近年来，随着我国公路网络建设的不断推进，公路基础设施不断完善，大规模公路建设高潮即将过去，今后很长一段时间内交通领域研究的重点问题将是网络资源的优化与整合。然而，传统的公路网络设计忽略交通需求的不确定性，使得方案本身具有风险。本文运用不确定优化理论中的鲁棒优化理论，考虑交通需求不确定性因素，分析传统公路网络设计存在的不足，建立混合公路网络设计双层规划模型。本文以公路网络为研究对象，首先分析了公路网络设计的方法与原理以及存在的不足，其次，考虑需求的不确定性，运用不确定优化理论和情景分析法，建立区间情景下的混合公路网络设计模型。公路网络设计采用双层规划模型，上层模型根据区间分析法和情景分析法，建立区间最小最大后悔值模型，该模型旨在公路网络面临突发情况仍然能保持运转，约束条件分别为投资约束、可行域约束和路段负荷约束；下层模型为区间随机需求下交通分配模型。关于区间随机需求下用户均衡模型的求解，本文利用蒙特卡罗拟合生成区间随机数，将区间分析方法和MSA算法相结合，构建IMSA算法。本文在算法设计上，将连续变量离散化，利用区间分析理论和方法度量不确定性，结合遗传算法，设计区间遗传算子，实现了区间随机需求下公路网络设计模型的求解，并通过简单算例验证模型的合理性和算法的可行性。