冻土是对温度变化极其敏感的特殊工程土类,碎石路基是改变路基土体水热状况的特殊工程措施之一。本论文从室内试验、现场测试及数值模拟等角度对碎石路基的温度场进行了一系列研究。为了获得工程设计和性能评价有用数据,进行了碎石路基的室内试验,并对其试验结果进行了分析。结合平行于青藏公路修建的试验工程现场温度场测试数据,通过碎石路基和普通路基的温度分布特性,分析了碎石路基的降温效果。从碎石路基的工作原理出发,分析了影响其温度场的因素,建立了第一类边界条件下伴有相变的非稳态温度场模型。结合试验路状况,应用碎石路基温度场有限元分析模型,对不同碎石层粒径、厚度、铺设位置的碎石路基进行了数值模拟,分析了不同结构形式对冻土保护效果的影响。结合碎石路基不同结构形式数值模拟的结果,提出了碎石路基的设计原则。研究结果表明,碎石路基具有较好的保护多年冻土的效果；不同碎石粒径的路基均能较好地保护冻土,相比之下,最佳粒径为6-8cm；碎石层越厚,路基下的冻土越稳定,随着碎石层厚度的增大,相邻厚度碎石路基之间的温度差值在逐渐减小,碎石层的最小厚度应大于0.6m；碎石层铺设位置对碎石路基的影响较大,铺设位置越高,对冻土的保护作用越强,宜使碎石顶面直接铺设在路基顶面。