随着社会经济发展，国家加大了对交通运输业的发展力度，特别是对代表现代公路交通发展水平的高速公路建设给予了积极的政策支持，我国高速公路总体上实现了持续、快速和有序的发展，成绩举世瞩目。到2005年底，我国高速公路通车总里程达到4.1万公里。然而交通运输适应经济发展是一个持续的动态过程，随着经济的发展，原有的适应又被新的需求打破。高速公路的发展也不例外，其与社会经济发展呈现适应—不适应—适应的一种发展态势。随着交通量的不断增长、功能及地位的提高，我国早期建设的高速公路出现了交通拥堵现象，影响了道路的服务水平和交通安全。但由于新建公路投资大、耗时长、占用土地资源多等原因，许多地区更倾向于在原有高速公路的基础上进行改扩建。高速公路改扩建时机的确定，是其建设中的重要宏观决策问题。当高速公路改扩建时机滞后，高速公路通行能力不足、服务水平下降，将影响交通安全和经济发展；当高速公路改扩建时机过于超前，就会出现交通量不足，高速公路通行能力利用不充分，造成资源闲置和浪费。这两种情况都是应当避免的。论文针对高速公路改扩建时机问题，从高速公路道路服务水平变化趋势和高速公路改扩建项目经济效益两方面进行研究，建立高速公路改扩建时机决策模型。一是运用高速公路出入口OD矩阵推算技术对改扩建高速公路路段未来交通量进行预测，在此基础上，计算和分析高速公路未来道路服务水平，建立基于道路服务水平的高速公路改扩建时机决策的触发点机制模型；二是根据改扩建和新建高速公路经济评价方法的区别和高速公路本身的经济特性，选择总量法对改扩建高速公路进行经济评价，在此基础上，建立基于经济效益的高速公路改扩建时机决策模型。最后，结合高速公路改扩建工程实例，对基于道路服务水平和道路经济效益的改扩建时机决策模型进行实证研究，以期为高速公路改扩建工程正确地进行项目决策，适宜地选择改扩建时机提供参考。