城市道路是社会活动、经济活动的纽带，其建设水平在很大程度上反映了城市的建设水平。近年来，随着国民经济的快速发展和城市化步伐的加快，人民生活水平不断提高，进而对道路交通提出了较高的要求。而部分城市道路由于建设较早，其受到当时社会经济水平低和城市建设相对落后的制约，导致道路定性混乱、断面狭窄、平面线形不规范、路基路面结构薄弱、缺少对地下管线的考虑等各种问题凸显，逐渐显露出各种弊病，极大的影响了城市的可持续发展。因此，道路改造建设是城市发展和更新重要手段。
此外，城市道路是城市景观和文化的窗口，城市道路旧路改造不仅仅是道路交通使用功能的改善，更重要的是为观赏城市风景和景观提供了良好场所，这样给设计提出更高、更新的要求。
因此，在进行城市道路改造设计时，不仅要考虑道路的基本交通功能，亦要考虑其与周边环境的协调，做到功能性、人文性、景观性的统一。
一、城市道路改造设计应遵循的原则
1.合理利用旧路
改造旧路的过程需要花费大量人力、物力、财力，而合理利用旧路进行改造，可以节省资金。旧路改造设计应遵循在满足相关技术规范的基础上，合理利用旧路的原则。在实施过程中，如果遇到质量过差、无法改造的路段，应舍弃重建。
2. 保证交通畅通，分期改造
在进行旧路改造时，如果该路段属于交通要道，则需要分期改造，否则会严重影响车辆的通行。旧路改造的施工需要加快进度，这样才能使道路更快的投入使用，才能提高道路的投资效益。对于某些交通主干道的改造，应分段、分期实施改造工程。
3.满足可持续发展的要求
城市道路旧路的改造是为了适应社会的发展要求，有的改造需要扩建道路，需占用大量土地。旧路改造应遵循可持续发展的原则，充分利用原有老路进行改造，尽量节约土地；废除后的旧路要栽植绿化苗木，这样才能促进生态环境的可持续发展。
二、道路平面设计
道路平面线形的布设对道路改扩建工程来说具有重要意义。城市道路旧路改造路线设计通常是在原有的路线设计基础上进行优化。在对原有道路情况深入分析的基础上，做到统筹兼顾，既满足道路设计要求，又充分利用原有道路。最大程度地减少资源浪费，节约改扩建的投资成本。
现有道路两侧建筑物往往分布密集，若过分追求平面线形，必然会带来大量拆迁；而对于原有道路的一些平纵组合不当的路段和纵断面不合理的路段，从行车安全的角度出发，必要时需改变平面线型，甚至废弃部分路段，以获得较好的效果。因此，城市道路改造平面设计应兼顾旧路利用和线形要求，本着整齐规则的原则，避免大拆大建，拓宽拉直。中线应有明显的曲线要素，曲线半径不单纯追求大，而应基本保持原有中线的特性; 也不宜小，应满足最小行车速度的要求，通常最小行车速度为 40 km/h，圆曲线半径不宜小于300 m。边线设计应充分考虑地形条件顺应沿线商铺房屋的布置，人行道边线不应有折角出现，原有尖突位置均应用小半径圆弧圆顺，通常圆弧半径不应小于5 m。
三、道路纵断面设计
旧路改造的纵断面设计相对比较复杂，应根据汽车动力性能，道路性质、等级和交通组成，结合当地的气候、水文、地质、地形等条件，一般采用“宁填勿挖”的原则。设计时，需着重考虑改建道路的现状标高、交叉口竖向标高、与周围环境的衔接、路面改造、地下管线的敷设等影响因素。
一般改建道路路基经过多年的车辆荷载作用，已经达到相对密实与稳定状态。因而，在纵断面设计时要尽量避免开挖老路基或过多填高老路基，这有效减少改建道路的工后沉降量，又能降低工程造价。道路交叉口竖向设计应遵循主干道为主，次干道、支干道为辅，先实施为主，后实施为辅的原则。设计前，需要收集到沿街两旁现状建筑室内地坪标高，绘制两条现状建筑室内地坪线( 沿路) ，可能的情况下，改建道路纵断面线要整体适当低于建筑室内地坪线，否则不利于两旁建筑排水，影响居民生活。旧路改造时水泥混凝土路面加铺沥青其标高控制在原路标高 10cm 左右; 沥青路面挖铺，路面标高基本维持原路面标高不变。由于改建道路一般处于一个较完善的路网系统之中，其周围的地下无压力管网( 雨、污水管) 必然也基本形成，改建道路的无压力管，特别是污水管，其两端的高程已经确定。因此，在纵断面设计时必须考虑管道的覆土问题，尽量保证覆土厚度大于 0．7 m，以减少管道保护措施，降低工程造价。
四、道路横断面设计
道路横断面由车行道、人行道、绿化带等部分组成，选择合理的横断面能保障道路的最大通行能力。横断面的选择需综合考虑道路等级和红线宽度、交通量的分析和预测、交通组织、地下管线埋设的需要及沿街建筑高度的协调等因素。
对于新建道路，其道路等级和红线宽度由城市规划确定，主要依据城市规划路网结构、用地布局及交通流量等。而改建道路则不同，横断面设计受控于旧路现状如: 两侧建筑物的分布、地形、旧路等级、宽度等。一般需改建的道路，其沿街建筑、周边地块用地布局及周边路网已基本成形，因此改建道路在整个路网中的等级也相应明确，其红线宽度受两侧沿街建筑间距限定，除非两侧建筑可以拆除拓宽。
新建道路设计交通流量通过道路交通建模估算，或参考同一城市相同功能道路的交通资料确定，其交通组织侧重于规划对向机动车及机动车与非机动车是否有隔离要求，采取“一块板”、“两块板”和“三块板”形式。而改建道路交通流量与现状道路交通量相关，不需要道路交通建模，只需要对现状道路交通流量进行调查分析，通过获取当地的车辆年增长率就可以计算出道路的设计交通流量，与新建道路比较，改建道路的交通组织根据道路实际，一般需要考虑更多的手段，如单向行使、限时通行或限车种通行等，通过严格的交通管制，可以使有限的道路空间价值最大化。
新建道路地下管线埋设一般要考虑规划管线的种类、地下埋设位置(车行道、分隔带或人行道下) 、各类管线埋设宽度及间距等；而改建道路需摸清道路现有地下管线种类、位置及需要新增管线，通过与道路横断面协调，合理安排新增地下管线位置。
新建道路路幅与沿街建筑高度的协调主要体现在规划建筑高度与规划道路红线宽度的比例上。一般规划红线宽度与沿街规划建筑高度的比值在0.5以内比较符合宜居、防灾及城市空间的观瞻要求。因此新建道路的横断面确定主要在于设计者对规划的把握，要按相关规范的一般要求去考虑，远近期结合并留有发展余地。而改建道路由于两侧建筑高度与间距已成现实，一般不需要考虑路幅与两侧建筑高度的协调，但要通过一些建筑小品、花池、景观树、统一广告牌和局部小广场等手段来塑造良好的城市道路空间。
由此可见，改建道路横断面的确定是基于设计者对现状道路及周边情况的深入调查分析，通过对现有道路横断面的调整和优化设计，使改建后的道路横断面更加适应交通发展的需要和改善沿街居民生活的需求。
五、路基设计
城市道路改造设计，路基的加宽拼接是一个难题，关系整个改扩建工程的成败。处理不当，其不均匀沉降就可能导致纵向裂缝的产生。因此，设计时必须采取措施控制和减小新旧路基的沉降差。
老路基在自重应力及行车荷载的作用下，地基的固结沉降基本完成，而新建路基则存在着较大的施工沉降和工后沉降。如果不对新建路基地基进行处理，新老路基必然会有很大的沉降差，从而会导致新老路基拼接的失败。常见的处理的方法有: 复合地基法、轻质填料法、排水固结法、强夯法等。对于地下水丰富的区域，还需铺设一层透水性材料。基底的压实度也必须满足施工规范的要求，从而保证工后沉降，减小新老路基的沉降差。
为了加强新老路基的联接，促进新老路基之间的协调变形，在拼接时，将老路基边坡开挖宽度不小于2 m( 特殊条件限制时不小于 1 m) 的反向台阶，并铺设土工格栅，以增强新老路基之间的联接和整体性。
六、路面铺装
城市道路旧路改造的路面铺装，能创造整洁干净的市容市貌。沥青路面具有吸尘、降噪、行车舒适平稳的优点，因而得到广泛应用。设计时，首先应对旧路路面进行调查分析。旧路路面破损严重无法满足要求的应进行挖除，沥青路面挖铺结构可采用20cm 三层式沥青面层加30cm5.5%水泥碎石稳定基层；当旧路路面破损较轻微的可考虑直接加铺面层，加铺沥青厚度按每年磨耗2.5cm， 四年大修时间考虑，通常为10cm。为了减轻水泥混凝土路面纵横缝裂缝反射，应对原有砼板块进行病害处理，老化剥落的纵横填缝料要更换，烂板要进行处理。实际设计过程中还需注意以下几方面。
（1） 局部纵、横缝及弯沉值较小路段，直接在原路面上做水泥稳定碎石补强层和沥青混凝土面层。
（2）局部沉陷、坑槽、车辙、网裂等病害，将原面层及基层铣铇后运至料厂，利用无机结合料再生法进行筛分，设计阶段建议掺拌 5.5%水泥剂量及新集料，做水泥碎石上底基层；利用原水泥石灰土底基层无机结合料，设计阶段建议掺拌5.5%水泥剂量，做水泥土下底基层。
（3） 大面积坑槽、沉陷、底基层遭受严重破坏的路段，将原面层及基层铣铇后运至料厂，利用无机结合料进行筛分，设计阶段建议掺拌5.5%水泥剂量及新集料，做水泥碎石上底基层， 利用原水泥石灰土底基层无机结合料，设计阶段建议掺拌5.5%水泥剂量，做水泥土下底基层。原底基层以下超挖60cm，回填60 cm 厚砂砾进行分层回填并压实。
（4）桥梁两端和起终点根据纵坡考虑顺坡段，根据原结构层厚度进行铣刨，利用原结构层的无机结合料，掺拌5.5%水泥，做水泥土下底基层和水泥碎石上底基层，再做水泥稳定碎石调平层，然后做补强层和面层。人行道铺装通常在旧路改造时全新翻新改造，其结构考虑到摩托车、小车的临时停放，一般采用15 cm 5 %水泥石屑稳定层加粗砂调平2cm+挤压式人行道块5 cm。
七、配套设施
配套设施包含很多内容，如服务、交通、照明设施、绿化景观等，在旧路改造的同时必须对它们进行补充完善。沿线的路口、无障碍坡道、排水系统都要改造完善，沿线各类供水、煤气、电讯等井环及井盖均要更换成统一规格，并且各类井井框标高要随着路面的坡度及标高进行调平。侧、平石均要统一规格。绿化景观应结合旧路特点与城市规划进行综合设计。
随着经济的发展、交通量的增加，城市道路改造成为改善道路状况的必然选择。做好城市道路改造设计，必须详细调查并深入分析旧路现实情况，在保证行车安全、舒适、便捷的前提下，充分考虑旧路利用，节省投资，为合理设计打下基础。重视特殊设计，加强技术措施，做到功能性、人文性、景观性的统一，确保旧路改造的设计质量。