随着西部大开发的不断深入和相关地区经济社会的发展，在青藏高原修建高等级公路已十分必要，目前青藏高速公路非多年冻土区已进入了实施阶段。高等级公路的路面宽度一般大于20m，沥青幅面较普通道路更宽，吸热能力更强，路基中心散热是面临的技术难题，这对路基的冷却技术提出了更高的要求。通风管作为一种主动冷却工程措施，已在工程实践中证明具有良好的效果，而以青藏高原为代表的多年冻土区的风速在冬季较大，夏季较小的特征也为通风管路基的运用创造了条件。本文在路基现场实验的基础上，提出两种以强迫对流为机制的通风管路基结构，并建立3D数值分析模型对其传热特性进行研究;同时对基于自然对流的通风管对土层的冷却效果进行了室内试验，并基于理论分析和计算机编程，根据青藏工程走廊沿程的典型气候特点，对肘型自然对流通风管的热工参数进行计算。研究成果可以为青藏工程走廊、及环境条件类似的东北多年冻土区的宽幅路基的设计提供选型和设计参数参考。论文主要结论如下:　　(1)通过青藏公路现场实验，明确了路基存在阴阳坡差异，由此引发不均匀沉降和路基的纵向裂缝病害，并对热管治理阴阳坡效应的效果进行了评估。结果表明，虽然热管对土体有良好的冷却作用，但热管的作用范围较小，不足以消除冻土路基的阴阳坡影响。　　(2)在旧路基上进行拼接以对道路进行扩宽，是提升交通能力的一种经济、环保的方法。提出了一种带风门的拼接式宽幅通风管路基结构，在附面层原理的基础上，考虑采用带有相变的固态传热和k-ε湍流控制方程的数值方法，对同尺度的普通路基以及拼接式宽幅通风管温度场进行3D模拟分析，并在此基础上验证拼接式宽幅通风管路基的冷却效果。模拟结果显示，拼接式通风管路基拼接在路基阴坡侧时，会造成宽幅路基两侧温温度场分布不均加重。而当拼接式通风管路基拼接在路基阳侧时，可以有效弱化宽幅路基的阴阳坡效应。且带风门（夏季关闭）比不带风门的拼接式通风管路基有更佳的冷却效果。路基运营30年后，在全年通风的拼接式通风管路基阳坡侧，当距离左坡脚水平距离为15.5m路基下的的冻土上限为-3.5m，而同位置夏季关闭风门的拼接式通风管宽幅路基其冻土上限为-2.6m，比前者的冻土上限高出1.1m。　　(3)利用有限元数值仿真方法，考虑通风管风门夏季是否关闭和是否存在阴阳坡边界，对倒T型通风管进行3D数值模拟。结果发现相比普通一字型通风管，倒T型通风管可更大幅度地抬升路基下的冻土上限，具有更好的冷却效果。同时有风门（夏季关闭）的倒T型通风管路基其冷却效果要优于全年通风的倒T型宽幅路基。当空气由入风口流经倒T型通风管的中间部分时，空气流会在垂直管方向上产生分流，从而造成流入水平管的后半段空气流速骤降，这会引起左侧路基会受到相较右侧路基更多的冷却，使得路基即使不受阴阳坡边界的影响，也会产生左右两侧路基温度场的分布不均。在路基出风口一侧，在路基边坡上加遮阳板可以有效改善由于倒T型通风管空气分流引发的左右路基两侧的温度分布不均。　　(4)对基于自然对流的空心管的传热特性进行了室内试验，研究结果表明直立的空心管在冬季冷空气自然对流作用下，能够具有良好的冷却周围土体的效果;竖直空心管和外界空气间的热交换主要是依靠由重力作用驱动的自然对流;空心管的入口直径对于管底部冷能的积累有重要的影响，入口直径越大，越有利于累计冷能。　　(5)基于数值计算和计算机编程，根据青藏工程走廊的气候特征，对肘型自然对流通风管的几何热工参数进行研究，根据计算机编程，可以达到根据当地的气候和地质条件，算出适用的几何热工参数的目的。肘型通风管的水平管长度决定了管道的冷却范围，水平管道越长其纵向冷却范围就越大，因此应当选取水平管道长度达到最长时的工况组合作为该地的自然对流通风管的设计参数。根据计算结果，要使水平管长度达到最长许可长度，管道直径和竖直管高度一般也需要达到较大的值。计算结果显示青藏工程走廊沿线的安多、开心岭、两道沟、唐古拉北坡布曲河谷能够使用的肘型自然对流通风管的最长水平管长度分别是32m，101m，228m，799m。在气温越高的地方，水平管道所能达到的长度越短，反之当气温较低时，由于冻土保育相对较好，路基阴阳坡现象较弱，水平管道可以达到较长的长度。安多的年平均气温为-4.02℃，其所能使用的最长通风管仅为32m，而年平均气温为-7.29的唐古拉北坡布曲河谷地区所能适用的最长通风管可以达到799m。