桩承式加筋路堤是近些年来出现的一种新型地基处理技术,在高速公路拓宽工程中应用较多,但由于涉及路堤填土、桩、地基和土工合成材料之间的相互作用,桩承式加筋路堤的荷载传递机理与常规的桩承式路堤和柔性桩复合地基又有较大区别,使得桩承式加筋路堤的性状十分复杂,我国目前还没有相应的设计规范,主要依靠经验进行设计。本文基于广三高速公路扩建工程,结合现场试验和数值模拟方法,对高速公路扩建工程中桩承式加筋路堤的工作性状和加固效果进行了研究,主要研究内容和研究成果如下:首先,基于桩承式加筋路堤的结构形式,调研国内外桩承式加筋路堤的工程应用及其基本设计理论,对桩承式加筋路堤的研究成果作了深入分析和总结,并介绍了广三高速公路扩建工程中桩承式加筋路堤的设计方案。其次,选取高速公路扩建工程中分别采用CFG桩和PHC管桩加固的的三个典型桩承式加筋路堤,埋设应力和变形观测元件,进行现场试验,获得了沉降、荷载分担、土工格栅受力和变形、孔隙水压力及深部水平位移等随填土高度及时间的变化规律。并运用有限元分析软件建立计算模型,将计算结果与实测值进行对比,验证了分析模型基本能够反映桩承式加筋路堤真实的工作性状,其计算结果具有一定的可靠性。最后,采用上述有限元模型,改变桩间距、桩帽厚度和垫层模量的大小及超载预压情况,研究其对桩承式加筋路堤的沉降、桩土应力比和桩身轴力的影响规律。研究结果表明:(1)桩承式加筋路堤能大幅度提高地基承载力和稳定性,使得累计沉降量、孔隙水压力变化和最大深部水平位移均较小;(2)桩土应力遵循由新旧路基结合部向坡脚减小的趋势,垫层底面的桩顶应力大于垫层顶面,且垫层底面桩土应力比明显大于垫层顶面,土工格栅加筋垫层协调和传递荷载作用明显;(3)垫层顶面土工格栅拉力总体上沿结合部向新路路肩格栅拉力逐渐减小,新旧路基结合部格栅拉力最大;(4) CFG桩和PHC管桩桩承式加筋路堤的桩中心间距宜分别设计采用0.42~0.46倍和0.66~0.78倍的填土高度,桩帽厚度宜分别采用0.4~0.5倍和0.16 ~0.25倍的桩帽悬臂宽度。