在目前国内即将有大规模的高速公路需要拓建,但对于改扩建方案研究存在诸多问题。本文基于多车道高速公路的设计基本原理,从通行能力预测、道路方案设计、交通管理等几个方面分析了高速公路改扩建方案研究中出现的问题。通过对我国的通行能力计算过程与美国的计算方法比较分析,着重分析了各个计算参数的合理性。找出了我国高速公路通行能力计算上的不足之处,提出在通行能力计算时应该以实际交通量而非折算交通量来预测车道数。在计算参数上提出应该考虑城市化水平的建议。在多车道高速公路通行能力计算上提出采用不同的管理模式来预测车道数,并提出了整体八车道高速公路通行能力的计算模式。通过分析城市化发展与高速公路相互关系,提出在城市化加速的阶段,高速公路的功能有所转变的论题。并按照可持续发展的要求,分析了高速公路方案可以采取的措施。按照方案设计的主要参考因素等约束条件,将高速公路扩建形式进行了分类,并从工程建设与交通管理的角度探讨了各种方案的优缺点。重点分析了整体式高速公路在横断面设计当中的左路肩设置、中间带宽度等几个关键性的问题。同时也分析了分离式方案在分离距离、连接线设置等设计中的几个重要问题。论文的结论对我国的高速公路扩建方案的研究提出了新的思路和方法,为高速公路拓建过程的标准化工作做出了一定的贡献。同时对多车道高速公路的设计提出了较为科学的建议和意见。