为提高城市道路交通网络可靠性，减少级联失效对网络造成的危害，本文对城市路网级联失效进行研究。首先，构建具有双层网络结构特性的城市道路交通网络模型。其次，根据容量-流量模型以及城市路网特点，建立城市道路交通网络级联失效模型。再次，利用网络效率、网络阻塞程度、网络通行质量、正常节点比4个指标对网络可靠性进行评估，分析了不同攻击策略、拥堵失效阈值对道路交通网络可靠性的影响。最后，以上海市某区域道路交通网络为例进行案例仿真分析。仿真结果表明：选择性攻击下网络的可靠性更低；失效阈值越小，网络的可靠性越高，级联失效抗毁性越强。研究结果对提高城市道路交通网络可靠性和增强网络级联失效抗毁性具有重要的现实意义。