至2012年年底,我国高速公路的通车里程已到9.6万公里,新建工程逐渐饱和；同时,随着经济社会的迅猛发展,已有高速公路交通量逐年上涨,越来越多的高速公路已无法满足交通需求,需要进行改扩建。改扩建期间交通组织作为高速公路改扩建工程中极为重要的一项工作,得到国内学者大量研究。高速公路改扩建工程施工区段划分是交通组织方案开展面临的首要难题,合理对规划改扩建的高速公路系统进行施工区分段有利于改善工程进度与质量,保障交通组织方案的顺利实施。建立一套高速公路改扩建工程合理分段理论体系具有很强的现实意义及研究价值。首先,对交通组织的相关概念及交通组织原则进行概述,分析常用的交通组织方案(一般路段交通组织方案、桥涵交通组织方案、互通式立交交通组织方案以及其他特殊工点交通组织方案)的基础上,提出交通组织方案差异性归结为车道数的变化转换,并归纳常用的车流转换形式及说明,界定研究对象。其次,探究高速公路改扩建工程施工分段长度影响因素,并归纳为工程因素及交通流因素；对工程因素逐一分析,指出其影响机理,界定论文将要研究的因素；在此基础上,提出基于施工区交通流稳定性、运行效率、交通安全的分段长度影响度量方法,包括基于交通熵的施工区交通流稳定性度量；基于施工区车均延误、行程车速及流通率的交通效率度量：基于交通冲突技术的施工区交通安全度量。然后,基于仿真软件VISSIM,经参数标定,建立高速公路改扩建工程施工区分段长度与车辆相互作用影响的仿真模型；考虑施工区交通影响因素(交通量、限速、大车影响),进行实验方案设计；依据实验结果,逐一评价施工区交通流稳定、效率和安全,综合对比分析得出各种条件下适应的合理分段长度；基于此,定性分析特殊结构物及特殊路段等工程因素对分段长度的影响,最终提出高速公路改扩建工程全线施工区段划分的一般方法。最后,运用所建立的高速公路改扩建工程合理分段方法,对柳南高速进行实例研究。