随着我国交通运输事业的高速发展,道路交通已由“建设为主、养护为辅”逐渐跨入了“建养并重”的时代。道路养护里程及工程量的增加,更加突显出道路养护管理工作的重要性和必要性。高速公路作为道路交通运输的重要承担者,对养护管理工作具有非常高的要求,而目前我国高速公路养护管理存在着养护站点多、布局混乱、配置不统一以及料场分散、随意设置、石料质量参差不齐、生态环境破坏严重等问题,严重制约养护管理工作的开展和进行,亟待提出一种高效、科学的养护管理方法。基于合理有效地解决养护管理工作存在的突出矛盾,本文从路网规划与路面病害的调查入手,分析了路面病害的各种类型、成因及养护方法。在此基础上,根据养护中心的功能和规模将养护维修站点分为三个等级,应用图论知识、集合覆盖模型和贪婪启发式算法对陕西省高速公路养护中心进行了规划布局。通过对石料的资源特性和加工特性进行分析,对养护中心与石料场关系的研究,提出应用混合整数理论模型和dakin分支定界法对石料场进行规划布置。将可持续发展的理念引入筑路矿山资源的开采,提出了石料的“分类化、分级化”生产,并对石料场的运营和管理进行了规范。从高速公路养护中心的运营机制入手,阐述了养护中心的管辖范围和养护职责,以及养护中心的经济性。在分析现有养护模式存在的弊端的基础上,提出了新型养护管理模式,并指出了低碳环保节能型的道路养护理念。最后,提出了我国高速公路养护管理运营新机制的设想,凸显出新型养护管理运营机制的优点,并进一步评价了研究成果的社会、经济和环境效益。