Тоже столкнулся с этим вопросом и самое простое решение которое я нашел:
Код AS3:
var urlVar:URLVariables = new URLVariables();
urlVar["brand[]"] = makeBrands(); //тут функция возвращает массив для отправки на сервер
myService.url ="http://somedoman.com/search.php";
myService.method = "POST";
myService.addEventListener(ResultEvent.RESULT, onSendData);
myService.send(urlVar);
В итоге на сервер отправляется запрос вида
http://somedoman.com/search.php?brand[]=31&brand[]=32
и все в шоколаде :-)