我国高速公路加宽工程刚刚起步,相关的理论研究无论在深度还是广度上都存在着严重的不足。目前针对高速公路扩建的研究主要是在新-老路基不协调变形的预测及控制方面。在新-老路面的拼接研究方面,主要是依据经验的一些设计原则和施工技术,没有可以作为设计参考的理论依据。本文对软土地区高速公路加宽工程拼接路面结构的力学响应,以及适用于高速公路加宽工程的相关新-老路面拼接处理技术进行了比较全面系统的研究。通过建立新-老路面拼接的有限元模型,模拟分析新-老拼接路面结构在车辆荷载作用及地基沉降作用下的受力状态,针对易出现的破坏形式提出拼接处置的要求。(1)通过有限元手段对拼接路面的力学响应进行分析,系统探索了高速公路扩建中路面拼接在模拟计算方面的应用与实现方法,为解决实际工程中类似问题提供了的可借鉴的方法和思路。(2)对影响拼接路面结构受力的因素进行了分析,包括荷载位置、新-老各结构层模量差异、拼接面连续条件等。认为偏载作用下,拼接面上剪应力增加不超过10%时,老路面层、基层模量的差异应不大于30%至40%。(3)对拼接路面结构在拼接界面的粘接强度进行了分析,认为新-老拼接界面的临界粘接强度小于完全连续模型所计算的拼接面上的最大应力,并得出了典型拼接结构的临界粘接强度与粘接条件的关系曲线。(4)分析了新-老路面在拼接部位采用台阶拼接形式对拼接结构的受力影响,认为面层台阶和基层台阶的尺寸宜为分别为大于20cm和40至60cm。(5)研究了不均匀沉降对拼接路面结构的受力影响,并考虑了沉降发生过程中沥青混合料的松弛效应。计算不同松弛程度下不均匀沉降在拼接路面中产生的附加应力,当面层模量由于松弛减小至40%左右,基层中的拉应力超过面层中的拉应力,从而揭示了拼接路面结构可能的特殊破坏形式——基层顶面开裂。