随着我国经济的快速增长,高速公路的交通流量日益增加,原有高速公路设计通行能力已经远不能满足日益增长的交通需求。为适应高速公路发展需要,越来越多的高速公路面临拓宽。而拓宽工程从设计到施工,没有提出系统的高速公路拓宽设计规范,用新建高速公路的思路和设计方法不能解拓宽问题。另外,在已完成的拓宽工程中也存在着一些技术问题,营运效果还有待时间的考验。因而对高速公路拓宽工程设计、施工进行研究具有非常重要的现实意义。高速公路拓宽设计涉及到新老路基间差异沉降、地基处理等一系列问题。本文归纳总结了拓宽工程的主要方式和分析方法,利用PLAXIS有限元程序分析了路堤高度及新老路下部地基不同固结程度对拓宽路堤应力应变分布的影响,得出了相应变形规律。并在此基础上,模拟再现了施工过程中新老路基间差异沉降的产生,分析计算了路基与地基各部位受力变形特点,同时对新老路基拼接施工方案进行了优化设计,提出三种拼接方案,比选得出最优方案。另外,对拓宽工程中软土地基不同处治措施进行数值模拟计算,提出了预应力混凝土管桩作为软土地基的处理方法。分析表明,新老地基的固结程度对新老路基间差异沉降影响较大;土工格栅对新老路基变形起到了较好的协调作用,提高了路堤的整体稳定性;预应力混凝土管桩对软土地基起到了较好的沉降控制效果。