软土地区的高速公路,由于软土地基的固结和次固结特性,通车运营后往往发生较大的沉降和不均匀沉降。沉降后路面加铺的荷载进一步加剧这种沉降。过大的沉降和不均匀沉降,不仅使道路纵面线形变差,严重影响行车舒适性,而且给高速公路改扩建工程纵面设计带来很大困难。公路沉降评价和纵面设计是软土地区高速公路改扩建工程中的两个重要问题。本文从行车舒适性的角度出发,针对以上两个问题进行了理论分析和现场试验研究,完成了以下四个方面的工作：(1)采用五自由度车辆-道路相互作用分析模型,根据Newmark-β法编制MATLAB程序求解振动加速度,并根据ISO2631《机械振动与冲击——人体承受全身振动的评价》标准进行舒适性评价。在文献调研和实测结果的基础上,提出了道路纵向不均匀沉降的三种计算模式,分析了高速公路不均匀沉降条件下的车辆-道路相互作用规律和车辆性能参数对计算结果的影响。(2)现场测试了两种车辆以不同车速在路桥过渡段行驶过程中车身左前、右前、左后、右后四个位置和前后排座椅的振动加速度,并与理论分析结果进行对比,验证了本文所采用的五自由度分析模型和车辆-道路相互作用规律。(3)探讨了车载激光仪高程数据的间距和拟合方法对计算结果的影响,提出基于行车舒适性的高速公路路基沉降评价方法,以一公里为基本评价单元,统计不均匀沉降引起的加权加速度均方根值在各舒适程度范围内的比例,依此比例计算行车舒适性指数和行驶质量指数,判定沉降评价等级,并给出养护工作指导意见。(4)对坡长、坡差、竖曲线半径等道路纵面设计指标进行了分析,提出高速公路改扩建工程纵面拟合设计的方法,在条件受限时可突破新建公路规范中对最小坡长的限制,按照行车舒适性要求或控制3s设计速度行程的竖曲线长度进行纵面设计,并结合软土地区高速公路工程进行了实例分析。