随着经济的发展,很多我国早期建成的高速公路因为缺乏交通需求的前瞻性、选用的设计标准偏低等原因,服务质量和通行能力逐渐不能满足要求,迫切需要进行改扩建以提高路面等级,适应社会和经济的发展。由于改扩建必须在原有道路的基础上进行,使得其在设计和施工等方面都受到了一定的约束,存在很多值得探索和进一步研究的问题。目前我国改扩建领域的空白,正需要大量的实践和理论来填充,所以开展高速公路改扩建的研究对于我国交通事业的长远发展有着重要意义。本文基于广清高速公路改扩建的需求,对扩容和扩建两种改扩建形式进行了对比,得出了采取扩建更符合广清高速公路当前需求的结论。随后分析了国内常见的四种改扩建方案:单侧拼接、两侧拼接、单侧分离以及两侧分离,阐述其各自的特点,结合广清高速公路的实际情况,运用模糊综合评价法从定量和定性的角度分析工程成本、施工难度、土地利用、项目的可持续性等7项指标,优选出了最合适的扩建方案一两侧拼接,能够与实际情况相印证。通过对新老路面拼接情况进行有限元分析,研究不同拼接宽度时各结构层间的剪切应力和面层顶部竖向变形,得出了各结构层的合理拼接宽度。再结合路面轮迹的横向分布以及最不利荷载的作用规律,为广清高速新老路面的拼接设计作出了推荐。最后对具体的拼接步骤进行了说明,介绍了路基、路面拼接时可采用的一些工程措施。本文的研究成果能够为我国同类型高速公路改扩建项目的研究提供一定参考,其中部分结论也能够在不同等级的改扩建项目上借鉴使用。