城市空间扩张问题自20世纪中期以来受到广泛关注,国内外学者对此均有研究,但受学科差异和价值取向影响,研究结论差异较大且体系较零散。诸多研究表明,城市(城市化地区)在空间形态变化过程中,交通运输系统与土地空间利用之间存在复杂的互动性关系,并对城市空间形态演化产生了重要影响。本文在城市化地区空间扩张的相关理论探讨基础上,选取交通承载系统这一影响因素作为切入点,研究城市化地区空间扩张过程中,交通承载系统与空间形态之间的相互作用关系,并以此为依据,提出城市化地区空间合理化扩张目标下的交通承载系统优化途径,为城市空间形态调整、交通系统发展路径选择以及交通系统规划流程优化提供理论参考和方法支撑。首先,对研究对象和问题进行界定,总结国内外关于城市空间扩张问题研究在概念内涵、成因机理等方面的进展,并对交通承载系统相关研究进行述评；其次,从城市规划史等角度对城市化地区空间扩张问题中的演化起因及发展阶段进行阐述,对城市化地区空间扩张的基本模式、发展特征和测度方法进行研究,提出交通承载系统是城市化地区空间扩张的主要影响因素；再次,对交通承载系统这一研究对象进行详细解读,从系统基本概念、承载对象、系统主要特征及功能等角度进行分析,在此基础上给出系统评价的指标化框架,并指出交通承载系统的效用主要体现在可达性和机动性两方面；第四,对交通承载系统与城市化地区空间扩张作用的基本模式进行分析,说明交通承载系统对城市化地区空间扩张的控制性、引导性以及分隔性作用,同时指出城市化地区空间形态的演变对交通承载系统的结构、效率、空间承载分布等方面的影响,提出两者的互馈性作用框架；第五,构建了交通承载系统和城市化地区空间扩张的相互作用模型,并利用Logistic模型建立了城市化地区空间扩张和交通承载系统相互作用的模型化分析框架,之后对可达性效用模型进行了实例验证；最后,结合我国实际,提出在城市化地区实现空间合理化扩张的主导思想下,认为坚持紧凑式的交通系统资源配置理念、倡导TOD导向的交通—土地开发利用模式、实现土地利用规划和交通规划的整合、注重交通可达性和机动性的辩证统一、实现交通基础设施与运输服务规划的同步等是实现交通承载系统优化的重要途径。论文的主要创新性工作可概括为：(1)从系统自身作用机理方面提出了交通承载力的概念,构建了交通承载系统的基本结构,分析了交通承载系统的承载对象特点以及承载约束层次性,并给出了承载系统的评价指标体系；(2)提出了机动性和可达性是交通承载系统主要效用表现的观点,在此基础上分析了交通承载系统与城市化地区空间扩张的相互作用机理；(3)构建了交通承载系统的可达性效用模型和城市空间扩张表征模型、独立演化模型以及相互作用模型。