全程130公里的高速公路改扩建项目，在陕西尚属新课题，没有现成经验可循，人口稠密、交通量繁忙的关中道使潼关至西安改扩建项目身处重重难题之中。这是一方公路建设领域的新天地，所有的探索和努力都将成为陕西公路建设的宝贵经验。
    “峰峦如聚，波涛如怒，山河表里潼关路。”元曲张养浩的《山坡羊・潼关怀古》已成潼关地貌的经典表述。黄、渭、洛三河交汇于潼关，大秦岭屏障于潼关，秦、晋、豫三省交界于潼关，修一条通向潼关的高速公路必然是艰难的，1991年、1996年、1999年，西临、临渭和渭潼三段高速相继建成通车，潼关路自此畅达三省。十年交通演进、经济腾飞，这条出省通途变做一条拥挤高速，平均日流量已达4万辆，远远超出了1.5万辆的设计流量，行车时速常常降至每小时60公里以下。这也是一种历史的必然，作为呃三省咽喉的出省要道，18年前，陕西高速公路发轫于此，今天，这条交通量日益增大的高速公路迈上“四车道改八车道”的扩建之路。
    改扩建工程于2008年11月21日拉开帷幕，总投资约72亿，全长130.88公里。路线起于陕豫界，自东经潼关、华阴、华县、渭南、临潼，止于西安绕城高速公路方家村互通式立交，西潼高速全线将由现在的4车道，双侧拼接加宽为双向8车道，其中渭南过境段采用新建双向8车道，潼关至华阴段，整体式路基宽度为41米，设计时速100公里；华阴至西安段整体式路基宽度为42米，设计时速120公里。   

新老拼接
    全线70%以上的重度湿陷性黄土路段，尤其是离黄河最近的港口至秦东段，地下水位高，属黄河滩地山前冲积区，泉眼密布，有长达7公里的湿软地基，这让新老高速的拼接成为一个技术难题。如果地基处理不当，今后的路面很可能面临横向跳车、纵向拉开的问题。为了减少新路沉降，全线路基采用砂砾和灰土填筑，采用灰土挤密桩、碎石桩、水泥搅拌桩以及重夯等工程措施，在湿软地基段还采取了抛石挤淤、粉喷桩等技术措施以减少沉降。在拼接时采取“错台施工”法，将老路停车带挖除，使新老路平顺衔接。项目还投入大量设备去改良填料，灰土、砂砾以外运的方式解决，给施工增加了不少难度。
安全保畅
    西潼高速是一条正在运营中的高速公路，本来就很拥挤的道路，还要占路施工，尤其是路面衔接处要占用单向一个半车道，只剩下一个车道能够通行。这对保畅提出很大压力，施工中将面临复杂的交通组织和施工组织工作。为了确保现在通行能力不降低，经过多次论证，省高速集团公司和省高交支队成立了“交通保畅指挥部”，设立保畅大队，沿路深入宣传，通过报纸、电台及时传播信息，鼓励东来车辆绕行西禹或沪陕高速。制定车辆分流预案，必要的时候向310国道、老西潼公路分流。
交叉施工
    西潼高速与陇海铁路、西安至合肥、郑州至西安三条铁路以及310国道、老西潼公路并行，不算自然河流、电线光缆，仅交通设施就在狭窄的通道中挤得满满当当。一百多公里路途中，25条河流、8处铁路、28座地方路跨线桥、500多条通道涵洞形成的横向交叉又将整个改扩建工程割裂成一段一段。第七合同段是个典型的例子，有一座同时跨越陇海铁路和108国道的大桥，跨度达80米，48根桩基紧挨铁路线，该合同段还包含了2座特大桥、2座大桥、9座中桥和21个结构物。渭南过境段的位置，使这个标段途经渭南市油库、渭南市液化气站、渭南师范学院、9904兵工厂、临渭区6个行政村3.5公里，涉及490余户村民的拆迁，施工难度非常大，成为全线重点、难点控制性工程。被寄予重望的承建单位中铁五局机械化公司于今年元月2日进场，春节坚守工地，克服征地困难，迅速增加投入，建设了两个梁场、投入25台水泥搅拌桩设备、8台重劣设备、10套机械土方设备和4个拌和站。增加拆迁力量，征迁资金及时到位，专款专用。四月份，该标段月突破产值5000万，超额完成生产计划，从难点标段脱颖而出，成为全线施工中的一面旗帜。