本发明公开铁路桥面防排水系统及其预制防水保护层制备、施工方法，涉及铁路桥面防护技术领域，该防排水系统，包括设置于混凝土桥面板上的防水层，所述防水层顶部通过界面粘接层连接有预制防水保护层，所述预制防水保护层顶部具有坡面结构，所述预制防水保护层顶部最低位置处连接有泄水管道；所述预制防水保护层顶部的坡面结构上设有与所述泄水管道连通的防水保护层变坡棱线。本发明预制防水保护层在标准生产条件下制备和养护，可显著减小混凝土干燥收缩和降温收缩，避免早期裂缝形成，保证材料均匀性、密实度和质量稳定性。