鋼軌自由放置情況下，當軌溫變化時就會自由伸縮。夏天受熱會伸長，冬天受冷會縮短，也就是“熱脹冷縮”。將多根鋼軌聯結成軌道，很顯然每隔12.5m或25m就會有一個接頭。接頭之間要留有軌縫，約為8mm。留軌縫就是為了防止鋼軌在熱脹冷縮時產生的溫度力破壞鋼軌。一般來說，鋼軌溫度每改變1℃，每根鋼軌就會承受1.645噸的壓力或拉力。軌溫變化幅度為50℃時，一根鋼軌則要承受高達82.25噸的壓力或拉力。如此巨大的溫度力力足以破壞鐵路軌道岔的正常狀態。因此在無縫線路上這樣大的伸縮量是絕不允許的，必須採用防爬裝置將兩端鎖定，或線上路軌道設定強大的線路阻力來鎖定軌道，以限制鋼軌的自由伸縮。
如果將一定長度範圍內的鋼軌兩端固定，限制鋼軌自由伸縮，則軌溫變化時，線路鋼軌就會出現內應力，這個力是由軌溫變化引起的，故叫做溫度力。具體地說也就是無縫線路經鎖定後，夏季溫度升高時，鋼軌受熱伸長，但受到約束不能夠伸長，內部產生壓應力；冬季溫度降低時，鋼軌受冷縮短，但受到約束也不能夠縮短，內部產生拉力。正因為鋼軌被這樣牢牢鎖定在了軌枕上，鋼軌才能受到如此大了溫度力而不變形，這就是無縫線路的基本原理。
當軌溫高於鎖定軌溫時，無縫線路鋼軌斷面上要承受溫度壓力。溫度壓力和軌溫的正向變化度數成正比。當軌溫升到最高值maxt時，溫度壓力達到最大值maxPt。
另一方面，因為有接頭阻力和道床縱向阻力的存在，溫度壓力絕大部分被限制在鋼軌斷面上，只有極小部分在伸縮區被釋放掉。這股限制在鋼軌斷面上的溫度壓力，總要遵循自然規律尋機放散出去，以求徹底平衡。當它達到一定值，在縱向上仍找不到出路時，就會到橫向上去謀求出路，而無縫線路的曲線正好給它提供了這種機會，即縱向溫度壓力合成的徑向分力Pr正好指向曲線外側的方向，使曲線順勢向上股方向臌曲。而直線線路也不可能絕對直，一旦某處有些彎曲，縱向溫度壓力也會順彎曲的方向合成徑向分力Pr，造成直線軌道彎曲的方向變形。
這樣，只要溫度壓力達到了一定值，無縫線路軌道出現橫向變形就不可避免。
大量試驗表明，這一變形的發生與發展過程中是有一定規律的，基本上可分為三個階段：持穩階段、脹軌階段和跑道階段。
（一）持穩階段
持穩階段是無縫線路承受溫度壓力的初始階段。在這個階段，溫度壓力雖因軌溫升高而增大，但軌道並不發生變形，仍保持初始狀態，溫度力完全以彈性狀態“貯存”於鋼軌斷面上。鋼軌的初始彎曲越小，對應這一狀態的溫度壓力值越高。如果鋼軌為理想的幾何直線，此狀態可能將一直持續到溫度壓力達一個相當大的值，才會在外力的干擾下發生突然臌曲；然而由於種種原因，鋼軌不可能是理想的幾何直線，總會有某種程度的彎曲；因此，持穩階段的鋼軌溫度壓力不可能達到前述的“相當大的值”，相反，線路阻力越小、軌道幾何狀態尤其是方向越差，造成軌道臌曲變形的溫度壓力就越低。
無縫線路的軌道是 否“持穩”，要看溫度壓力是否達到了一個臨界值，亦即軌溫是否達到了一個臨界軌溫。臨界溫度壓力或臨界軌溫隨線路狀態的不同而有高有低。對於同一條無縫線路而言，只要溫度超過了臨界值，軌道就由持穩狀態進入脹軌狀態。
把使無縫線路由持穩狀態進入脹軌狀態的溫度壓力叫做第一臨界溫度壓力。在持穩階段，無縫線路是相對安全的。
（二）脹軌階段
當軌溫繼續升高，溫度壓力越過第一臨界值時，脹軌階段就開始了。在這一階段，不斷增大的溫度壓力使軌道產生由小到大、由少到多的橫向變形，有時憑肉眼都能清晰地覺察出來―彎曲的線形越來越明顯，變形矢度越來越大，軌道方向顯著不良。
但是軌溫不可能無限制地升高。當它升到一定程度（只要在軌道的承受範圍之內）後開始下降時，隨著溫度壓力的逐步解除，可能看見，軌道的變形彎曲也跟著縮小，直至恢復到初始狀態。也就是說，在脹軌階段， 軌道的變形是彈性變形。
無縫線路軌道在溫度壓力作用下產生的彈性變形叫脹軌。
在脹軌階段，在溫度壓力解除之後，能夠恢復到初始狀態的軌道彈性變形只有2mm。從理論上講，超過2mm的軌道彈變形，在溫度壓力解除之後是不能完全恢復的，總要留下一些殘餘變形。軌溫反覆變化，這種殘餘變形將積累起來造成方向嚴重不良。因此，必須及時地對脹軌量加以限制。
（三）跑道階段
在脹軌階段，溫度壓力沒有超過無縫線路的承受能力，但有可能達到能力的極限。此時，無縫線路的相對穩定已是在勉強維持，安全岌岌可危。
當軌溫再稍微升高，溫度壓力繼續增大；若軌道稍受外力干擾（如列車制動、施工影響、錘擊鋼軌等），積聚在鋼軌斷面上的過量溫度壓力將軌道幾何狀態突然發生惡性變化——脹軌階段的變形矢度突然顯著加大，有時可達數百毫米，軌道在一瞬間發出巨大的聲響嚴重臌曲，軌排脫離並拉爛道床，或鋼軌與軌枕脫離導致行車條件完全喪失。透過嚴重扭曲變形的鋼軌可以看出，它的變形已超出它的彈性限度，成為塑性變形；鋼軌斷面上的溫度力已全部釋放出來；鋼軌在自然狀態處於“零應力”狀態，溫度壓力與線路阻力同時消除，此時線路已被嚴重破壞了。
無縫線路軌道在溫度壓力作用下發生的破壞性變形叫跑道。
鋼軌自由放置情況下，當軌溫變化時就會自由伸縮。夏天受熱會伸長，冬天受冷會縮短，也就是“熱脹冷縮”。將多根鋼軌聯結成軌道，很顯然每隔12.5m或25m就會有一個接頭。接頭之間要留有軌縫，約為8mm。留軌縫就是為了防止鋼軌在熱脹冷縮時產生的溫度力破壞鋼軌。一般來說，鋼軌溫度每改變1℃，每根鋼軌就會承受1.645噸的壓力或拉力。軌溫變化幅度為50℃時，一根鋼軌則要承受高達82.25噸的壓力或拉力。如此巨大的溫度力力足以破壞鐵路軌道岔的正常狀態。因此在無縫線路上這樣大的伸縮量是絕不允許的，必須採用防爬裝置將兩端鎖定，或線上路軌道設定強大的線路阻力來鎖定軌道，以限制鋼軌的自由伸縮。
如果將一定長度範圍內的鋼軌兩端固定，限制鋼軌自由伸縮，則軌溫變化時，線路鋼軌就會出現內應力，這個力是由軌溫變化引起的，故叫做溫度力。具體地說也就是無縫線路經鎖定後，夏季溫度升高時，鋼軌受熱伸長，但受到約束不能夠伸長，內部產生壓應力；冬季溫度降低時，鋼軌受冷縮短，但受到約束也不能夠縮短，內部產生拉力。正因為鋼軌被這樣牢牢鎖定在了軌枕上，鋼軌才能受到如此大了溫度力而不變形，這就是無縫線路的基本原理。
當軌溫高於鎖定軌溫時，無縫線路鋼軌斷面上要承受溫度壓力。溫度壓力和軌溫的正向變化度數成正比。當軌溫升到最高值maxt時，溫度壓力達到最大值maxPt。
另一方面，因為有接頭阻力和道床縱向阻力的存在，溫度壓力絕大部分被限制在鋼軌斷面上，只有極小部分在伸縮區被釋放掉。這股限制在鋼軌斷面上的溫度壓力，總要遵循自然規律尋機放散出去，以求徹底平衡。當它達到一定值，在縱向上仍找不到出路時，就會到橫向上去謀求出路，而無縫線路的曲線正好給它提供了這種機會，即縱向溫度壓力合成的徑向分力Pr正好指向曲線外側的方向，使曲線順勢向上股方向臌曲。而直線線路也不可能絕對直，一旦某處有些彎曲，縱向溫度壓力也會順彎曲的方向合成徑向分力Pr，造成直線軌道彎曲的方向變形。
這樣，只要溫度壓力達到了一定值，無縫線路軌道出現橫向變形就不可避免。
大量試驗表明，這一變形的發生與發展過程中是有一定規律的，基本上可分為三個階段：持穩階段、脹軌階段和跑道階段。
（一）持穩階段
持穩階段是無縫線路承受溫度壓力的初始階段。在這個階段，溫度壓力雖因軌溫升高而增大，但軌道並不發生變形，仍保持初始狀態，溫度力完全以彈性狀態“貯存”於鋼軌斷面上。鋼軌的初始彎曲越小，對應這一狀態的溫度壓力值越高。如果鋼軌為理想的幾何直線，此狀態可能將一直持續到溫度壓力達一個相當大的值，才會在外力的干擾下發生突然臌曲；然而由於種種原因，鋼軌不可能是理想的幾何直線，總會有某種程度的彎曲；因此，持穩階段的鋼軌溫度壓力不可能達到前述的“相當大的值”，相反，線路阻力越小、軌道幾何狀態尤其是方向越差，造成軌道臌曲變形的溫度壓力就越低。
無縫線路的軌道是 否“持穩”，要看溫度壓力是否達到了一個臨界值，亦即軌溫是否達到了一個臨界軌溫。臨界溫度壓力或臨界軌溫隨線路狀態的不同而有高有低。對於同一條無縫線路而言，只要溫度超過了臨界值，軌道就由持穩狀態進入脹軌狀態。
把使無縫線路由持穩狀態進入脹軌狀態的溫度壓力叫做第一臨界溫度壓力。在持穩階段，無縫線路是相對安全的。
（二）脹軌階段
當軌溫繼續升高，溫度壓力越過第一臨界值時，脹軌階段就開始了。在這一階段，不斷增大的溫度壓力使軌道產生由小到大、由少到多的橫向變形，有時憑肉眼都能清晰地覺察出來―彎曲的線形越來越明顯，變形矢度越來越大，軌道方向顯著不良。
但是軌溫不可能無限制地升高。當它升到一定程度（只要在軌道的承受範圍之內）後開始下降時，隨著溫度壓力的逐步解除，可能看見，軌道的變形彎曲也跟著縮小，直至恢復到初始狀態。也就是說，在脹軌階段， 軌道的變形是彈性變形。
無縫線路軌道在溫度壓力作用下產生的彈性變形叫脹軌。
在脹軌階段，在溫度壓力解除之後，能夠恢復到初始狀態的軌道彈性變形只有2mm。從理論上講，超過2mm的軌道彈變形，在溫度壓力解除之後是不能完全恢復的，總要留下一些殘餘變形。軌溫反覆變化，這種殘餘變形將積累起來造成方向嚴重不良。因此，必須及時地對脹軌量加以限制。
（三）跑道階段
在脹軌階段，溫度壓力沒有超過無縫線路的承受能力，但有可能達到能力的極限。此時，無縫線路的相對穩定已是在勉強維持，安全岌岌可危。
當軌溫再稍微升高，溫度壓力繼續增大；若軌道稍受外力干擾（如列車制動、施工影響、錘擊鋼軌等），積聚在鋼軌斷面上的過量溫度壓力將軌道幾何狀態突然發生惡性變化——脹軌階段的變形矢度突然顯著加大，有時可達數百毫米，軌道在一瞬間發出巨大的聲響嚴重臌曲，軌排脫離並拉爛道床，或鋼軌與軌枕脫離導致行車條件完全喪失。透過嚴重扭曲變形的鋼軌可以看出，它的變形已超出它的彈性限度，成為塑性變形；鋼軌斷面上的溫度力已全部釋放出來；鋼軌在自然狀態處於“零應力”狀態，溫度壓力與線路阻力同時消除，此時線路已被嚴重破壞了。
無縫線路軌道在溫度壓力作用下發生的破壞性變形叫跑道。