针对工程扰动引起的多年冻土退化与路基热稳定性问题，基于光伏发电技术与制冷技术，开发一种用于防治多年冻土退化的光伏直驱压缩式制冷装置，并开展现场应用测试与数值模拟研究。研究结果表明：新装置能够适应多年冻土地区的严寒环境，实现自动化运行，且装置运行期间，制冷管管壁热流密度随太阳总辐射量的增大而增大，平均热流密度为-4.1～-6.3 W/m2。与普通路基相比，制冷路基的热学稳定性得到显著提升，其中，冻土人为上限随着制冷管长度与管壁热流密度的增大而提高，随着制冷管埋置深度的增大先提高后降低，而冻土升温速率则随着制冷管长度、埋深与管壁热流密度的增大而降低。基于灰色关联理论分析可知，制冷功率对人为上限影响最显著，制冷管长度的影响次之，埋置深度的影响最小；而冻土升温速率对制冷管埋置深度最敏感，制冷功率次之，制冷管长度最小，建议设计施工时优先选择更为显著的因素加以调控。
为了防治多年冻土地区路基下覆多年冻土退化问题，针对已研发的太阳能压缩式制冷装置，在交通运输部青海冻土研究观测基地开展现场制冷性能试验研究。结果表明：该装置在寒季与暖季均能正常运行工作，可以持续为土体降温；制冷方式会影响制冷温度沿深度方向的分布情况，采用自下而上的制冷方式更利于降低多年冻土地温；制冷效果不可避免地受到环境温度影响，平均制冷温度与环境温度呈正相关，寒季的平均制冷温度较低，最低可达-7.97℃，暖季的制冷温度较高，最高约为-3.98℃；当管壁的平均制冷温度低于-6.5℃时，装置的制冷量大于向土体的传冷量，冷量可以在壁侧积累；装置的制冷半径受环境温度影响，制冷半径为1.95～2.61 m，在路基工程中，可按照4～5 m间距进行双侧布置。总之，太阳能压缩式制冷装置可以实现对多年冻土路基的温度调控，保障路基长期的稳定性和安全性。