青藏高原地区风沙灾害日趋严峻，严重的威胁到铁路以及公路的安全运营，目前青藏铁路沿线沙害严重的地段均在铁路两端布设有防沙工程，但是，随着荒漠化程度日趋严重，许多防护措施已经失去防沙作用，因此，青藏铁路沿线沙害问题函待解决。本文从风积沙的工程应用出发，研究了风积沙的物理特性及高原地区风积沙路基的传热特性。通过室内试验研究了风积沙的导热系数在冻结和融化过程中风积沙的未冻水和基质势随温度的变化，以及风积沙的压缩模量随固结压力的变化。在此基础上，通过有限元数值方法对风积沙路基的传热特性进行研究，分析了宽幅路基和窄幅路基在不同的风积沙填筑高度下，路基下部土层温度场的变化过程，同时还对在路基阳坡侧铺设风积沙护坡的作用效果进行了分析。主要得到以下几点结论:　　试验结果表明，当含水量为0时，由于风积沙孔隙度大，干沙导热系数很低，随着含水量的增加逐渐增大，含水量为15％时，风积沙导热系数接近干沙10倍;相同的含水量下，风积沙的导热系数随着密度增加，单位体积内颗粒骨架增多，孔隙度减小，导热系数逐渐升高;风积沙导热系数存在着临界含水量，当风积沙含水量小于临界含水量时，冻结状态下导热系数小于融化状态，随着含水量升高，冻结状态下导热系数迅速上升并超过融化状态;通过实验测得不同含水量及密度下的导热系数，建立针对风积沙新的计算模型，计算结果与实验结果基本一致，融化状态下平均偏差为2.15％，冻结状态下为4.28％，对于非饱和风积沙导热系数预测具有很好的准确性。土壤传统导热系数计算模型与实验结果偏差较大，对风积沙并不适用。　　风积沙的土水特性试验表明，风积沙快速降温的情况下没有出现过冷情况，当温度降低到0℃时，发生剧烈相变，释放的大量潜热使温度恒定在0℃时间长达4.62h;当温度升高到接近0℃时，细沙温度发生突变，缓慢上升到0℃。逐步降温升温时，风积沙出现了明显的过冷现象，过冷温度达到了-2℃。两种控温路径下，风积沙在0℃时大部分水分已经冻结，然后随着温度的降低缓慢下降，同时未冻水含量融化状态与冻结状态相比存在一定的滞后状态。风积沙基质势在稳定冻结期结束后发生突变，迅速下降，然后再缓慢降低，在逐步降温的时候稳定冻结期结束后会发生波动，先迅速升高再迅速降低。当温度升高到融化温度0℃时，两种控温方式基质势都出现很大波动，先迅速升高，紧接着迅速降低，然后再升高到初始值。通过风积沙的固结试验，风积沙的压缩模量随着压力的增加而增加，表明风积沙压缩性较小，在压实的情况下有较高的压缩模量，具有很好的稳定性。　　风积沙路基的传热特性研究表明，干沙填筑时路基热阻增大，可以有效地阻止热量进入到下部土体，延缓下部冻土的退化，宽幅和窄幅路基风积沙填筑厚度达到120cm时，在运营50年后，路基中心人为冻土上限仍然维持在原天然地表附近，这表明风积沙路基可以保持下部冻土的稳定，可以很大程度上提高冻土上限;湿沙填筑路基的影响较干沙小很多，路基中心的冻土上限随着填筑高度增加逐渐抬升，窄幅路基情况下，当湿沙填筑厚度大于等于120cm时，运营50年，路基中心处的人为上限在原天然地表冻土上限之上，可以延缓下部冻土融化，但随着时间的增长，人为上限将处在原天然地表之下，因此只能保证一段时间内的稳定运行;风积沙路基对于路基下不同位置处的年平均地温升温速率相较于普通路基均有所减小，进一步说明风积沙路基可以起到延缓冻土退化的作用，其中，干沙的升温速率低于湿沙的升温速率。风积沙护坡可以有效的阻止热量向下传输，起到保护下部冻土的作用，计算结果表明:窄幅路基干沙填筑时左坡面中心冻土上限提升1.14m，湿沙填筑时提升了0.75m;对于宽幅路基来说，湿沙填筑左坡面中心冻土上限升高了0.75m，干沙填筑时冻土上限提升了1.13m。因此，风积沙护坡可以减弱由于坡面温度差异造成的阴阳坡效应。