应急物资敏捷配送是灾难救援的重要工作之一，为了给灾区快速配送应急物资，构建了包含救灾物资储备库、应急物资配送中心及受灾点三层结构的应急物资敏捷配送体系。建立相应双层优化模型，其中下层模型决策车辆路径安排，上层模型根据下层模型的结果决策应急物资的分配。根据该模型的特点，提出一种改进蚁群算法求解下层模型，并用CPLEX软件求解上层模型。最后以5·12 汶川大地震应急救援为例，对优化模型及求解方法进行了验证。