路面平整度是反映路面质量的最重要指标之一，它不仅直接影响车辆行驶的安全性和舒适性，同时也影响公路运输的经济效益。随着我国高等级公路网的日益完善，运营公路管养工作将显得更加突出和重要，尤其是路面平整度的改善和提高将受到各方面的关注。基于目前路面国际平整度指数IRI研究工作情况，当前有三方面问题值得思考和研究： (1)现有的平整度指数IRI描述道路平整度技术指标内涵不完整。目前道路平整度指数IRI所讨论的内容、范畴都以“二维线状”为主要描述形式，尤其是对于多车道路面的平整度“以线代面”的描述显得过于“粗略”。现有规范与实践中缺少能科学描述多车道路段路面的整体平整度指数IRl的技术指标。 (2)对道路路面平整度动态时空变形分析和预报研究不足。对于道路管理部门来说，某时段道路路面平整度指数IRI值的大小固然值得关注，但更希望通过建立同一段道路多时段的路面平整度指数IRI值的数据库，经对数据的加工处理，以此掌握各局部路段各时段的路面平整度指数IRI值的变化量及变化速率；定量地评定和预测路网道路路面平整度当前状况及今后动态时空变形趋势；为科学地划分和确定需采取修复措施的路段和方案，选择合适的修复对策，提供重要的量化决策依据。 (3)国家交通部部颁《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)关于道路平整度指数IRI技术指标单一，以取百米平整度指数IRI的均值作为衡量道路平整度指标，容易造成出现放过个别路段IRI值不合格峰值的情况。 本文首先回顾了国内外关于路面平整度研究工作现状。在模型和数字地面模型概念的基础上，给出了基于数字地面模型的一种新的扩展含义，即IRI数字地面模型定义。通过建立国际平整度指数IRI的数字地面模型，定义和构建了基于道路面状的平整度IRI指标的三维数学模型。IRI数字地面模型并非是一种类似于描述陆地地表的具有实体的物理结构的表面体，而是一种类似于描述陆地地表的非实体的虚拟的表面体，属于概念类的表面体。关于数字地面模型中IRI数据的获取方法，提出了基于剖面法的数据采集策略和数据采集方式。在采样定理的基础上，提出了IRI数据采样的密度确定的实用方法。文中论述了IRI数字地面模型数据库建库遵循的基本原则；数据库结构及管理系统；数据库的存储及特点作用；五种IRI数字地面模型可视化方法。 结合国际平整度指数IRI的数字地形特征和所需考虑的各项因素，IRI数字地面模型选用双一次曲面内插法为曲面函数内插最佳模型。该方法具有简单、运算速度快、计算机内存占用较少，精度较高的优点。给出了基于国际平整度指数．IRI双一次乘积型插值逼近曲面函数的表达式以及数值计算方法。定义了IRI均值和标准差，IRI值的变化差均值及埘值变化差的标准差，IRI值单位时间变化速率等重要概念及数学模型。 论文在论述了用于解决非等距时序列预测问题的4种方法模型(预设原始数据满足GM(1，1)模型非等时距模型；基于积分重构非等时距GM(1，1)模型；拉格朗日法非等时距模型；时数分离法非等时序列预测)的基础上，提出了三弯矩样条函数插值理论模型，解决了IRI值非等距时序GM(1，1)的灰色预测问题。该方法在作非等距时序列向等距时序列转换中保留了原有数据序列所呈现出的阶段性规律，原始数据序列100％地与所建模型相吻合。该方法稳定性较好，且具有较高的精度，扩展了灰色预测理论的应用范围。 本文根据路面平整度指数IRI值数据处理中所涉及的偶然误差、系统误差、粗差(或峰值)问题，初步建立了①IRI观测值的精度计算(偶然误差处理)理论和方法；②IRI观测值的系统误差传播及其与偶然误差联合传播影响误差模型的理论和方法；③IRI观测值的粗差检测与峰值定位的基本思想，检测、定位的理论和方法。提出了IRI数字地面模型的建模精度评定方法。 本文针对各局部单元路面贫信息条件下的平整度IRI值变化的短数据序列，建立了短数据序列的多点非线性动态变形模型以及模拟精度、预测相对误差等检验模型，将单点的GM(1，1)预测模型扩展为系统空间的多点非线性动态变形预测模型，使得路面平整度变形分析预报从单点的粗旷型分析转向多点的空间整体变形分析成为可能。运用模糊聚类分析理论，采用路基地质等因素定性分析与路面平整度IRI值变化定量分析相结合的方法，通过建立要分类的样本集，建立模糊相似矩阵(标定)，聚类等步骤，科学、合理地划分出道路路面平整度变化量不同的变形体块。并以实例给出了建立某一级公路部分路面平整度变形体整体变形预报模型的过程。