高速公路运营时间的延长和重载车辆的急剧增加，高速公路养护任务日益繁重。目前，高速公路养护工程点多、线长、面广，多采用机械化施工。为满足交通出行需求，大部分养护是在高速公路不中断交通的情况下施工，过往车辆多，养护机械多，加之作业场所狭窄，施工人员、设备不确定性等因素均对施工作业安全和交通安全造成一定影响。因此，保障养护期间施工安全和交通安全畅通的研究工作是高速公路大修安全的重要方面。本文在广泛调查高速公路施工路段交通流特性数据和道路条件数据的基础上，对施工区交通流进行仿真，分析了上下坡情况下，大修施工对通行能力的折减。此外，论文对大修中施工路段交通组织进行研究，提出了大修交通组织方案原则，交通组织方式以及确定了大修段长度。此外，论文在高速公路交通标志视认模型的基础上，对作业区交通标志设置参数进行了计算。在大修路段交通组织方面，论文探讨了大修工程交通分流的原则、层次、方案设计、分流步骤和分流判断等内容，最终给出了大修工程交通组织设计程序并且引入实例分析。此外，论文还对高速公路大修施工路段应急预案进行了研究，分析了交通事故紧急救援的原则、体系构建、应急对策、救援流程和不良天气下的应急预案。最后，本文以铜黄高速公路大修工程作为实例，将理论成果应用于实践中，编制了铜黄高速公路路面大修工程施工交通安全保畅实施方案，在施工过程中验证方案的有效性。