我国高速公路网络发展迅速而高速公路养护管理工作的发展却严重滞后,缺乏科学的规划和决策。因此对高速公路网络日常养护作业系统进行合理规划变得尤为重要。本论文主要探讨了针对大规模高速公路网络养护管理的两个问题:服务区域规划和带工作时长约束的鲁棒弧路径规划。服务区域规划问题主要解决了养护站选址、网络区域划分和区域内确定路径规划问题。首先建立了不考虑区域划分性质的选址-分配弧路径规划数学模型并用分支切割算法求解。接着设计了一种三阶段启发式算法来求解考虑区域划分性质的选址-分配弧路径规划问题。算例实验证明,随着网络规模的增长,三阶段启发式算法在计算上比分支切割算法更易行,并且可以产生紧凑且形状良好的高质量区域规划解。带工作时长约束的鲁棒弧路径规划则实现了服务时间和旅行时间不确定情况下的成本最小鲁棒弧路径规划。本文首先提出了带工作时长约束的确定弧路径规划问题的数学模型并定义了服务和旅行时间的多面体不确定集,然后推导出确定模型的鲁棒对应模型并求解。算例结果证明,小规模网络的带工作时长约束的鲁棒弧路径规划问题可以快速求得最优解。另外,解的鲁棒性可以付出成本代价或调整道路养护工作的分配来提高。