高速公路的加宽和拼接必然会遇到新老路堤的相互影响问题,由于新老路堤结合部存在道路施工时间的差异,导致地基固结度和路基压缩程度不同而产生新老路堤的不均匀沉降,使结合部路面出现裂缝、破损、高差、行车不舒适性等现象,影响高速公路安全并造成服务水平的降低,软土地基上新老高速公路的拼接还可能引起路堤的失稳和滑坡。目前国内外虽然有不少工程实践,但对新老高速公路结合部的问题仍需要深入研究,进而提出系统的设计方案和施工工艺。本文首先采用基于二维比奥(Biot)固结理论的平面应变有限元方法,分析了新路堤作为附加荷载对老路堤和地基的影响,包括新老路堤顶面产生的不均匀沉降、横坡比的改变和水平位移,新路堤的最大沉降和水平位移,拼接加宽对路堤和地基的应力状态的影响等,并采用圆弧滑动理论简单分析了加宽路堤的整体稳定性。然后结合新老高速公路结合部的特殊性,提出了处治技术的设计思路,对比了路堤加筋、粉喷桩复合地基、轻质路堤、隔离墙四种常用处治技术的处治机理和适用场合,通过有限元计算分析了它们的处治效果和参数敏感性,为实际工程中处治技术的采用提供了选择的依据。通过离心模型试验模拟旧路堤填筑、有无路堤加筋的拼接加宽和极限破坏四种情况,量测加宽过程中不均匀沉降和孔隙水压的发展以探求新老路堤的相互影响,对比分析有无路堤加筋加宽的效果和量测加筋路堤中筋材的拉应变分布,并对极限状态下加宽路堤的破坏方式和位置进行了探讨,辅以试验段工程,验证和修正有限元分析的结果。最后,本文从结合部不均匀沉降对路面结构的影响入手,对结合部沉降的控制标准进行了一定的探讨,同时建议路面设计中应考虑土基不均匀变形的影响。