正确对软土地基上高等级公路进行拓宽设计,成为现在公路建设领域需要迫切解决的难题,高等级公路拓宽工程建设必然要解决好新老路堤不均匀沉降及新老桥台拼接组合的问题。本文利用摩尔-库仑理想弹塑性有限元方法对新老路进行建设全过程模拟,分析研究新老路基相互作用机理,总结出适用于软土地基上路基及桥涵等构造物拓宽的设计方法,以应用于实际工程中。本文首先较系统的回顾了国内外关于高速公路拓宽工程的研究及设计现状,提出了软土地基上高速公路扩建工程中存在的主要问题。其次用成熟的大型有限元软件对软土地基高等级道路的新建-运营-加宽-运营等全过程进行了模拟,从沉降、水平位移和应力等方面着手,分析了拓宽段作为附加荷载对老路路基、路面及地基的影响。分析结果指出:在拓宽段作用下,靠近老路中心一侧老路路面沉降逐渐减小,远离老路中心一侧沉降逐渐增大,相应横坡也在发生变化;老路路面的水平位移有较大幅度的减小;而且老路最大沉降、最大水平位移、最大剪应力及最易发生病害的位置与拓宽前也发生了较大的变化。在老路反作用下,拼接段的沉降、横坡变化、水平位移及最大剪应力的大小及位置也表现出与新建道路不同的特性。另外,也对拓宽之后,新老路不均匀沉降进行了研究。然后在分析、论述几种典型的软土地基处理方法特点的基础上,提出了适用于公路拓宽工程的地基处理设计理念及程序,并用实际工程举例;针对路基拼接的各种类型,分析总结了各种设计方法的特点;对公路拓宽工程引用的沉降标准进行了研究。最后对高等级公路拓宽工程中,桥涵加宽特性进行了研究,分析了桥头跳车现象形成的原因;分别对桥梁加宽和通道、涵洞加长的设计方法进行了研究、总结,并提出了设计程序。