由于建设年限早,很多公路设计标准低、线型不合理。随着交通量快速增长,公路拥堵严重,又因设计年限临近,公路路面病害增多,需要对原有公路进行升级改造。但公路改建工程中,以往经济评价未考虑公路养护成本等因素,选用方案经常出现建设成本低,但最终全寿命的成本很高的情况。故非常有必要将全寿命成本引入公路改建工程中,在公路设计年限具有良好服务能力的同时,实现经济效益最大。本文根据国内外改扩建公路研究成果,拟定六种典型公路改建方案,采用有限元建模计算,分析各方案在车辆荷载作用时的受力情况。同时结合全寿命周期分析方法,确定受力性能最优、经济效益最大的改建方式和最优的结构层参数,为公路改扩建工程设计施工提供依据,并得出以下结论。(1)各因素对公路路面结构性能的影响由大到小依次为:混凝土面板厚度>基层厚度>基层模量>垫层厚度>垫层模量,新旧水混凝土面板有0.8%~12.4%性能差异。(2)随着水泥混凝土面板厚度增加,可提高路面结构的受力性能,但面板厚度增加到一定程度时,对混凝土面板的影响有限,并不经济。加铺基层的厚度影响亦然。因此推荐水泥混凝土面板厚度28~32cm,加铺基层厚度16~20cm。(3)按受力性能分析,路面改建方案中方案三较优,公路拓宽方案中方案六较优。随着水泥混凝土厚度增加,各公路改建方案的受力性能差异缩小。(4)公路改建方案中,建设成本越高,养护费用反而越低,且价值残余和养护资金占全寿命周期成本的比例达到35.5%~58.2%。基于项目寿命周期成本的公路改建方案经济性比选非常有必要。