随着“一带一路”国家战略的提出与深入推进,西藏自治区经济进一步发展,青藏高原多年冻土区交通量必将急剧增加,修建高等级宽幅路基已是必然趋势。而高等级宽幅路基具有强烈的吸热效应,在气候变暖的背景下,现有的降温措施已不能很好满足其降温需求。为此,本文首先总结了已经应用于青藏高原多年冻土区的几种常见缓解路基下伏多年冻土退化的主、被动措施,并对其在现场监测、室内外试验、数值模拟、结构优化和工程服役性等方面进行了客观评价。在此基础上,借鉴、吸收空调等制冷系统的降温原理,提出了风力制冷路基概念:利用青藏高原多年冻土区丰富风力资源驱动压缩机工作,将多年冻土区的风能转化为路基降温的冷能,进而缓解路基下伏多年冻土退化。此新型风力制冷路基有安全环保、降温均匀及能源可再生等一系列优点。本文进行了风叶片输出功率、制冷系统输入功率与制冷量的计算,而后根据相似理论设计并进行了室内模型试验。通过将室内模型试验与数值模拟结果进行比较,得出正确的相关参数,而后开展多年冻土区风力制冷路基长期稳定性数值模拟研究。理论计算、室内模型试验以及数值模拟三方面研究都显示风力制冷路基能有效的降低多年冻土区路基整体温度,对抬升路基内多年冻土人为上限具有积极作用,通过研究可得出以下结论:(1)在查阅相关文献资料得出计算所需相关参数的基础上,对风叶片动力特性进行计算,结果显示多年冻土区风叶片所提供的功率足够带动压缩机运转并对路基制冷;(2)基于计算结果,根据相似理论在相同边界条件下对风力制冷路基进行了沥青混凝土路面与水泥混凝土路面室内模型试验,得出风力制冷路基能有效降低路基下伏冻土温度,有效抬升冻土人为上限,保持冻土路基稳定;(3)未安装任何路基降温措施的室内模型对照段试验,其下伏冻土在试验周期内发生显著退化;沥青混凝土路面对照段退化速率高于水泥混凝土路面对照段;(4)通过将数值模拟与室内试验对比分析,发现数值模拟与模型试验结果基本相同,验证了数值模拟的合理性;而部分差异是由于模拟对路基传热进行了简化且模拟时可以完全屏蔽外界环境影响。(5)基于固体传热方程,考虑未来50年气温升高2.6℃而不考虑水分迁移的条件下,利用COMSOL对风力制冷路基进行长期稳定性研究,得出风力制冷系统应用于宽幅路基中有着较好的降温效果,在路基使用年限内,能有效保持路基下伏多年冻土稳定。