為路基上無砟軌道、隧道內無砟軌道和橋上無砟軌道三大類。
長枕埋入式
長枕埋入式無砟軌道由鋼軌、扣件、預應力混凝土軌枕、混凝土道床板、混凝土底座和道岔等部分組成，在道床板和底座之間設置隔離層，使道床板可以修復或更換，在隔離層上還可設置彈性墊層以增加軌道整體彈性。軌枕可在工廠預制，道床板和底座需要在現場灌注。長枕埋入式無砟軌道采用中國較成熟的鋼軌支撐架法由上至下進行施工。
彈性支承塊式
彈性支承塊式無砟軌道由混凝土支承塊、塊下橡膠墊、橡膠套靴、填充混凝土道床板及混凝土底座組成。在工廠完成支承塊、塊下橡膠墊及橡膠套靴的預制，混凝土底座現場澆筑，將支承塊、橡膠墊、橡膠套靴與鋼軌、扣件進行組裝并精確定位，最后灌注混凝土道床板成型。
板式
板式無砟軌道由預制的軌道板、乳化瀝青砂漿及混凝土底座組成，軌道板之間有凸形擋臺。軌道板由工廠預制，在橋上或隧道內將混凝土底座現場澆筑完再將軌道板及其上鋼軌、扣件就位，然后在軌道板和混凝土底座間灌注乳化瀝青砂漿。
CRTSⅠ型板式
CRTSⅠ型為單元板式無砟軌道，由鋼軌、扣件、預制軌道板、乳化瀝青水泥砂漿（CA 砂漿）、混凝土凸形擋臺及底座板等部分組成，軌下設置充填式墊板。
CRTS I型板式無砟軌道和雙塊式無砟軌道主要鋪設在京廣深高速鐵路信陽至深圳段、哈大高速鐵路、蘭新高鐵等項目。
CRTS Ⅱ型板式
CRTS Ⅱ型為縱連板式無砟軌道，由鋼軌、扣件、Ⅱ型板、砂漿調整層、連續底座板、滑動層、側向擋塊等組成。京津城際鐵路采用了CRTS Ⅱ型板式無砟軌道，采用60kg/m鋼軌、Vossloh300—1型扣件。軌道板為單項預應力、有擋肩結構，軌道幾何精度較高。在開通運營以來，狀態良好。
CRTS Ⅱ型無砟軌道主要應用于京津城際（北京至天津市）、京滬高速鐵路（北京至上海市）、京石武客專（北京至石家莊市至武漢）、寧杭高速鐵路（南京至杭州市）、合蚌客運專線（合肥市至蚌埠市）、津秦高速鐵路（天津至秦皇島市）、杭甬高速鐵路（杭州至寧波）。
CRTS Ⅲ型板式
CRTS Ⅲ型板式無砟軌道由鋼軌、扣件系統、混凝土軌道板、自密實混凝土層和底座等部分組成。主要結構特征有：1.預制軌道板與現澆自密實混凝土層形成“復合板”結構；2.沿線路縱向，復合板與底座均為分段設置；3.復合板與設置凹槽的底座形成凸凹限位結構；4.復合板與底座之間設置隔離層，凹槽周邊設置彈性緩沖墊層，復合板與底座可分離。
高速鐵路CRTS Ⅲ型板式無砟軌道系統技術研究成果已應用于盤營、沈丹、成綿樂（眉樂段）、西寶、鄭徐等高速線路，鋪設里程已超過1000鋪軌公里。根據《中國鐵路總公司關于印發<鐵路工程設計措施優化指導意見>的通知》（鐵總建設[2013]103 號）：路基和橋梁地段宜優先采用CRTS Ⅲ型板式無砟軌道結構。
設計關鍵技術
為滿足高速列車在無砟軌道運行快速、安全、舒適性要求，最大限度減少線路維修，無砟軌道的設計除考慮結構強度、橫向穩定性外，還需要各組成部分的耐久性、減振性以及線路平順性等。
結構設計
對于板式軌道而言，對軌道板起限位作用的混凝土凸形擋臺直接承受由鋼軌傳遞到軌下基礎的縱向力和橫向力。在板式無砟軌道設計時需要充分考慮結構強度、橫向穩定性、線路平順性和剛度均勻性、減振性、耐久性的要求。
設計荷載：在無砟軌道結構設計中輪重是最主要的設計荷載之一，包括設計輪重、疲勞檢算輪重。設計輪重是考慮了因車輪扁疤、鋼軌接頭不平順等使輪軌動力作用增大而采用的設計荷載。通常根據車輪扁疤和鋼軌接頭不平順的動力學分析，確定其動力系數。《鐵路技術管理規程 》中規定車輪踏面上的缺陷或剝離長度不超過40ｍｍ，深度不超過1ｍｍ。《新建時速 300～350kｍ客運專線鐵路設計暫行規定 》中規定鋼軌焊接接頭軌頂面平直度標準為小于 0.2ｍｍ/1ｍ。
疲勞檢算輪重：疲勞檢算輪重是列車在正常線路運行過程中輪軌力的統計最大值，若列車運行時的輪重變動系數為α，靜軸重為P0，則疲勞檢算輪重為。日本根據東海道新干線的實測值得出當輪重變動均方差為1σ時（σ為 均 方 差 ）α=0.15；當輪重變動均方差為3σ時α＝0.45。
下部基礎
軌下基礎是軌道結構的重要組成部分，軌下基礎承載能力可以根據不同高速運行條件進行設計，使之滿足耐久性要求。針對橋梁和隧道的無砟軌道需要分別根據情況予以設計。
預應力混凝土橋梁的徐變上拱、墩臺基礎不均勻沉降等影響橋梁軌道不平順，針對橋梁的影響因素，需要設計與施工組合的原則控制梁體徐變上拱，設計方面如適當增加梁高，提高梁剛度等。
隧道基底處理的好壞直接影響無砟軌道耐久性。應根據隧道圍巖級別、地下水狀況，選擇合理的隧道襯砌結構。
在滿足軌道變形要求的前提下，從動力學角度考慮降低輪軌動作用力和輪軌磨耗，提高行車安全，高速鐵路無砟軌道結構軌下基礎的合理剛度范圍為20～30MN/ｍ，鋼軌變形的范圍為1.3～1.7ｍｍ。
過渡段
在橋臺、隧道基礎與路基銜接處如設計不當會影響高速列車的安全性和穩定性，因此在這些位置需要設置一定的過渡段。其原則是將橋臺、隧道基礎與過渡段路基的工后沉降控制在較小范圍，并保持一致，最大限度減小過渡銜接處的軌面彎折角。
扣件
鋼軌扣件必須有足夠的扣壓力以保證鋼軌與支承體之間的可靠聯結。這個扣壓力應使鋼軌在彎曲和轉動時，不致使軌底沿墊板發生縱向位移，即要求扣件的縱向阻力大于道床的縱向阻力。扣壓力也不易太大，否則會使扣件彈性急劇下降，影響扣件使用壽命。如果鋼軌扣壓力較大，則由于防爬阻力的增大鋼軌的溫度伸縮或斷口量就小，又由于軌排剛性的增大，阻止長鋼軌曲的能量就大，這對無縫線路的穩定性是極其有效的。中國鐵路軌道PC枕和軌道板多用彈條扣件，其單個彈條扣壓力設計參數：II型彈條≥10Ｎ；III型彈條≥11kN，WJ-2彈條為4kN。
施工關鍵技術
支承層質量控制及排水處理
支承層攤鋪后，需要及時對道床板邊緣以外的部分進行抹光處理確保外觀美觀。支承層攤鋪后及時養護和切割變形縫，以減少支承層裂紋的產生，使支承層裂紋更加可控。排水處理，直線無集水井地段支承層施工時，兩線間的降雨需人工輔助抽排，以使基床表層集水快速排走。曲線地段，兩線間的降雨則通過集水井排出。
精調質量控制
設站時必須進行氣溫、氣壓校正，設站精度誤差應控制在0.7mm以內，轉站后誤差采用1mm/10m原則順接。平面、高程偏差應控制在0.5mm內，偏差變化率均不得大于0.7‰。軌向和高低指標須控制在1mm內。精調后盡早澆筑混凝土，如軌排受到外部擾動、軌道放置時間超過12h、環境溫度變化超過15℃時必須重新調整。道床板澆注后，必須及時進行復檢。
道床板混凝土澆注
在澆筑前須對軌枕表面、底面噴水3～4次濕潤。加強對工具軌下方、托盤下方、支撐螺桿和軌枕四周等部位的施作控制。采用坡度尺控制頂面標高，確保表面平整。澆注前做好鋼軌、扣件的保護。抹面后，及時清刷軌枕、扣件和鋼軌頂面及底面。道床板澆注后，必須及時進行復檢。
軌排穩定保護
完成每段軌排澆注后現場標記澆注完成時間和鋼軌的溫度。混凝土澆筑后1～2h（初凝前），螺桿放松1/2圈。同時松開鋼軌接頭處的魚尾板。混凝土澆筑后2～3h（初凝后）立即松開全部扣件和橫向約束。操作時注意不要擾動軌排。初凝前，嚴禁鋼軌受陽光直射，必須采用濕布覆蓋鋼軌。道床板澆注后須進行復檢。
隧道內無砟軌道
內外循環施工物流組織困難，施工作業場地受到制約。隧道內無砟軌道施工物流組織是關鍵，特別是長大隧道的軌枕存放及鋼筋存放加工場地的布置，混凝土的運輸及泵送需要有專人進行組織。
主要病害
離縫
離縫出現在砂漿層與軌道板結構之間，又稱軌道板吊空。形成原因：一是軌道板四角翹曲；二是灌注砂漿不飽滿；三是軌道板與砂漿層熱脹冷縮速率不同；四是鋼軌精調時由扣件引起。砂漿層離縫傷損將會使砂漿層與軌道板或底座板( 支承層) 粘結失效，削弱無砟道床的整體性，影響軌道靜態幾何形位和動態穩定性。如果傷損未及時進行修復，在列車荷載和環境因素共同作用下還會對無砟道床耐久性產生影響。
對由于溫度荷載引起的砂漿層與軌道板或底座板( 支承層) 間的離縫，應在軌道板設計縱連鎖定溫度范圍內對軌道板進行應力放散、重新鎖定，并采用低黏度樹脂材料按規范要求對離縫傷損進行注漿修補; 對于基礎不均勻沉降引起的砂漿層離縫傷損宜在解決基礎沉降問題的基礎上對離縫進行修補，并應考慮與扣件系統的高低調整配合作業。
砂漿層缺損
砂漿層缺損指砂漿因過度老化導致砂漿層斷裂和剝落，主要出現在我國早期的無砟軌道試驗段。目前，新建線路開通時間短，砂漿層采用了優化的砂漿配方，以及灌注袋的保護，尚未出現此類病害，長期運營可能會出現。
砂漿層缺損維修施工步驟如下：1.清除松動破損砂漿層；2.將混凝土底座打毛，并清理浮土；3.每隔30cm打入錨固鋼釘，并涂刷底漆；4.填入新的修補砂漿，并搗鼓密實；5.立模至材料固化，防止因重力原因導致材料及灌注袋滑落；6.清理施工垃圾。
預埋套管傷損
無砟軌道扣件系統緊固部件普遍采用預埋尼龍套管，部分尼龍套管隨著線路運營老化，造成扣件系統失效，影響行車安全。
預埋套管因埋在混凝土軌道板中較難取出，較為快捷的取出方法是采用水鉆鉆取，但維修前需要進行套管定位，維修施工步驟如下：1.拆除扣件，露出預埋套管；2.用定位裝置定位套管位置；3.使用適合的鉆頭，鉆取套管；4.吸出孔內殘水并烘干；5.倒入錨固樹脂，旋入新套管并定位；6.待沒藥樹固化后，組裝扣件。
混凝土傷損
混凝土傷損指無砟軌道混凝土結構傷損，主要包括軌道板承軌槽掉塊且扣件系統無法緊固、軌道板混凝土掉塊且鋼筋裸露、側向擋塊大面積掉塊、混凝土底座及路基混凝土裂縫等。
混凝土傷損維修是防止因混凝土傷損造成鋼筋裸露銹蝕或結構功能喪失等。維修的部位在強度上應該符合原混凝土要求，并且有良好的黏結性和耐腐蝕性，并應防止脫落造成更多隱患，需在傷損部位進行植筋等。
特點
優點
無砟軌道具體優點有：線路穩定、平順，有利于鋪設無縫線路，可以高速行車。建成后維修工作量少。堅固耐久、整潔美觀，使用壽命長（60年以上）。橫向阻力提高（有砟軌道為12KN/枕，無砟軌道為25KN/枕），可獲得高運營安全性。在隧道、地鐵中減少開挖面積。結構高度低，自重輕，可降低隧道凈空，減少橋梁二期恒載。
缺點
無砟軌道主要缺點包括：投資問題，無砟軌道的初期投入比有砟軌道高得多，無砟軌道的成本系數為有砟軌道的1.5～2.0。無砟軌道的建設和維修都遠未達到自動化程度，無砟軌道的質量需要高水平的養護措施提供保障，這意味著在施工工序和質量控制方面都要增加額外的費用和時間。無砟軌道不能在粘土深路塹、松軟土路堤或地震區域鋪設。對脫軌或其他原因導致的嚴重損壞還沒有特別有效的措施，而且一旦發生問題，修復時間很長。在路基上鋪設無砟軌道時，在任何情況下都要鋪設防凍層（至少70cm厚），路基處理深度也比有砟軌道深。
無砟軌道與有砟軌道相比，具有平順性好、軌道結構穩定好、使用壽命長、耐久性好、維修工作量少等優點，但同時比有砟軌道設計復雜、造價高、鋪設相對繁瑣。兩者對比見下表。
參考資料 >
干貨!無砟軌道的結構、分類、應用、優缺點分析.搜狐網.2023-04-25
開足馬力!廣湛高鐵站前十八標項目新興段無砟軌道施工將于6月中旬完成.騰訊網.2025-05-12
高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道技術系統研究.國家鐵路局.2023-04-28
高速鐵路技術領域.中國鐵道科學研究院集團有限公司.2023-05-04
科普|高速鐵路無砟軌道是如何施工的?.軌道科技網.2023-04-28