本发明公开了高速铁路板式无砟轨道垂向稳定性模型试验装置及方法，装置包括轨道台座、多个缩尺轨道板单元、多个板下电磁铁和多个条形磁铁，每个缩尺轨道板单元的上方两侧均栓接有缩尺钢轨，多个缩尺轨道板单元的上方悬挂设置有加热钢板，每个缩尺轨道板单元的上方固定设置有多个分力架且分力架的纵向两端固定设置有纵向力作动器、分力架的中间上方垂直设置有垂向力作动器，轨道台座的侧方固定设置有非接触式光学位移测量设备，本发明通过同时施加温度荷载、列车垂向力和列车纵向力，采用电磁力模拟层间粘结力，分析不同层间粘结情况下CRTSⅡ型板式无砟轨道垂向失稳机理与规律，并研究单元化改造对CRTSⅡ型板式无砟轨道垂向稳定性的影响。