本发明涉及一种用于多年冻土区的冷却路基结构，包括设在多年冻土路基上的路堤，其特征在于：路堤由自下往上依次设置的路基块石层、粗颗粒垫层、保温层和路面结构层构成；沿路堤两侧的坡面以及坡脚水平段分别设有若干组混凝土预制通风‑遮阳结构；混凝土预制通风‑遮阳结构的外侧铺设土工格栅，该土工格栅的外侧附着隔离植被层；混凝土预制通风‑遮阳结构、土工格栅和隔离植被层的顶面齐平并铺设有块石，且顶面高度大于保温层顶面的高度。同时，本发明还公开了该路基结构的施工方法。本发明实用性强、施工简单方便且成本低，减少了块石需求量，有效避免了长期服役过程中块石层易于被风沙堵塞的问题，实现了保护路基多年冻土的目的。