随着我国经济的持续增长一些早期修建标准较低的高速公路已不能适应区域经济发展的需要,目前亟待升级改造。由于排水系统不完善尤其是缺少地下排水设施常导致高速公路路基两侧河流、池塘与灌溉用水倒灌入路基。在高速公路改扩建时,针对原路基中含水量过大这一问题采用碎石排水层对原路基进行处治并阻隔地下水毛细上升不失为一种有效的处治方法。主要研究内容如下:对实体工程进行现场调研,主要针对路基路面病害与路基路面排水系统。分析病害的机理与造成路基含水量过大的原因。对路基填土的水分毛细上升进行室内试验,分析两种不同填土的毛细水上升规律。基于Geo-studio软件中的SEEP/W模块对两种土的毛细水上升进行数值模拟。对比数值模拟与室内试验结果,找到利用土水特征曲线估算土壤毛细水最大上升高度的方法。对影响毛细水上升高度的因素进行数值模拟。采用体积填充法改良碎石排水层的级配,分别对三种不同粗细的级配进行毛细水试验,找到既能满足阻隔毛细水又具有足够强度的级配方案,并对施工工艺进行分析。采用SEEP/W软件对扩宽路基中碎石排水层的实际作用进行了模拟,分析碎石排水层的有效性,最后对实体工程扩宽路基综合排水系统提出建议。