本发明公开了一种循环湿化作用下路基土动力特性的模型试验装置及方法，其中模拟试验装置包括：组合模型箱；路基模型，填筑在组合模型箱内；降雨模拟系统，用于对路基模型上部进行喷雾加湿；蒸发干燥模拟系统，用于使路基模型减湿；水位控制系统，用于向路基模型内部供水，并控制路基模型内部水位高度；路基湿度监测系统，用于监测路基模型内部不同深度处的路基土湿度；动力加载系统，用于对路基模型进行动力加载；动应力和动变形测试系统，用于检测路基模型在动力加载条件下的动应力和动变形情况。该模型试验装置及方法能够分析湿度循环变化下路基土动力特性的变化规律，为湿热地区路基长期性能保障提供理论依据。