本发明属于冻融循环试验技术领域，尤其为一种用于冻融循环试验的模型试验系统，包括模型箱主体、制冷系统、数据采集系统和辅助系统四部分。其特征是通过内置于试验箱内部的制冷管与外部制冷设备的连接实现试验箱内部环境温度的智能控制，通过埋置于路基内部的温度传感器、水分传感器及安装于路基顶面的位移传感器实现路基冻融循环过程中动态反应值（如冻胀量、融沉量、温度及水分等）的自动化采集。本发明主要用于寒区公路或铁路路基的冻融循环模型试验测试，可实现路基冻融循环过程中温度的智能化控制，并借助内置传感器测定路基冻融循环过程中的动态反应值，具有成本低、机动性强、测试全面的优点，可显著提高路基冻融循环试验的效率。