互通式立体交叉作为高速公路网络形成的重要节点，是高速公路之间和高速公路与其他公路相连接，进行交通流转换的重要设施。互通式立交建设的成功与否，直接影响到高速公路的服务水平和交通安全，其在路网中的地位已不断凸显。高速公路建设初期，互通式立交设计较简单,但随着高速公路网络的逐步完善，互通式立交的设计趋于复杂化、系统化。由于路网的加密、升级与相互衔接，部分枢纽互通需要在已有互通式立交的基础上进行改造，对此类项目互通式立交方案的优化、安全性评价及施工交通组织等方面进行深入研究是十分必要的。本文以魁元屯互通改造工程为背景，对区域的社会经济及自然条件、现有魁元屯互通状况、周边路网结构、现状交通量进行了调查和研究，在此基础上对魁元屯互通的交通量进行了预测，研究了互通式立交改建方案的设计思路，拟定了魁元屯互通式立交方案，并从交通运行、技术指标、交通安全、工程规模、工程造价等方面进行了多方案比选。针对互通式立交改建工程应重点关注的安全评价、施工组织及交通组织方面，提出了互通式立交安全性评价的指标及评价方法，分析了魁元屯互通的安全性能。提出了魁元屯互通改建工程合理、可行的施工组织及交通组织方案。