现阶段我国沥青混凝土路面面临最为迫切的难题是提高施工质量均匀性。这是因为路面坑槽、松散、拥包、开裂等早期病害主要是由于路面材料或压实度离析所致，呈现局部分散的特点，常表现为路表粗糙程度异常（更粗糙或更细腻）、结构密实度变化（空隙率偏大或偏小）。大量研究表明，沥青混合料的细观结构的均匀性，对沥青混合料宏观力学性能具有决定性的作用。本论文尝试结合工业CT技术来解决沥青路面细观结构的质量均匀性，并在沥青混合料三维图像获取、重构与处理技术方面，路面芯样CT图像处理技术以及三组分识别与分离技术方面，沥青路面细观结构的质量均匀性评价指标与评价方法方面等，开展了深入的理论和技术研究。本论文以沥青混合料CT扫描截面图像为例，详细介绍了二维数字图像处理技术，包括图像获取、图像处理和图像分析几个步骤，完善了沥青混合料图像“噪音”和“伪像”处理技术，提高了图像获取质量，为进一步的图像分析奠定了良好的基础。针对沥青路面（芯样）的灰度分布无明显的双峰或多峰的问题，以及图像亮度不均匀（中间暗，周边亮）的问题，提出了分区识别技术，即环状分区+OTSU法进行三组分识别，并给出了具体的实验过程和操作步骤并获得较理想的效果。针对CT扫描图像的特点，确定了采用扇形扫描的方法，分析沥青路面质量的均匀性。提出了采用颗粒面积比作为分析扫描切面粗集料颗粒的分布状态的评价指标，采用均匀性分布系数作为评价切面内细观结构质量均匀性的指标，采用切面间颗粒面积比均值的波动系数作为竖向离析的评价指标。同时，也对孔隙和沥青胶浆组分开展类似的试验研究。并且，通过路面芯样与室内成型方法之间的细观结构差异性研究以及针对不同级配不同材料的沥青混合料路面芯样进行CT扫描分析处理，验证了利用CT扫描得到的沥青混合料图像的数字图像处理技术对于不同因素的沥青混合料试件的均匀性评价的适用性，因而可以作为评价沥青混合料试件横纵向均匀性以及路面施工质量均匀性的合理指标。