交通运输是国家发展的大动脉,是制约国家战略发展的关键性因素。交通快速发展带来的不仅是便利,还有频发的交通事故,其中由于道路结冰覆雪引起的交通事故更甚,行之有效的道路融雪化冰技术是必须的。热流体道路加热融雪系统是一种环保高效的道路加热方法,肋片管则能够强化路基传热特性。本文针对热流体道路加热系统的实验台设计实验方案进行探究;建立了热流体道路加热的数值计算模型,进行三维非稳态数值计算,进行网格无关性分析,并利用实验数据验证模型可靠性;对寒冷地区路基传热特性进行数值模拟,并进行寒冷地区路基强化传热特性的多目标优化。本文的主要研究成果如下:针对在哈尔滨地区的热流体加热路面系统实验台,设计对比性实验,对热流体加热路面系统的系统特性和路基换热特性进行了探究。利用ANSYS建立热流体道路加热的三维非稳态模型进行数值计算,以响应时间、路面均温、路面温度均方差等为指标,探究了肋片管的类型和结构参数(肋片数量、肋片高度、肋片夹角、肋片厚度)对寒冷地区路基强化传热特性的影响,分析了管道间距、管道埋深对路基传热特性的影响;进一步探究了系统运行参数(供水温度、供水流速)和环境参数(外界环境温度、外界风速、太阳辐射)对寒冷地区路基换热特性的影响,得到了运行16 h后路面均温和运行参数、环境参数之间的函数关系,能够快速预估路面均温。利用响应曲面法和遗传算法探究了寒冷地区路基强化传热特性的多目标优化,以路面均温、路面温度均方差、材料经济性为目标,以肋片参数(肋片数、肋片高、肋片厚)为影响因子;分析了不同影响因子影响程度显著性,得到了多目标优化的帕累托最优前沿和最优解。