分形是大自然的优化结构和地理学的第四代语言。生命体内普遍存在的分形运输网络,使得生命体内的能量能够被最大化地运输到身体的各个部分。因此,分形也被称为生命的“第四个维度”。异速生长定律是控制生命体生长速率与寿命的“看不见的手”。从细胞到城市,各类复杂系统的演化都表现出异速生长定律。当前分形城市研究多局限于几何分形,对结构分形关注不够,尤其缺少结构意义上的时间分形即异速生长研究,一定程度上限制了我们对城市空间自组织规律的理解。道路网是城市重要组成部分,也是城市骨架。本文以城市道路网为研究对象,旨在挖掘城市道路网几何与结构分形特征、揭示分形驱动下的城市异速生长规律。论文收集了中国人口排名靠前的100座城市的道路网数据和对应的人口、经济、交通、土地利用、产业、科研等社会经济指标,计算了城市道路网的几何形态与结构特性指标,分析了这些指标彼此之间、及它们与社会经济指标间可能存在的异速生长关联。研究结果显示,城市道路网不仅是典型的几何分形体,而且也是结构分形体。六种分形维数值均呈正态分布。对几何分形维而言,盒覆盖几何分形维数、长度—半径维数和分枝—半径维数的取值区间分别为[1.181,1.818]、[1.157,1.736]和[1.153,1.758];对体积结构分形维有,盒覆盖结构分形维、体积结构分形维和度体积结构分形维的取值区间分别为[2.259,3.875]、[2.618,4.252]和[2.152,3.567]。总体上表现为体积结构分形维大于盒覆盖结构分形维,后者又大于度体积结构分形维数的趋势。空间上,道路网分维值较高的城市多集中分布于京津冀都市圈、长三角区域和珠三角区域,在中部和西南地区,则分布零散;道路网分维值较低的城市散布于各处。研究结果还进一步证实了城市道路网的小世界、无标度和结构自相似特性,揭示出道路网分形维与社会经济指标间存在正向(?(29)1)、负(0(27)?(27)1)和反向(?(27)0)三种异速生长关系。