近年来,随着机动车保有量的持续增长,原有的高速公路已经不能满足日益增长的交通需求。相对于新建高速公路,改扩建工程具有工期短、投资少、对通车影响较小等特点,2002年,沈大高速公路开始改扩建,其后沪宁、广佛、沪杭甬、连霍、京珠、佛开、京港澳等高速公路先后开展了改扩建工程。高速公路改扩建成为我国高速公路建设的主要趋势和发展模式。高速公路改扩建施工区受到施工影响,导致交通流特性改变,通行能力降低。对此,为了解施工区对交通流的影响,本研究以广西兰海高速公路改扩建项目为研究对象,基于2017年11月至2018年6月的交通流数据,对施工区不同控制段(警告区、过渡区和作业区),不同车道的交通流特性及施工区通行能力进行分析。主要研究内容包括:1)通过对比施工区不同控制段交通流特性,确定了施工区瓶颈路段;2)对比并分析了施工区各车道交通流特性,采用回归分析得到了流量与速度关系;3)考虑到施工区拥堵频繁的特点,提出了以施工区排队流率为基准的施工区通行能力定义;4)通过正交仿真实验,对VISSIM模型进行参数标定,并通过交通仿真得到不同因素下施工区的通行能力推荐值和对通行能力的修正系数。研究结果显示,过渡区为高速公路改扩建施工区的瓶颈段。此外,换道行为对施工区交通流的运行状态影响较大:当密度大于30veh/km时,交通流状态发生突变,从非拥挤状态进入拥挤状态;在不同车道,当密度大于15veh/km时,换道强度增加显著。内、外侧车道交通流呈现不同特性,换道行为对于内侧车道的影响远大于外侧车道。通过研究不同施工区交通中断前后最大流率与排队流率的关系发现:1)对于单向两车道路段,当关闭外侧车道时,施工区交通中断前后通过流率下降百分比为8.56%;2)对于单向三车道路段,当关闭外侧两条车道时,施工区交通中断前后通过流率下降百分比为10.56%,3)当仅关闭最外侧车道时,施工区交通中断前后通过流率下降百分比为9.75%。此外,交通仿真结果显示,施工区限速以及中间带开口长度均与施工区通行能力呈正相关,且交通组成对通行能力的修正系数标定结果为0.74。