城市路网系统具有综合性、动态性、开放性，其复杂性表现在多个方面。对于城市路网拓扑结构演化的研究，是城市路网复杂性研究的关键和理论基础，越来越得到国内外学者的关注与重视。本文基于复杂网络理论，对城市路网拓扑结构演化建模的相关问题进行了研究。城市路网拓扑结构以对偶法进行构建。结合对城市路网演化系统构成成分的研究，提出城市路网拓扑结构的自组织演化效应、规划演化效应；根据这两种演化效应，在BA模型中引入择优连接机制、模块化增长机制，提出了一个以模块为单位快速增长的网络演化模型，每个模块结构是由多个节点相互连接而构成的小世界网络，各模块之间按照节点度数采用择优机制进行连接。择优连接机制完全体现出城市路网拓扑结构的自组织演化效应，而模块化增长机制体现的是自组织与规划的复合效应。对该模型的模块结构强度的理论公式进行数学推导，发现通过调节模块内边数及模块之间连接边数之间的比例可以对其调整改变；运用平均场原理对该模型的节点度分布进行数学解析，并通过数值仿真验证，发现该模型的度分布明显地分段表现出小世界网络及无标度网络的特征。运用数值仿真，从不同的择优连接、模块规模、模块形态的角度，对比分析了该模型的模块结构特性、小世界特性、无标度特性的影响变化，使得自组织效应与规划效应在城市路网拓扑结构演化过程中的作用更清楚的反映出来。