随着通车里程的增加，人们对于良好的路面服务水平提出了更高的要求，从而导致了对沥青混合料使用性能的关注。传统研究方法虽为世界道路行业的进步做出了巨大贡献，但现在已经逐渐无法满足工程需要。 数字图像处理技术出现于20世纪60年代，经过几十年的发展，现已基本成熟完善。随着计算机技术的迅猛发展，数字图像处理技术在各个研究领域都得到推广。它的出现，为沥青混合料的研究提供了新的途径。本论文在此背景下，全面研究了数字图像处理技术在沥青混合料研究中的应用。 二维断层图像表达了某一截面的信息。但是，仅由二维断层图像人们很难建立起三维空间准确的立体形象和结构概念。为提高判别和仿真的准确性与科学性，需要建立混合料内部结构直观立体的效果，展现混合料的内部三维结构与形态。本论文了介绍沥青混合料三维及二维数字图像处理技术的有关概念、原理、方法、步骤等内容。 应用计算机断层扫描(Computerized Tomography，CT)技术对沥青混合料内部结构进行三维重构与分析，是沥青混合料研究领域的一大进步。本论文采用同类沥青混合料试件，系统比较了现有CT机型图像获取、内部结构三维重构的过程和结果，介绍了颗粒逆向反求技术，剖析了CT技术应用于沥青混合料研究的优点与特点。 沥青混合料内部结构伪三维分析，是指采用一定的切割技术实现对试件的连续物理剖分，分别获得每个连续剖面的混合料平面信息，反映混合料内部结构的三维特征。本论文介绍了基于CT技术的沥青混合料各组分分布特性的研究结果和基于薄片切割的混合料内部颗粒结构特性分析的研究结果，并简要介绍了沥青混合料内部结构分形的部分研究成果。 作为前景的常规集料颗粒与作为背景的沥青胶浆与空隙有良好的灰度对比度，在灰度直方图中形成明显的双峰，利用该特性可实现对于集料颗粒几何信息的提取。本论文介绍了基于灰度的混合料二维数字图像处理技术，研究了应用集料颗粒几何信息提取方法的若干沥青混合料工程应用技术问题，主要包括：下封层碎石洒布质量评价；集料粒度分布的概率研究；颗粒针片状含量量测；RLwT与APA车辙试验加载模式比较分析；沥青混合料级配离析定量评价与相关性研究。在处理过程中仅利用了截面的黑白灰度分布特性，并未涉及色彩信息。 灰度图像实际上是彩色图像在满足某种条件(R=G=B)下的特殊表现。当光谱采样限制到三个波段，即对应于人类敏感的红、绿、蓝光谱时，就是一般意义的彩色图像。本论文介绍了基于色彩的混合料二维数字图像处理技术及利用彩色阈值分割图像，提取粗集料的若干沥青混合料工程应用技术问题，主要包括：粗集料颗粒密实方法研究；混合料级配获取与分析；混合料级配颗粒均匀度评价研究；量测混合料的粗集料骨架间隙率VCA<,mix>。本论文研究所取得的成果为沥青混合料数字图像处理技术由二维向三维过渡奠定了基础。