大城市发展扩张逐渐形成了具有一体化倾向的城市功能区域,中心城区同外围新市区的产业关系和交通联系日益密切,由高速公路和城市快速路组成的高快路系统是满足城市长距离快速交通出行的主要载体,一体化布局规划有利于形成合理的市域客货运快速通道,缓解城市交通压力,构建城市便捷高效的对外交通衔接转换系统。论文分析了城市空间结构演变过程,及高快路系统在城市发展中与空间结构、人口产业分布、道路网络等相互作用关系,提出了大城市轴辐式对外交通组织模式。分析了高速公路和快速路的交通设施特性,以及在功能结构、设施标准、交通流等方面的差异性和相似相容性,阐述了高快路一体化布局规划的内涵。结合高快路交通需求特性,预测城市过境交通、出入境交通和内部交通的需求；结合高速公路和快速路设施供给特性,分析高快路路网容量；从高快路网络的功能特点和交通分担特征入手,运用供需平衡法测算高快路网络的合理规模。应用我国发展较为成熟的大城市社会、经济、交通等数据,建立高快路规模回归拟合分析模型。归纳分析了城市空间及高快路布局形态,从“面、线、点”三个层次梳理了高快路网络布局规划的控制要素,提出了“分层布局、叠加衔接、整体优化”的高快路网络叠分布局规划流程。重点研究了高快路初始网络的生成方法,依托蜘蛛网交通分配方法,提出了城市快速路走廊判定技术；通过理论计算和城市案例,确定高快路环线半径的范围；应用基于节点重要度和路径随机搜索方法,生成虚拟高快路网络；匹配实际道路,得到高快路网络布局方案。分析了影响城市高快路衔接节点布局选址的社会、经济、环境、城市形态等方面的因素,给出了衔接节点布局选址的设置原则；研究了布局选址决策流程,建立衔接节点初始位置选择的目标优化模型；运用层次分析法构建了衔接节点选址决策指标体系,确定各层指标权重,构建了多级模糊综合决策评价模型。以南京市为例,预测规划年交通需求和高快路规模,将高快路网络一体化布局规划方法进行实证研究,得到南京都市区高快路一体化布局方案。