公路养护工作由于受到养护经费、工期等条件的限制，往往会长时间关闭车道从而影响交通流的正常运行，为了改善公路养护施工区的交通运行状况，提高施工效率，本文将建立总费用函数模型（包括用于施工本身的费用和道路使用者费用），通过对养护施工组织的方案进行优化来使养护总费用达到最小。首先，对公路养护的定义与工程分类进行了介绍，然后分别从人、车、路、交通流四个方面分析了公路养护施工区的交通特性。对施工区各控制段进行了合理划分，并分别对各段长度给出了合理取值。然后建立了公路养护的总费用函数模型，将养护总费用分为养护施工期费用、养护间歇期人力和设备的闲置费用以及道路使用者费用。其中道路使用者费用包括延误费用，车辆运行费用与交通事故费用三个部分。对于施工区的交通延误，从减速延误、排队延误、限速延误以及加速延误四个方面进行了研究。接着利用Vissim软件对施工区进行了交通仿真研究。以特定施工区为例，分别在不同V/C比条件下进行了仿真运行和评价，得出在非拥堵的交通条件下（V/C<1）与拥堵交通条件下（V/C≥1）的延误结果。对仿真法与解析法得到的延误结果进行对比，针对仿真中得到的平均延误大于解析模型中计算得到的结果，提出了“系统延误”的概念，并通过拟合得到了该仿真路网中“系统延误”的计算值。最后采用“顺序搜索法”对总费用模型进行了优化，结合京张高速罩面工程进行了研究，得到了最优的养护方案。