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世界第一条现代意义上的高速公路是在德国。1932年，德国修建了从波恩到科隆的高速公路。五年后美国也建成了一条约11公里的高速公路。这个时候，西方国家的汽车已经较为普及。因此一些国家开始大面积建设高速公路。二战以后，高速公路在西方国家迅速成网。
与此相比，中国大陆高速公路建设要晚近半个世纪。1984年，中国大陆开始建设两条现代意义上的高速公路。6月，国家批准修建沈阳至大连一级公路，实际上就是按照高速公路标准建设，不过这条路超过300公里，显然不可能作为一个整体来推进，因此前期计划从两头建设两段，后来整体确定为一级公路标准。12月，上海至嘉定公路按行车时速120公里的高速公路标准组织建设。
1988年10月，上海至嘉定高速公路建成，这条全长16公里的高速公路花了4年时间修建。这条公路被认为是中国大陆第一条建成通车的高速公路。1984年6月27日，沈阳至大连公路开工建设，是中国内地第一条开工建设的高速公路。1988年，就在沪嘉高速公路建成不久，沈大高速公路建成沈阳至鞍山段和大连至三十里堡段共131公里全立交、全封闭、全部控制出入口的收费公路，这也就是高速公路标准。1990年，沈大高速公路全线通车，全长349公里，设计时速120公里。
一南一北两条高速公路似乎在努力争第一，但当时中国对要不要建设高速公路存在争议。由于全国汽车较少，一部分人认为建设高速公路是一种浪费。直到几个“试验田”成功之后，“赶快修建中国的高速公路”才成为共识。因为对比结果很清楚：过去从沈阳乘车到大连大约要10个小时，高速公路通车后只需要4个小时。一条高速公路串起沈阳、辽阳、鞍山、营口、大连等重要城市，高速公路一通车便迅速发挥作用，缓解了当地公路交通的压力。
1986年，中国又开工建设两条高速公路。这两条不长的高速公路都用了大约3年时间建成。一条是广州至佛山高速公路，全长16公里，设计时速120公里。一条是西安至临潼高速公路，是中国西北地区最早修建的双向四车道、全封闭全立交高速公路。西安是中国古都，临潼有着举世闻名的兵马俑，因此这条24公里的高速公路可谓是中国第一条旅游高速公路。
可以说，这4条是具有局部探索性质的高速公路。
资金一直是高速公路建设的制约因素。根据20世纪90年代的分析，一般平原和小丘陵地区每公里高速公路造价约为2000万元，山区高速公路造价达到3000万元。因此修建高速公路绝对是一个奢侈的工程。
随着政策变化，高速公路建设资金来源开始多样，1987年底开工建设的京津塘高速公路就是中国政府部分利用世界银行贷款建设的跨省市高速公路。北京是首都，天津是北方经济最发达的城市之一，位于塘沽的天津新港是北方的重要港口，自然也是北京和天津的海上门户。因此，建设京津塘高速公路就是一件极为重要的事情。1972年，中国就启动了京津塘高速公路的前期研究，交通部公路规划设计院、交通部第一公路勘测设计院、交通部第二公路勘测设计院（今天的中交公规院、中交一公院、中交二公院）也开展了10余年的勘察设计研究。1978年春，交通部组团访问北欧，看到欧洲高速公路在集装箱运输和港口物资集散方面的重要作用，因此希望尽快开始京津塘高速公路建设，并在两三年内建成。但中间曾因资金问题和认识不统一而一度搁置。1984年，国务院批准京津塘高速公路作为世界银行贷款备选项目，随后中国政府和世界银行签订贷款协议。1993年，京津塘高速公路建成通车。
京津塘高速公路（《交通建设报》 供图）
虽然受制于资金不足，但京津塘高速公路建设的技术准备较为充分。一方面，京津塘高速公路建设者经过10余年的技术准备，先后6次进行大规模现场勘察，完成大量科学试验和专题研究工作。另一方面，之前已经有4条高速公路建设积累的一定经验，尤其是中国自行设计、自行施工、自行管理的沈大高速公路项目，为京津塘等高速公路积累了经验和技术。除了引进国外资金，京津塘高速公路建设按国际竞争招标，实行施工监理制度，按照国际咨询工程师联合法制定的合同条款进行组织、施工和管理，中国第一次摆脱了计划经济思路，把国外科学的管理模式引进来，推动基建改革，建立起工程项目业主负责制、招投标制和工程监理制；中国也引进美国、日本、欧洲的高速公路技术标准并结合中国国情进行研究。所有这些，形成了中国第一个高速公路工程技术体系。在当时国内交通基础非常薄弱的背景下，这条公路成为中国大陆第一条达到世界水平的高速公路，获得交通部公路工程优质一等奖、中国建筑工程鲁班奖、中国土木工程詹天佑奖、国家科技进步一等奖等荣誉。
济南至青岛高速公路（《交通建设报》 供图）
此后，中国相继建成了济南至青岛、成都至重庆、广州至深圳、北京至石家庄、上海至南京、上海至杭州等一大批重点高速公路工程，初步缓解了中心城市之间的交通拥堵问题。
济南至青岛高速公路1986年由交通部第一公路勘察设计院、交通部公路规划设计院等单位开始勘察设计，1990年开工建设，1994年初主线工程建成通车。济青高速公路连接济南、淄博、潍坊、青岛等山东重要工业城市。这一工程利用世界银行第三批公路贷款1.1亿美元。现在这条公路成为青岛至银川高速公路（G20）的重要组成部分。后来，为了缓解这条高速公路日渐增大的行车压力，于是又建设了大致平行的另一条高速公路，并列入青岛至兰州高速公路（G22）。
北京至石家庄高速公路是中国第一条全封闭全立交式高速公路。京石高速1986年开工建设，1994年12月19日全线通车，现列入京港澳高速公路（G4），成为北京通往石家庄直至广州、深圳的国家级干道。
1992年起，中国建设高速公路的速度大大加快。1998年，中国高速公路通车里程超过12000公里，总量居世界第八位。
显然，中国高速公路早期建设多数都是以重点城市为中心，从条件较好的平原和小丘陵地带向外延伸。我们不妨把这些视为中国高速公路系列作品中的第一个。
其中，以北京为核心的7条首都放射线中，北京至哈尔滨高速公路（G1）、北京至上海高速公路（G2）、北京至台北高速公路（G3）、北京至香港澳门高速公路（G4）、北京至昆明高速公路（G5），在华北平原上都可以视为一种类型。长江中下游平原、珠江三角洲、东北平原、四川盆地、关中平原等地也集中呈现了这种类型的高速公路。
从后来的运营情况来看，沈阳至大连高速公路和京津塘高速公路为中国高速公路建设积累了系统性的技术体系，一些高速公路成为中国高等级公路建设的样板性工程。通车多年，京津塘高速公路路面质量相当好，没有明显的裂缝、松散、变形等病害。其中，中交一公局，就是前文提到的新中国第一支公路建设队伍，其承建的京津塘高速公路北京段自1990年交付使用后没有出现任何质量问题，在2003年全线进行表面层修护时，其中一段6.5公里没做任何处理就达到了改扩建标准。济青高速公路青州至潍坊段自1993年交付使用，至2000年养护费用为零。
随着中国经济快速发展，部分已经建成的高速公路迎来了一个新的问题：前期高速公路普遍是双向四车道，已经无法满足高速增长的车流通行需求。高速公路改扩建工程成为一个重点。中国高速公路建设者在这方面创造了很多独特的案例。
首先启动改扩建的仍然是中国大陆真正意义上的第一条高速公路——沈阳至大连高速公路。2002年5月，沈大高速开始进行改扩建工程。2004年8月改扩建工程竣工，全路段为八车道。在改扩建中，建设者创造性地在全线路面使用改性沥青。而且，这条高速公路按照行车时速和车型的不同为车辆区分车道，大货车和小轿车实现了相对独立的行驶。
济南至青岛高速公路横贯山东东西部，是一条非常繁忙的“黄金通道”。在这种情况下进行改扩建，关键就是尽量减少对行车的影响。建设者采用了主线上面层摊铺全部应用沥青路面全幅无缝成型技术，四车道18.75米宽的全断面单机，整幅一次摊铺，实现“横向一字坡、纵向无接缝”。
毫无疑问，高速公路是现代交通技术的集合体。无论是勘测设计，还是路基、路面、施工机械、桥梁、运营管理等，建设高速公路都需要高科技的支撑。其中，沥青这个看似不起眼的建筑材料，就包含着持续的技术创新。
20世纪80年代，中国第七个五年计划中，高速公路路面技术就被列为一个重点攻关项目。从高速公路建成运营开始，许多高速公路就面临着路面裂缝问题，裂缝进水之后就会对路面产生破坏，这被称为“水损坏”问题。另外，车辙也是沥青路面要解决的问题。
解决这些问题，关键是在沥青中加入不同的材料，这就形成了改性沥青、排水、橡胶、拼接、彩色、阻燃等20多项沥青混凝土施工工艺。1998年，中交一公局首先在河北石黄高速公路应用大粒径、博尼维沥青混凝土新技术。掺加博尼维纤维沥青混凝土的弯沉值有所减小，弹性恢复能力增强，具备良好的抗车辙能力，抵抗、延缓裂缝的能力增强，能延长沥青混凝土路面的寿命。2001年，厦门环岛柔性彩色路面是中国彩色沥青路面的开山之作。2004年，江苏盐通高速南通段首次铺设排水性沥青混合料路面，这种路面工程技术通过不同的添加材料，增加了沥青路面的黏结性和柔韧性，保证了路面足够的强度和耐久性，而轮胎与路面接触所产生的噪音在空隙内被减弱，几乎完全消除了轮胎溅水和水滑现象。后来，橡胶沥青和阻燃沥青开始大面积使用，加入橡胶粉后的沥青路面，解决了普通沥青路面容易渗水、损毁路基的难题，加大了与轮胎的摩擦力，提高了行车的舒适性和安全性，具有良好的抗高温、抗老化性能，并有助于消解废旧轮胎。
厦门环岛柔性彩色路面（《交通建设报》 供图）
高速公路建设需要大量沥青材料，同时也会产生大量废料。世界上许多国家长期以来不断探索再生沥青的有效技术，并形成了各种日臻成熟的工艺和设备。随着中国沥青路面高等级公路的发展，特别是许多高等级路面已经或即将进入维修改建期，大量的翻挖、铣刨沥青混合料被废弃。如何将沥青路面材料实现再利用，成为一个新的课题。如能实现沥青路面材料的再利用，将会产生巨大的经济效益和社会效益。沥青路面的再生技术，是将旧沥青路面翻挖、回收、破碎、筛分后，与再生剂、新沥青材料等按一定比例重新拌和混合料，使之能够满足一定的路用性能并用其重新铺筑路面的一套工艺技术。在大量的工程实践中，建设者开始研究利用铣刨旧料的课题。中交二公局研究的泡沫沥青再生技术首先在西安至阎良高速大修项目中得到应用，后来又在渭南至潼关高速公路改造项目再次成功运用。
后来，山区高速公路全面建设，对沥青有了更高的要求。2001年交通部公路科学研究所主持“废旧橡胶粉用于筑路的技术研究”西部科研项目，对橡胶沥青及橡胶粉沥青混合料的路用性能及力学特性开展了全面、系统的试验研究。2007年7月，交通部决定在沪蓉西高速公路实施橡胶沥青科技示范工程建设。
沪蓉西高速公路在部分路段采用了橡胶沥青路面，这是在沥青中加入橡胶粉，加大了路面与轮胎的摩擦力，提高了行车的舒适性和安全性，车辆通过时产生的噪音也较小，还能有效解决普通沥青路面容易渗水的难题。经过试验和施工，项目技术人员总结出“高温拌和、高温摊铺、高温碾压”的“三高”施工技术。
这是中国沥青路面技术的新进展：从京津塘高速公路重交沥青混凝土路面施工，到连徐高速公路SBS改性沥青路面混凝土施工，又到江苏盐通高速公路OGFC排水路面施工，再到沪蓉西高速公路橡胶沥青路面施工技术的大面积应用。