市政道路工程建设是一项复杂的系统工程，其内部各组成部分之间相互联系又相互制约，关系错综复杂。其施工方案的优劣直接影响到项目的质量、安全、环境、进度、成本等目标的实现，工程项目施工方案在工程施工中占有重要地位。市政道路工程项目施工方案的优选涉及面广，是一个包含有定性和定量指标的多因素和多目标的复杂系统的决策问题。针对具体的市政道路工程项目的特点，建立科学的施工方案优选决策模型，从众多可行的施工方案中选择适合工程项目的最优施工方案，具有非常重要的理论研究价值和实际应用价值。本文的主要关键技术是网络计划技术、虚拟技术、模糊综合优化和灰色关联分析在市政道路工程建设施工方案比选中的综合运用。根据市政道路工程施工方案的特点，采用定性和定量相结合的指标，利用多目标决策方法来进行施工方案优选的决策，建立基于工期-成本-质量-安全-环保的灰色关联分析的混合模糊多属性决策模型；将施工网络计划技术、模糊综合优化和灰色理论应用到市政道路工程项目的施工方案比选优化中来，以杨家沟特大桥为例，考虑施工工期、成本、质量、安全、环保五个施工重要指标，定义模糊集，并利用灰色关系分析进行评价，建立综合工期-成本-质量-安全-环保的混合模糊优化决策模型，得出在最满意作业模式组合下，对杨家沟特大桥的施工方案进行决策。最后应用三维动态虚拟可视化仿真技术，对杨家沟特大桥施工中的重点工序进行虚拟可视化仿真研究，可以得到合理可行的施工方案，为施工方案的优选提供了依据，实现了工期、质量、成本、安全、环保等目标的均衡优化，有效提高了工程项目的经济效益和社会效益。