随着国家大力推进高速公路投资体制改革,多元化的投资模式对高速公路网络建设产生了重大影响。为合理应对当前高速公路网络需求预测失准,规划空间布局不均衡,规划调整随意性较大,对社会效益和风险考虑不足等问题,本文从投资视角切入高速公路网络规划研究,按照理论研究、方法构建、模式创新、实证分析的总体思路,提出了基于多元投资的高速公路网络规划布局优化模式,为交通政府主管部门科学决策高速公路网络建设提供理论与方法支撑。首先,本文对国内外交通网络规划布局的研究现状进行了全面地梳理,分析了投资视角下高速公路网络规划布局研究的主要成果,总结了该领域研究的不足之处及未来发展方向。本文还重点分析了高速公路网络规划研究的理论基础,研究提出了多学科视角下“经济-路网-空间”互动的多维动态规划理论框架,并运用该理论框架,研究了高速公路网络规划布局的机理。其次,本文考虑高速公路多元投资模式的主要特征,从经济效益、社会效益与投资风险等三个维度,运用层次分析、灰色关联度法,建立了高速公路多元投资评价模型,通过对高速公路网络现状及原有规划布局进行评价,识别规划布局存在的问题,有助于提出网络规划布局优化的初步方案。再者,为精准确定高速公路网络规划布局优化方案,本文研究了高速公路多元投资模式和网络规划布局之间的互动关系,并运用双层规划模型、整数理论、Logit模型等技术方法,提出了基于多元投资的高速公路网络规划优化模型,运用于高速公路网络规划布局优化的微观分析。以此为基础,提出了基于多元投资评价、交通需求预测、网络布局优化的高速公路层次规划方法,建构了“增量扩张”、“存量扩容”和“综合提升”等三种高速公路网络规划布局优化模式。最后,为验证本文提出的优化模式的实用性,以湖北省高速公路网络为例,在开展多元投资评价的基础上,运用“增量扩张”、“存量扩容”和“综合提升”三种高速公路网络规划布局优化模式,提出了湖北省高速公路网络规划布局优化长远方案、湖北国家高速公路网络规划扩容方案,以及湖北省高速公路网络规划布局动态优化方案。总之,本文从投资视角拓展了高速公路网络规划研究的理论框架,考虑了高速公路多元投资模式的主要特征,开展了高速公路多元投资评价,提出了基于多元投资的高速公路网络规划布局优化模式,进一步丰富了高速公路网络规划研究的理论与方法,对于开展高速公路网络规划布局研究具有理论与实践意义。