典型的“三阶梯”地势、西部大开发政策的推行以及现行高速及国省干线路网的完善,决定了我国已大量建成和将新建大量的高海拔乃至海拔超过3500m的超高海拔公路隧道,为此超高海拔地区公路隧道火灾安全问题显得尤为重要。超高海拔地区独特的环境特征将导致公路隧道火灾基本燃烧特性和烟流控制方法发生显著变化,明确超高海拔公路隧道火灾基本特性以及探明火灾烟流控制机制对于解决现阶段超高海拔公路隧道火灾安全问题而言不可或缺。为解决超高海拔公路隧道火灾所面临的一系列问题,本文采用现场模型试验、基理论分析以及数值计算模拟三者相互结合的方法,对超高海拔公路隧道火灾基本燃烧特性及烟气控制方法展开由浅入深的研究。本论文主要研究工作和成果包括以下三个方面:1、采用不同海拔地区现场火灾模型试验的方法对超高海拔地区公路隧道火灾燃烧特性展开研究,揭示了超高海拔公路隧道火灾燃烧速率、火源断面温度场分布以及纵向温度场分布等基本燃烧特性的变化规律;结合燃烧学及火灾动力学基本理论,探明了公路隧道火灾燃烧速率以及拱顶最高温度与海拔高度之间的本质联系;提出了超高海拔公路隧道火灾规模设计计算模型以及超高海拔公路隧道拱顶最高温度理论计算模型及设计计算方法。2、明确了超高海拔地区低压、低密度特殊环境特点与公路隧道火灾临界通风速度本质联系,揭示了超高海拔公路隧道临界风速变化规律,提出了超高海拔公路隧道火灾临界风速基本理论计算模型和超高海拔公路隧道火灾通风风速设计方法。3、探明了超高海拔单洞双向公路隧道横通道火灾情况下的临界通风速度变化规律,提出了超高海拔单洞双向公路隧道火灾横通道烟气控制风速理论计算模型及火灾时横通道通风风速设计方法。通过对超高海拔公路隧道火灾燃烧特性及烟流控制方法的研究不仅可提高我国超高海拔地区公路隧道火灾研究的理论水平,同时还可为我国公路隧道防灾通风系统设计及公路隧道通风设计规范的健全和完善提供科学依据,其中部分研究成果还可为超高海拔铁路隧道防灾救援设计提供参考。