本发明涉及一种多年冻土路基融化夹层非开挖回冻加固系统及构建方法。现有多年冻土路基防热害方法存在制冷效果不均匀、调控周期长、见效慢等问题。本系统中，制冷站设置在路基旁侧，制冷支管设置在路基下方的融化夹层内，制冷主管连接在制冷支管和制冷站之间；制冷站包括制冷机和储冷池，制冷机包括冷凝器、压缩机和蒸发器，储冷池内注有低温卤水工质；冷凝器、压缩机和蒸发器通过管路组成回路，蒸发器位于低温卤水工质中；制冷支管的出入两端均接入制冷主管，进而接入储冷池组成回路。本发明采用非开挖施工方式在融化夹层内埋设制冷管，可形成低温冻结稳定的地基；对制冷功率的计算目标明确，可以按实际需求配置制冷机的功率，提高经济性。