寒冷地区公路隧道在经过了一个或多个冻融循环之后，容易产生衬砌开裂，甚至出现混凝土剥落及路面冒水结冰的现象，这些病害的产生不仅影响隧道结构的耐久性，还严重威胁着隧道内车辆行驶的安全。本文在查阅了国内、外隧道资料的基础之上，结合黑龙江省绥满公路（GZ15）雾松岭隧道和哈尔滨环城高速公路天恒山隧道的实际情况，对寒冷地区隧道保温防冻技术开展了研究。研究内容及成果包括：（1）通过对比雾凇岭隧道及天恒山隧道各自保温结构的设计及施工，讨论了现场发泡喷涂聚氨酯法及安装预制硬质聚氨酯板法施作保温结构的优缺点，认为目前隧道隔热保温材料宜首选硬质聚氨酯板，隧道隔热保温结构的施作宜采用安装预制硬质聚氨酯板法；（2）分别采用了等效厚度法、气象解析法及有限元模拟法对隧道隔热保温层的厚度进行了计算及分析，确定了雾松岭隧道和天恒山隧道隔热保温层的厚度；（3）分别采用了黑川希范公式法及气象资料解析法对隧道隔热保温层的长度进行了计算和比较，建议采用黑川希范公式法进行隧道隔热保温层长度计算；（4）通过对雾凇岭隧道及天恒山隧道洞内环境温度、保温层内外温度及二次衬砌混凝土内的温度进行现场量测及分析，分别总结得出了隧道温度场沿径向、横向及环向的分布规律，证明了距隧道内一定边界位置的边界温度为恒定值，验证了隔热保温层设计的正确性，并且提出了对于洞口浅埋段，应该在隧道内外均设置隔热保温层。论文成果对今后隧道隔热保温设计和施工有借鉴作用。