随着社会经济发展，客运量、货运量与日俱增，对交通基础设施的配置提出了更高的要求。公路网作为交通运输系统的重要组成部分，在满足运输需求方面发挥着重要作用。但是，我国公路网往往与运输需求不匹配，并由此产生诸多问题，为解决这些问题，使公路网更好地服务于所有道路使用者，须深入研究路网规划理论并将理论付诸实践。本论文先从国内外学者在公路网规划方面取得的成果入手，研究公路网的规划思路与布局原则，然后严格按照交通运输部颁行的《公路网规划编制办法》的步骤，对规划区域内节点的相关指标直接进行聚类。本论文为了能够如实反映各指标对其节点在重要程度上的影响，未对各指标分配权重然后线性求和得出重要度，而是采用亲和力传播（AP）算法将节点指标的主成分进行聚类，然后转化为真实指标下的结果。该改进的聚类方法能够有效避免传统节点重要度聚类法因各指标求和而削弱节点差异性的弊端。基于节点聚类结果采用集弹性系数法、曲线拟合法、灰色预测法和神经网络法于一体的组合算法预测交通量，为公路网起讫点的布设及公路的容量规划奠定基础，最后建立公路网评价体系对规划方案进行评价，并采用天水市公路网络规划作为实例，对规划方案的模型进行仿真检验。评价结果表明本论文提出的公路网络规划方案改善了研究区域当前路网的运行质量，并在规划年份能够与运输需求的增长相匹配。此外，本文提出的规划模型易于理解，计算过程易于操作，有良好的普适性，对公路网络规划具有一定的借鉴意义。