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如前所述，公路网络与社会和公众的联系最为紧密，尤其对于区域内的交通活动至关重要，具有不可替代性。在很多受灾地区，公路运输是疏散灾区群众、输送救灾物资、受灾地区灾后重建等活动赖以顺利进行的重要（甚至是唯一的）交通方式。而且，在公路网络上，拥堵效应往往较为明显，用户的出行行为更容易受到优化决策的影响。在此情况下，针对公路网络灾后恢复决策优化问题的建模和求解也更加复杂。因此，本书将公路网络作为研究对象，研究其灾后恢复的选择与排程集成决策优化问题。
由于公路网络自身的结构特征，对它的研究首先会把它抽象成一个无向的或有向的网络拓扑结构图。根据研究对象的规模不同，图中的节点表示道路的交叉口、起始点和目的地（OD点），或者表示不同的城市；图中的边表示交叉口、OD点、城市之间的路段。然后，再利用图论、网络流理论、交通网络流量分析等相关理论和方法进行深入分析。由于事故会对公路网络的双向道路造成同等影响，而为便于表达和计算，本书中所有研究均基于无向网络，但本书模型和算法同样适用于有向网络。另外，通过增加两个虚拟节点和一条虚拟边来替代某个节点的方式，网络中的节点可以转化为边。因此，不失一般性地，本书的所有研究仅考虑网络中边的受损与恢复。但通过适当的网络变形和转换，本书所建模型和算法同样适用于研究网络中节点的受损与恢复。
重大灾难的灾后恢复工作是一项长期、复杂的系统工程，一般可以分为前期的应急恢复阶段（Emergency Recovery Phase）和后期的全面恢复阶段（Comprehensive Recovery Phase），这两个阶段在恢复对象、时间、成本、目标等方面有不同的特征。应急恢复阶段需要对保障基本生活的建筑、设施和其他对象进行恢复，暂时满足受灾人员的基本生活需求，是一个应急过渡阶段。对于公路网络，恢复其必要的连通性是应急恢复阶段的首要任务，这样才能保障物资输送和后续重建工作的顺利进行。应急恢复阶段结束后，公路网络的恢复工程会进入全面恢复阶段，该阶段是在前者工作的基础上，对受损区域进行全面恢复建设，使受损设施的整体性能和服务水平恢复到原有状态，与灾后社会经济秩序全面恢复相适应。全面恢复阶段同样非常重要，因为它决定了公路网络的整体性能和服务水平能否得到更快更好的恢复，进而为社会提供全面的服务。因此，也可以将公路网络的灾后恢复相应划分为应急恢复阶段和全面恢复阶段两个阶段，分别根据不同阶段的特点给出针对性的恢复决策优化方法。
通过上述分析，将公路网络灾后恢复决策优化问题界定为，如何根据应急恢复阶段和全面恢复阶段各自的特点，如该阶段重点考虑的恢复目标、资金和资源约束、时间紧迫性要求、可能存在的不确定性等，制定各阶段相应的公路网络恢复选择与排程集成决策，使公路网络的恢复效果达到最佳。