从1997年广佛高速公路扩建项目的开工建设到现在，我国高速公路扩建的历史已有十余年时间。伴随着国民经济的持续增长，对交通基础设施的需求也呈不断增加的态势，高速公路扩建已经成为我国交通基础设施建设中不容忽视的问题之一，适时展开高速公路扩建方案比选方法研究变得越来越迫切。 本文从宏观与微观两个层次分析总结了高速公路的扩建模式，指出高速公路扩建既可选择路网加密方案，也可选择老路加宽方案。由于路网加密方案的宏观特性，本文将研究对象定位于老路加宽方案，除了对其几种具体的扩建方案进行了分析之外，还对各方案的优缺点进行了比较。高速公路扩建方案比选的过程是在各部分、各阶段、各层次评价的基础上，对多种因素所影响的事物或现象做出总评价，寻求系统整体功能的最优，而不仅仅是寻求某一项或几项指标的最优值。因此，本文提出高速公路扩建方案综合评价系统应由技术评价指标体系、经济评价指标体系与社会影响评价指标体系三部分构成，并分析了评价方式与评价期范围两个综合评价系统要素。 高速公路扩建方案技术评价指标可以直接反映扩建方案的优劣。针对目前高速公路建设项目技术评价指标仍不完善的现状，借鉴公路交通领域已有研究成果，从影响区域干线路网结构性能、改善运营期交通运行质量、建设期交通组织、扩建方案的设计施工四个角度建立了高速公路扩建方案的技术评价指标体系，同时分别研究了各评价指标的量化方法。 经济合理性与财务可行性是高速公路扩建方案经济评价重点解决的问题。鉴于高速公路扩建项目与一般公路建设项目的差异，本文深入分析了扩建方案经济评价的特殊性。在此基础上，分别对各高速公路扩建方案建设期与运营期两阶段内国民经济费用、国民经济效益、财务支出与财务收入的组成进行了识别，研究得出分离加宽扩建方案与拼接加宽扩建方案国民经济效益的计算方法，并依此建立经济评价指标体系。针对交通部汽车运输成本模型适用性差的缺点，利用非线性回归预测技术拟合了分车型汽车运输成本模型。 仅仅从技术与经济两方面对高速公路扩建方案优劣做出评价尚不全面，由于扩建方案的实施对沿线社会的发展的确产生了一定影响，所以有必要对其进行社会影响评价。本文根据扩建方案社会影响评价的特点，从社会政治、社会经济、社会文化与资源开发利用四个方面建立了高速公路扩建方案的社会影响评价指标体系。此外，还对定性评价指标的量化方法进行了总结。 高速公路扩建方案综合评价过程中需要合适的综合评价方法。文章的最后引入了两种以统计学为基础的评价指标选取方法，使综合评价之前完成对综合评价指标体系的简化成为可能。随后对几种常用的综合评价方法进行了回顾，提出了基于集对分析理论的综合评价方法与优度评价法。