道路工程学的研究内容主要有：道路网规划和路线勘测设计、路基工程、路面工程、道路排水工程、桥涵工程、隧道工程、附属设施工程和养护工程等。
道路网规划应考虑各种交通运输综合功能的协调发展，路网布局的完善。路线勘测设计应选定技术经济最优化的路线，对平、纵、横三个面进行综合设计，力争平面短捷舒顺、纵坡平缓均匀、横断面稳定经济，以求保证设计车速、缩短行车时间、提高汽车周转率。对路基、路面、桥梁、隧道、排水等构造物进行精心设计，在保证质量的条件下降低施工、养护、运营和交通管理等费用。
路基既是路线的主体，又是路面的基础并与路面共同承受车辆荷载。路基按其断面的填挖情况分为路堤式、路堑式、半填半挖式三类。路肩是路面两侧路基边绦以内地带，用以支护路面、供临时停靠车辆或行人步行之用。路基土石方工程按开挖的难易分为土方工程与石方工程。
路基工程在道路建设中，工程量大、占地广，常为控制施工进度的关键，故要求尽可能与沿线农田水利建设相结合并力争节约用地；按照标准设计，严格控制施工质量，保证路基具有足够的强度和稳定性；搞好排水和防护加固工程，沿河路基应注意不被洪水淹没冲毁；填方工程应慎选土质并分层夯实，对其密实度和含水量进行现场控制；冰冻地区还应设置防冻层或设置隔水层和隔温层，切断毛细水，减少负温差的不利影响；当路线通过悬岩峭壁需修建悬出路台或半山桥，陡峻山坡则需修筑挡墙、石砌护坡或护脚等工程以保证路基和山体的稳定；当路线不能避让必须通过特殊或不良地质、水文的地区或路段时，路基工程应针对其具体情况和特征，采取防治措施。
为适应行车作用和自然因素的影响，在路基上行车道范围内，用各种筑路材料修筑多层次的坚固、稳定、平整和一定粗糙度的路面。其构造一般由面层、基层(承重层)、垫层组成，表面应做成路拱以利排水。路面按其使用特性分为高、次高、中级、低级路面四级。按其在荷载作用下的力学特性，路面可分为刚性路面和柔性路面。
水的作用是造成路基、路面和沿线构筑物的病害和冲毁的主因。根据来源不同分为地表水和地下水。地表水若沿道路表面流向或渗入路基土内时 ，可能将冲毁路基的路肩和边坡以及路面；地下水能使路基湿软，降低土基强度和路面承载力，严重时可引起翻浆或边坡滑坍，导致交通中断。
排水工程要与水利灌溉相配合，地面排水和地下排水兼顾，路基路面排水与桥涵工程相结合。总的要求是查明情况，全面考虑，因地制宜，就地取材，防重于治，经济适用，多种措施，综合治理，构成一个统一的排水系统。
地面排水设施一般有：边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽、倒虹吸管和渡槽等。地下水排除一般以导流为主，不宜堵塞，主要设施有暗沟、渗井、渗沟。
道路跨越河流沟谷时，需建涵洞、桥梁或渡口等构筑物；与铁路或其他道路交叉，也常建桥跨越。过水构筑物有漫水桥、过水路面、滓水路堤等。当交通量不大而又受到经费等条件限制时，可暂缓建桥，先修渡口工程；待交通量增长条件具备时，再改拨建桥。
桥涵要根据当地的地形、地质、水文等条件，行车及外力等荷载，建桥涵目的要求等，因地制宜，就地取材，合理选用桥插形式，做到坚固、适用、安全、经济、美观。
在地面以下开挖供汽车通行的构筑物称道路隧道。按所经地区情况分为：避免地面干扰建在城市地下的城市隧道；有利于航运和国防在河流或海峡底下的水底隧道；降低越岭高程，或避绕山嘴，取消急弯陡坡，改善线形以缩短行程节约行车时间和油耗的；或避让表面不稳定山坡和水文地质不良地段，改由稳定岩石较深部位通过的山岭隧道。
修建隧道要根据工程造价、施工条件及竣工后运营和养护条件，与其他路线方案进行详细的技术经济比较，决定取舍。隧道内部必须设置通风和照明设备。隧道周边一般均需修筑衬砌加以支撑，在坚石又不易风化的整体岩层中也可不做衬砌。为防止表面岩石风化，可喷水泥砂浆近年来，采用喷锚支护，施工简便造价低，正日益推广。
养护工程是指维护道路完好状况，预防和及时修复各种缺陷损坏，提供并保证安全、快速、经济、舒适的行车条件，有计划地改善道路技术状况，以适应交通发展需要。
各国多采用有训练和装备的养路道班和工程队组织完成养护工程任务。养护工程按其工作性质和任务分为小修保养。对道路及其一切设施进行预防事故和维修较小损坏部分。重点是排水和路面，冬季防冰雪，雨天防滑溜；大中修工程。对道路及其设备进行较大的修复，或在原有技术等级内的添建和局部改建；改善工程。分期分段改善道路的技术条件或进行局部改建能显著提高通行能力，如改进线形视距，拓宽路基、提高路面等级、改建桥涵等。
道路安全继续受到重视。许多交通事故也要从道路工程本身找原因，必须接受经验教训，预防补救。为适应运量激增的需要，应增加车道并提高路面等级。为防护车辆撞向固定刚性目标，多采用易碎标志和轻型标柱防护工程也要采用减震设施，使严重事故大为减少。各种电子自动控制系统在交通管理上的运用，将使交通安全得到更可靠的保证。
汽车的革命势必促进道路工程各方面相应的变革。电控自动化公路正在考虑发展，在汽车驶入时即被同步引入导向系统，控制其车速及行程并保证绝对可靠的驾驶质量。当高频电磁电动机得到发展并应用到公路上，则将出现 时速超过200公里的自动控制的超高速公路。
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