保温层指在路基一定深度铺设保温板，适用于深层冻害。保温护坡指在路基边坡上铺设保温板，通过增大边界热阻来减缓冻胀。保温材料包括ＥＰＳ板、ＸＰＳ板和ＰＵ板等，此外真空绝热板、气凝胶保温板等新型保温材料也在论证与探索中。
王功博等在张呼高铁某路段基床表层０.２ｍ处铺设１０ｃｍ厚ＸＰＳ板，最大冻结深度相比天然状态仅减小０.２３ｍ。汤晓光针对丹大快速铁路冻害，扒开道砟后在基床顶面增设５ｃｍ厚ＸＰＳ板，但未见效果。闫宏业在哈大高铁设置３０ｍ保温试验段，测试表明路肩和线间局部保温只能减小相应部位的冻结深度，不能抑制钢轨冻胀，全断面保温措施才能够降低钢轨位置的冻结深度和冻胀量。田亚护等计算指出在哈大高铁新建路基顶面铺设ＸＰＳ保温层和粉质黏土保温护坡可以预防冻胀，但在既有线底座板旁侧和边坡上增设ＸＰＳ保温层无效果。可见，埋设深度和位置对保温板效果的影响较大。此外，张树明等提出一种铺设保温板垫层的新型桩板结构路基，且仿真发现保温板垫层铺设范围延伸到线路两端信号线槽处时的阻冷效果更好。
