随着社会经济的快速发展，运输需求持续快速增长，对公路网的适应性提出了新的要求。同时，由于在公路网规划过程中对运输需求考虑不足，我国公路网的发展出现了不均衡现象，突出表现为拥堵和非合理性畅通，严重影响公路网系统功能的发挥。在此背景下，如何在“增量”建设和“存量”优化之间寻求协调统一，既发挥“增量”的优势，又挖掘“存量”的潜能，更好的完善公路网系统功能，使其不断适应社会经济发展的需要就显得尤为重要。本文针对公路网优化问题，从国民经济和社会发展角度出发，以建设成本、土地占用机会成本、运输成本、公路使用效率四因素为决策变量，构建了基于四因素的公路网综合评价模型。并在此基础上，从公路网局部结构（三点结构）入手，对其进行四因素分析，提出添加虚拟节点的局部结构优化方法，并对理想虚拟节点的位置进行了探讨，发现理想虚拟节点的位置受交通流分布、三点结构形态等多因素影响，难以给出解析解，论文据此构建基于四因素法的公路网优化模型，并采用粒子群算法对模型进行求解。最后，论文以广东省中西部地区为例进行了实例分析，针对该地区公路网存在的问题提出综合优化解决方案。分析表明：综合优化解决方案能基本解决广东省中西部地区存在的交通拥堵问题和非合理性畅通问题，大幅提高公路使用效率，使得公路网通行状况得到明显改善。