本发明公开一种高速公路超高过渡段积水深度分布模型及其构建方法，构建方法包括：确定高速公路超高过渡段初始条件和边界条件，利用圣维南方程，构建曼宁公式的扩散波模型；计算扩散波模型的扩算系数；对扩散波模型划分道路网格；利用扩散波模型的扩算系数计算道路网格单元边界的扩散系数；利用道路网格单元边界的扩散系数计算道路网格间的流量传递、传递系数和相邻网格单元间的传递系数；计算道路网格单元边界中心的积水深度；建立迭代方程；利用迭代方程确定最终的扩散波模型。本发明能够为公路设计阶段的排水不良路段几何线形优化及严重积水路段排水措施提供重要的理论依据。