近年来,我国公路隧道工程建设迅速发展,大量特长公路隧道不断涌现,隧道通风系统变得复杂化,研究适用于特长公路隧道通风的新技术显得尤为重要,可控循环通风便是其中之一,可控循环通风系统可以替代或减少通风竖井,极大的降低隧道通风系统的土建投资成本和运行能耗。为此,本文对特长公路隧道可控循环通风系统进行了详细的研究。首先对可控循环通风系统进行了分类,利用已有稀释烟尘和CO需风量的计算式,推导出了二者对可控循环通风影响的无量纲数理论模型。然后对可控循环通风关键参数进行了理论分析,推导出了系统排风口、送风口和短道末端空气烟尘浓度公式,提出了排风口空气临界烟尘浓度概念,得到了分流系数和短道长度对临界烟尘浓度的影响规律;提出了有效风量系数概念,理论推导了可控循环通风系统除尘装置处理的临界有效风量计算公式,并着重讨论了各参数对临界有效风量的影响;利用隧道通风网络理论,推导出了竖井送排式通风系统和可控循环通风系统的装机总功率计算式,并进行对比分析。最后提出在送风口下游隧道拱部设置导流体,以优化隧道内的流场结构,提高系统通风效率,采用CFD数值模拟的方法,研究了不同导流体角度及高度对隧道通风效果的影响,得到了最佳导流体结构参数。研究结果表明:(1)可控循环通风适用于隧道海拔低、纵坡大和柴油车比例较大的隧道。(2)排风口空气临界烟尘浓度与分流系数和短道长度大小成反比,当分流系数大于0.6时,临界烟尘浓度将迅速减小;临界有效风量存在极大值,所对应的极值点大小随着短道长度的增大而减小;与传统竖井送排式通风系统相比,可控循环通风可以大大降低通风系统的运行能耗。(3)最佳导流体角度范围为2°~5°,高度范围为2m~3.5m时,升压效果提升明显,设置一个最佳结构参数的导流体,可以大大减缓送风口高速射流引起的壁面摩擦及涡流能量损失,同时,将会降低送风口局部阻力损失,起到显著的减阻效果;送风口完全发挥升压效果的诱导段长度约为115m,并且诱导长度几乎不受隧道断面平均风速和导流体结构参数的影响。