本发明提供了一种适用于多年冻土区的装配式梯级温控路基结构，属于路基技术领域，包括自下而上依次设置的隔热层、土石混合料层、多层相变路基层以及路面结构层，同时路基边坡及部分坡脚水平段铺设相变层和隔热层。其中，每层相变路基层均包括若干相变块，相邻相变块以拼接方式连接在一起；相变材料填充至相变块容纳腔内，防止其因受到挤压而泄露；各相变路基层内相变材料的相变温度不一，不同环境温度下均有相应的相变材料发生相变以调控温度，实现持续控温的目的；同时，新型路基采用装配式施工工艺，大部分结构均为预制件，可提高施工与后期维养效率，是多年冻土区少人化施工的重要探索。