本实用新型涉及厚度测量技术领域，提供路基分层填筑厚度测量装置，包括横架、套块和支撑块，横架一端的中间位置处固定有套块，套块的内部贯穿有测量刻度杆，测量刻度杆的外部设置有辅助结构，横架的两侧均安装有支撑块。本实用新型通过设置有调平结构，在将横架的两端横跨坑的两边时，为使横架能够更加水平的放置于测量坑位上方，不会因坑位不平，导致横架的两端歪斜，使得测量结果受到影响，可利用电子水平仪对横架的水平数据进行检测，并配合转动支杆带动支撑盘向下移动或向上移动，对横架两端的高度进行调节，以此便可将横架调整至最适的水平位置，从而防止因坑位不平，导致横架两端歪斜，令测量结构受到影响。