随着交通量需求不断地增加,我国高速公路四车道的通行量已达到饱和状态,而拓宽路基是解决道路拥堵问题的一种相对直接有效的处理措施且逐渐成为交通行业发展的必然趋势。由于新旧路基应力历史的不同,拓宽路基易出现不协调变形,影响路面平整度,极大地降低了行车的舒适性和安全性。并且对于改扩建工程的研究,国内外学者侧重分析填筑高度、拓宽宽度等的影响而对新旧路基填料差异性研究较少,当路基填筑材料选择不恰当时,易造成工程浪费或路基的整体性破坏。因此研究新旧路基填料差异性对路堤不协调变形的影响,有助于工程合理选材,具有重要的理论意义及工程实用价值。本文首先分析改扩建公路易出现病害的表现特征及主要途径,研究差异沉降产生的机制机理,分析得出拓宽路基易出现的病害有路堤滑塌、路面破损以及拓宽路基整体性能下降等,而引起这些病害的主要原因有拓宽路基不均匀沉降及结合部位处理不当。然后确定基于行车安全和舒适性条件下可以接受的差异沉降控制标准,分析得出参照标准不同得出的差异沉降控制标准也不相同。其次对表征路基填料性质的参数进行分类,在调研已建工程资料的基础上利用SPSS软件分析五个参数(重度γ、粘聚力c、内摩擦角Φ、弹性模量E、泊松比μ)之间的相关性,分析得出五个参数相互之间并不都是独立的随机变量。然后利用正交试验分析五个填料参数对拓宽路基顶面差异沉降的影响程度,分析得出五个因素对拓宽路基表面差异沉降的影响程度从大到小排序为:重度(γ)>弹性模量(E)>泊松比(μ)>摩擦角(Φ)>粘聚力(c)。之后结合新旧路基典型断面型式,利用ABAQUS建立有限元模型,研究新旧路堤不均匀沉降发生发展的规律并分析拓宽路基不均匀沉降与路堤填料参数之间的内在规律。得出新路堤填料重度与拓宽路基表面最大差异沉降量之间呈线性关系,影响较为显著而其他四个填料参数的影响较小。最后本文主要分析填筑优质填料、土基处治以及添加土工格栅三个处治技术对差异沉降的控制情况。得出的主要结论有:(1)新路堤分层填筑优质填料的方式不同、层数不同,其对拓宽路基表面差异沉降控制效果明显不同;(2)改变软基的弹性模量可以明显的降低新旧路堤不协调变形的影响,但增加至一定界限时,拓宽路基沉降变形的改善效果减弱;(3)拓宽路基结合部位无论是单层加筋还是多层加筋,土工格栅对拓宽路基表面沉降影响都较小。