公路网的合理布局能够提升公路网络的整体效能,更好的支撑与带动区域社会经济发展,尤其是在路网规模达到一定程度进入渐进成熟阶段之后,如何结合综合交通系统建设及一体化发展需求对公路网进行进一步优化和完善就显得尤为重要。论文在分析公路网发展的影响因素的基础上,构建公路网发展阶段判定指标体系及判定标准;总结了渐进成熟公路网的特性与布局要求;基于灰色关联度建立公路网发展规模组合预测模型,并结合公路网等级结构优化的实际需求,建立公路网等级结构多目标优化模型;综合考虑节点的发展特性,将空间相互作用模型与经济势理论结合建立节点综合优势度模型,并以此为依据划分节点层次,为路网布局优化奠定基础;综合考虑路网布局形态的合理性与路网布局优化数学模型的最优性,建立基于均势综合优势度与遗传算法的公路网布局组合优化模型,并利用空间连通圆检验路网布局形态,最终生成路网布局优化方案;以陕西省干线公路网布局优化为例验证了渐进成熟公路网布局优化理论与方法的合理性。节点综合优势度模型综合反映节点周边的多种运输方式等对节点发展的影响,无需确定权重即可计算,更加全面客观。文章所构建的路网布局组合优化模型兼顾了数学角度的最优化与路网布局形态的合理性,能切实起到优化路网布局的效果,满足渐进成熟公路网对路网布局的要求,从而更好的发挥路网的规模效益和整体效能。