路面弯沉是表征道路路基路面整体强度的重要参数,国内外现阶段均采用FWD或贝克曼梁进行测量,这些方法存在明显的不足：(1)测量效率低。若按间隔20米测量一个测点计算,测量速度也只能达到3-5km/h,无法满足路网级弯沉测量的需要；(2)安全性差。这些设备都是走/停的测量模式,特别在高速公路测量时容易发生安全事故；(3)交通影响大。测量时都需要进行交通管制；(4)测量结果无法满足现有道路评价需要。静态采样的测量方式无法模拟正常交通情况下的变速移动载荷产生的路面弯沉,测量结果并不能反应实际行车动力特征,同时,有限离散点的弯沉值并不能真实代表整条道路的弯沉情况。针对当前弯沉测量的不足,本论文研究高速弯沉测量方法,以实现在正常交通速度20-90km/h下进行高速、连续路面弯沉测量。本文研究的主要内容如下：本论文首先综述了国内外传统弯沉测量方法以及技术路线的现状和不足。总结了国外高速弯沉技术路线,分析了采用绝对位移测量和路面变形速度测量计算弯沉方法的优缺点,包括测量原理、处理理论以及实现方式,确定采用以测量路面变形速度计算弯沉的方法为本论文研究技术路线。其次,针对国外高速弯沉测量技术研究中利用惯导和伺服机构保持测量姿态,而国内实际情况无法满足的现实情况,提出了动态角度和标定因子结合的弯沉数据处理模型,采用实验的方式确定动态影响因子,并给出了模型的实现方法。数据采集是本论文研究的基础工作,由于没有可替代和参考的数据采集方法和设备,为获得研究实验数据及验证研究结果,需要设计弯沉测量原型系统。采用在4m刚性横梁上,离载荷轮中心100mm、300mm、750mm和3600mm处安装测量传感器的测量方法,即满足了当前国内半刚性路面弯沉盆偏小的测量需要,也能适应更大弯沉盆路面的测量,同时保证测量姿态的唯一性。路面变形速度是目前己知能测量的量中最小的量,任何一种误差的导入都会导致计算失败,通过分析,传感器安装的相互角度差是导致误差的最大因素,研究显示0.0050的误差将导致25%的计算误差,因此,本论文研究设计了采用基于精密平移运动传感器相对安置角度参数的标定方法,标定角度能满足0.0005°的精度要求。异常数据作为一种在测量和计算过程中产生的噪音,其处理方法对于计算结果有着非常重要的影响。异常数据包括原始测量时采集的噪音数据,如环境光干扰、路面异常、传感器噪音等,也包括在计算过程中产生的噪音和不可测量量导致的随机噪音,如为了满足计算要求对数据进行的振幅放大同时也对噪声进行了放大、测量过程中测量横梁的细微变形影响等。对可度量的异常数据的采用了替换的方法,如用均值或异常前后的值替代异常值,不破坏测量数据之间的对应关系。对不可度量的异常数据采用了分类、分步骤的异常数据消除策略,如对原始数据采用低通滤波,而车速、角度、路面下沉速度、弯沉值采用均值滤波。每步计算结果后都进行滤波和异常值消除。为进一步计算路面变形速度和计算弯沉值提供基础数据。路面速度计算是本论文研究的核心内容,在分析和验证了车辆运行过程中测量系统的姿态变换对测量数据的影响后,针对在没有惯导和伺服机构情况下测量的特点,提出了基于动态角度计算和基于标定方程计算的两种路面变形速度计算方法。基于动态角度计算的路面变形速度计算方法能够计算任意一组测量数据测量时的测量姿态,为了能够保证计算精度,通过实验确定测量横梁旋转中心与路面平整度及响应波长的关系。考虑到不同地区、不同路基、不同路面材质、不同测量环境的影响,提出了基于标定方程的路面速度计算方法,对水平速度因子、旋转速度因子和综合补偿因子进行精确标定,避免了测量横梁旋转中心对计算结果的影响。利用两种路面变形速度计算方法,互相作为补充,更广泛的适用不同条件下的弯沉测量。在本论文研究的理论及方法的基础上,利用大量的工程实际数据进行了充分的验证,其目的是验证理论的准确性、算法的稳定性和适应性,验证两种不同弯沉计算方法的通用性、数据相关性、测量速度变异性和算法的适用环境。结果表明,测量方法和计算模型很好的适应国内不同地区、不同海拔、不同路面的测量,数据重复性大于98%以上,与贝克曼梁相关性达90%左右,速度变异系数小最后,对下一步的研究方向与重点给予了一定的讨论与建议。