本文结合诸永高速公路的建设，研究山区高速公路排水系统，分析其排水系统水毁机理，通过归纳、演绎以及计算分析，提出适合于山区高速公路关键部位的排水设计优化方法或改进措施。分为以下四个部分： 首先，结合山区高速公路建设特点，探讨山区高速公路排水系统和一般公路排水系统存在的区别：运用系统观念、综合性和灵活性设计思想分析了山区高速公路排水系统的综合性、系统性和路段特点，探讨了山区高速公路排水系统设计的要求，在这个基础上，探讨了山区高速公路排水系统设计的原则和思路，分析了山区高速公路排水系统设计的内容和步骤；确定山区高速公路排水系统关键部位：高边坡段、填挖结合部、路隧结合部。 其次，分析高边坡段排水系统组成、排水流程及边坡地下水特征，提出边坡地下水是诱发滑坡现象的主要因素，分析边坡地下排水设施的主要形式，选取排水平孔作为研究重点。针对现行设计规范只有相关规定没有具体计算方法，参照渗沟水力计算，提出排水平孔计算模型，并结合实例进行单孔流量和群孔流量计算分析，在此基础上得出排水平孔群孔布置的合理型式以及孔距与流量间的关系。该计算模型可为实际工程的估算提供理论参考。 再次，分析填挖结合部排水系统组成和排水机理，针对填挖结合部排水系统水毁现象，从水力学角度考虑，分析径流冲刷及挑流对该部位及排水系统的影响，选取急流槽作为其研究重点。基于常见的急流槽设计未能考虑减小流速及避免或减小挑流影响，对急流槽槽末流速与尺寸、材料选用及挑距之间的影响关系进行计算，分析说明急流槽尺寸与水流挑流形成的关系，提出急流槽设计的改进措施。 最后，分析路隧结合部排水系统组成和排水设计，针对隧道洞口段水毁现象，分析该部位排水系统水毁原因，选取截水沟作为研究重点。鉴于规范对于隧道洞口截水沟规定不具体，对其水面涌高量考虑不足，结合弯段水流特征提出了截水沟沟高设计的优化方法。