随着我国高速公路交通量的快速增长,很多早期建成的高速公路出现了通行能力不足、服务水平下降、路面破损严重等现象,已成为高速公路发生交通拥挤以及造成各类交通事故的重要原因。为了改善这种状况,一些高速公路进行了扩容改建。本文涉及的保通方案设计是高速公路改建工程重要工作之一,论文以连霍高速公路郑州段改建工程为依托对高速公路保通方案设计进行研究。首先对高速公路改建工程方案进行了归纳分析,总结和归纳了各种改建方案的优缺点,并对国内已改建完成的高速公路改建方式和交通组织进行了分析;对连霍高速公路郑州段改建前的交通特性进行了调查、研究、和分析,并综合运用交通工程学、行为学、概率论及数理统计等理论对高速公路改建工程施工区的交通特性进行了分析。与高速公路基本路段相比,施工区道路条件与交通条件发生了明显的变化,这种变化对驾驶员的驾驶行为及施工区的交通流特性产生了深刻的影响。其次,本文根据高速公路施工区交通特性,建立了高速公路改建工程保通方案的微观仿真模型及其仿真软件;对高速公路改建工程施工区的通行能力进行研究:分析了改建工程施工区通行能力的影响因素,然后通过基于改建工程施工区基本通行能力修正模型的通行能力分析方法、基于现场观测统计的通行能力分析方法和基于交通仿真的通行能力分析方法分别研究施工区的通行能力。最后,基于高速公路改建工程施工区通行能力研究成果,对连霍高速公路郑州段改建工程施工期间主线、桥梁和互通式立交各个施工阶段的保通方案进行了设计和评价,同时也对改建工程施工期间的限速方案进行了研究。