随着经济的发展，我国早期修建的高速公路越来越多的需要加宽扩建。因为扩建项目必须在原有老路存在的基础之上建设，增加了很多的约束性。比如要解决改扩建过程中的路线拟合，新旧路基、路面的衔接，旧路面检测、评定与加铺，新旧桥梁拼接，施工期间交通组织设计等问题，因此，高速公路拓建项目所要解决的问题远比新建项目更复杂。本文以惠深高速公路加宽改扩建工程项目为依托，着重对高速公路加宽改扩建工程的方案，高速公路新旧路基拼接，以及利用气泡混合轻质土解决桥梁台背不均匀沉降、软基路段加宽等关键技术进行了研究。提出了我国高速公路加宽改扩建工程扩建方案设计的原则和方法，通过对多种典型高速公路加宽改扩建工程特点的分析，总结出高速公路新旧路基拼接的关键技术及防止路基纵向开裂的处理方案；结合惠深高速公路桥梁台背不均匀沉降和软基路段加宽设计和工程处理，对气泡轻质混凝土的工程特性进行了探讨，总结提出气泡轻质土在高速公路改扩建工程中应用的技术要点。本文成果已在高速公路加宽改扩建工程实际项目中得到应用，实际工程应用表明本文提出的设计方案有效地解决了加宽改扩建工程中存在的问题，论文成果可以为高速公路升级改造的改扩建工程建设提供参考。