冻土是一种对温度敏感、性质很不稳定的土体,在多年冻土区进行工程建设会对冻土温度场产生影响,进而影响冻土地基的承载力,威胁到工程的正常运行,因此如何采取有效的保护措施和路基形式以保护下伏冻土,使冻土内部维持热平衡,已成为国内外的研究热点问题。在总结前人沿用的各类冻土保护措施的基础上,研究分析了一种新的主动冷却路基结构——含水调控层路基,即在寒区路基一定深度范围内埋置一定厚度的含水调控层,根据不同季节,通过水、冰相变来调节外界环境与路基之间的能量交换关系,进而达到保护路基下冻土的目的。本文以五道梁地区气候特点为依托,研究分析了含水调控层路基地温特性、冷却机理以及含水调控层自身参数对冻土保护的影响,主要研究结论如下:（1）结合五道梁地区气候环境及外界条件,根据热收支平衡条件,分析了该地区在不同年平均气温下调控水层合理水量大小,得出了调控水层厚度与年平均温度之间的关系式。（2）详细分析了含水调控层路基在冻融循环中地温变化规律,并将其与普通路基、普通通风管路基的冷却效果进行对比分析,结果表明:含水调控层路基具有冷量交换和热量屏蔽的热二极管效应,是一种积极有效的保护的路基结构形式。如在距离路基表面1.0m处,将厚为0.6m调控水层放在距路基表面0.5m处的含水调控层路基、普通路基、普通通风管路基在冷季地温分别为-5.12℃、-4.78℃、-6.53℃,暖季分别为3.24℃、7.98℃、8.67℃,经过50年冻融循环后,年平均地温分别为1.3℃、3.27℃和1.53℃,反映出含水调控层路基具有良好的冷却效果。（3）对含水调控层路基水层埋深和水层厚度对冷却效果的影响进行分析,表明:水层厚度对调控含水层路基的降温效果较大;且水层越厚、水层埋深越浅,调控含水层路基冷却效果越明显。（4）基于含水调控层路基自身参数,详细分析了调控含水层路基的合理埋深以及水层厚度。结果表明:当水层厚度保持不变,水层埋置在距路基表面0.5m处时,对路基下冻土上限的抬升等具有较为明显的效果;当水层埋置深度一定时,随含水调控层厚度的增大,对冻土的保护作用逐渐增强。在五道梁地区气候环境条件下,含水调控层的合理厚度可控制在0.8m～1.0m。（5）基于含水调控层路基冷却机理及以五道梁气候条件,研究分析了路基设计使用期、年平均气温、含水调控层厚度等之间的关系。结果表明:设计使用期越长、年平均气温越高,所需的含水调控层越厚。在设计使用期一定的情况下,年平均气温与含水调控层厚度呈现二次多项式增长的变化关系;在年平均气温一定的情况下,设计使用期与含水调控层厚度呈现递增的变化关系。