本发明公开了一种无砟轨道防排水路基基床结构，包括由下至上设置的基床底层、一级土工布、基床表层、底座板、轨道板，还包括设置于底座板两侧的封闭层，所述封闭层与基床表层之间、底座板与基床表层之间设有防排水结构，所述防排水结构包括由下至上依次设置的聚氨酯碎石层、二级土工布，本发明还公开了一种无砟轨道防排水路基基床结构的铺设方法，所述一级土工布为双层土工布，二级土工布包括设置于底座板下的复合土工布以及设置于封闭层下的双层土工布。本发明中不仅具有良好的力学和水稳定性能，而且阻隔雨水向内部渗透，延长了轨道的使用寿命，防止水渗入路基结构对路基结构造成破坏，提高了路基结构的防排水性能。