为掌握中国华北地区铁路路基冻害机理，在准池铁路K45+010建立路基监测断面，监测并分析华北地区路基温度场、冻结深度和冻胀量的变化规律，探究其与大气环境、地下水的关系；提出路基温度估算式，计算分析中国华北地区路基冻害发育特性，并与东北、西北地区进行对比。结果表明：准池铁路冻结期持续约141 d，最低气温达-24.7℃，冻结深度增大速度为1.11～2.89 cm·d-1，路肩冻结深度最大为197 cm，轨道冻胀量最大为9.4 mm；华北地区铁路冻结期轨道变形分为初始波动、快速冻胀、稳定冻胀、冻融循环和融化回落5个阶段，快速冻胀和融化回落阶段历时均为15～20 d，为线路维护的重难阶段；东北、西北和华北地区路基冻害发育特性存在显著差异，东北地区多属温带季风气候，降水量大，冻胀量最大；西北地区多属大陆性气候，路基冻胀持续时间最长，冻结深度最大，主要发育深层冻胀；华北地区纬度相对较低，冻结期最短，表现为先发育深层冻胀、后在降雪融水入渗时发育浅层冻胀的规律，冬季降水容易融化入渗加剧冻害。华北和东北地区冻胀防控应优先以水分为对象，西北地区优先以温度为对象。