随着“西部大开发”、“交通强国”等国家战略的实施,山地城市道路工程技术相较于过去取得了长足的发展。在山地城市道路建设中,穿山道路和盘山道路路线方案的优选所考虑的影响因素十分广泛,不仅涉及建设投资成本和生态环境保护,还要考虑满足工程设计要求、安全标准和社会经济等。传统的道路选线方法大多基于CAD辅助系统和专家的设计经验展开,且考虑的影响因素比较单一,存在一定的主观性和局限性,路线的设计质量和效率也较低。因此,在国家战略方针要求及山地城市交通发展需求的背景下,设计出较为全面地兼顾生态环保、社会经济效益最优、行车安全和舒适等方面需求的道路选线方法是当前研究的重点课题。论文综合分析了道路选线问题所涉及的各类影响因素,通过构建费用模型将其转换成选线工程中可换算的实际价值,将选线设计的多目标决策问题转化为单目标决策问题。通过构建穿山道路和盘山道路的线形优化模型,结合量子粒子群算法实现了两种路线方案的优化设计,并从不同角度对路线方案的优化结果进行比较,得出最优路线方案。本文的主要研究工作如下:（1）搜集相关文献资料,系统阐述了穿山道路和盘山道路的基本概念,强调了两种路线方案的适用特点,并提出在山地城市道路建设中两种路线方案的优选问题,搭建了论文的研究思路和内容。（2）介绍了道路选线的设计原则和技术规范。根据地形数据和土地利用数据构建了道路选线的三维环境模型,实现了路线优化方案的可视化。同时,从道路设计全寿命周期的角度对路线方案的建设费用及线形设计结果进行讨论。（3）提出将穿山隧道应用于道路选线设计当中,充分考虑到穿山隧道对路线设计的影响,分别构建了穿山道路、盘山道路方案下的线形优化模型和综合费用模型,通过分析道路平、纵断面线形及要素生成的过程,确立了路线优化目标与总目标函数的关系。（4）引入了基于量子粒子群算法和走廊带数字高程模型相结合的路线优化方法,在不考虑回头曲线且线形连续的情况下,将平面优化简化成交点优化、纵断面优化转化为寻找最优变坡点位置,再通过线形要素几何计算方法,为量子粒子群算法优化的实现奠定基础。（5）在搭建的模型和智能算法基础上,通过工程案例分别优化出穿山道路和盘山道路两种路线方案,多角度比较分析两种路线优化方案的适用性,并得出最终路线方案。