随着我国高等级公路的快速发展，沥青路面在高速公路运输体系中所占的比重也越来越高。研究学者发现对于大量沥青路面事故多发路段而言，当其它条件基本不变而只改善路面抗滑性能时，交通事故发生概率将有可能大幅降低。因此对沥青路面表面纹理特征进行研究以揭示沥青路面纹理与路面抗滑性之间的联系是十分有必要的。传统的获取路面纹理的方法有铺砂法以及激光法，铺砂法测得数据的精确性受人为因素的影响较大且激光法中利用的设备十分昂贵造成该方法性价比较低因此传统的方法无法在精确性和经济性上达到一个较好的平衡。因此本文中采取四光源的光度立体视觉法，采用较为廉价的摄像机设备对路面信息进行采集，利用Matlab软件计算出沥青表面法向量，从而利用切平面法对三维数据进行重构从而获得真实沥青表面的高程深度信息。在获取三维模型的基础上本文并针对利用分形理论用以研究沥青路面形貌复杂性以及自相似性等分形特征中存在的求取分维精度较低的问题提出了一种组合优化算法，将遗传算法和序列二次规划方法有机结合一起，并在高精度激光测距仪上对该组合优化算法进行了验证。通过实验的检验表明光度立体视觉法不仅所需设备廉价，而且恢复的三维形貌与真实的沥青路面较为接近，重建的三维数据较为精确。在此三维数据的基础上，利用了激光测距仪对组合优化算法进行验证，结果表明组合优化后的参数在适应度，插值曲线逼近度以及分维准确性上都优于传统方法，能更好的体现出路面纹理复杂自相似等分形特征。