沥青路面是我国路面结构的主要形式，其中摊铺、碾压过程中存在的温度离析已经成为沥青路面早期局部破坏的主要原因之一，所以沥青混合料在压实阶段温度的控制是影响其最终成型质量的关键因素。因此，及时地进行温度监测，对温度离析状况做出正确的评价对提高道路施工质量有很大的帮助。本文从道路材料和施工角度阐述了温度离析成因，通过对比当前几种路用温度监测方法证明了红外热像仪监测温度离析的优势；利用红外热辐射规律，提出了使用红外热像仪监测沥青混合料温度的正确操作方法；结合混合料温度监测的状况对不同红外热像仪进行了性能对比，选择出了适用于监测沥青混合料的红外热像仪的具体参数；改善了当前温度离析的研究仅基于“点温度”的统计方法，运用图像处理技术设计了红外图像分割系统，得到了影响温度离析程度的低温区域面积和分布两个重要参数，将研究范围从“点统计”扩展到了“面统计”；改进了美国NCAT温度离析标准，综合温差、低温面积、低温分布状况三个参数提出了新的温度离析评价指标温度离析指数TSI，弥补了当前温度离析评价仅依靠温差判断的缺陷；设计了室内试验模拟路面温度离析，将温度离析的研究从施工现场转移到实验室内进行；通过室内试验得到的红外图像对温度离析指数TSI进行了反算与验证，检测结果表明温度离析指数可以对不同红外图像做出区分，证明此理论指标进行实际施工评价的可行性。