由于早期高速公路建设受到资金和经济发展制约，大部分高速公路均按照双向四车道标准进行建设，随着经济快速增长，社会交通运输量也不断增长，使先期修建的高速公路大都达到或超过设计寿命，部分高速公路一直处于超期服役状态。这类公路的各种病害逐年增多，直接影响交通安全和交通顺畅，降低了运输效率和服务水平，需要进行改建、扩建、提升路面等级，以满足道路的正常、安全使用。因此，高速公路改扩建是目前我国公路建设领域面临的重要任务，是高速公路建设可持续发展的重大课题。而由于高速公路改扩建工程涉及新旧路线、路基、路面及桥涵等之间的各种处理，其工程特点与新建高速公路的设计、施工有明显不同，所要解决的技术问题往往比新建项目更为复杂，需要进行针对性的研究。
　　 论文介绍了高速公路改扩建工程的特点及设计流程，从理论上分析了扩建过程的关键技术措施。并以实际应用项目为依托，结合高速公路改扩建的工程特点，对改扩建过程中的路线拟合、新旧路基、路面拼接、旧路面检测与评定、旧路面加铺设计、新旧桥梁拼接、施工期间交通组织设计等设计方法进行了深入、系统的探讨。为建设项目缩短设计周期，优化设计方案，提高设计质量提供条件。通过研究及实际工程验证，本文得出以下主要结论：
　　 1）旧路路基、路面都有不同程度的利用价值，正确地对改扩建公路进行调查与评价是合理利用旧路的基础。因此旧路调查与评价是高速公路改扩建的一个重要环节。
　　 2）防治或减缓路面沿新旧路基交界处产生纵向裂缝是高速公路改扩建的关键技术之一，具体措施可采用强夯、加筋、复合地基处理、提高压实度等方法。
　　 3）根据路面调查检测结果，在充分利用既有路面结构的基础上，合理选择路面加铺方案。
　　 4）收集旧桥涵的有关资料，了解桥涵的设计、施工及使用情况，在完成较为详细的调查和监测工作的基础上，拟定旧桥加宽利用及加固设计方案。
　　 5）根据周边路网情况及项目交通量特点，选择合理的施工期间交通组织。
　　 通过实际工程应用和验证，表明通过以上设计方案，可以最大限度利用既有公路，防治或减缓病害发生，提高工程质量，降低工程成本。