本发明公开了一种基于实时轴载谱和温度场的路面永久变形预估系统及方法，涉及道路工程技术领域。本发明方法基于本发明系统中交通动态称重装置、路面结构温度场测量装置和路面数据处理装置所测量的实时轴载谱数据和温度场数据，利用弹性层状理论体系计算各分析周期内各轴型在各轴载区间作用于各路面结构分层的力学响应量，再基于沥青层永久变形预估模型确定各分析周期内各轴载在不同轴载区间作用于路面结构各分层的塑性压应变，结合路面结构各分层的厚度，得到各分析周期内沥青路面永久变形情况，确定总分析周期内沥青路面永久变形发展趋势。本发明实现了对沥青路面永久变形发展趋势的精确预测，为指导路面结构的科学养护提供了依据。