随着我国高速公路的快速发展，对沥青路面的使用要求越来越高。由于碎石集料的体积约占沥青混合料总体积的90%，因此碎石的物理力学性质、形态特征及其之间的相互作用对沥青混合料的力学性质和路用性能有着很大的影响。如何定量评价碎石颗粒形态特征已成为迫切需要解决的问题。本文采用图像处理技术研究碎石颗粒形态评价指标，并通过有关的沥青混合料实验研究其与沥青混合料路用性能相关性。本论文首先查阅了大量国内外文献资料，采用数字图像分析技术对各种类型的碎石颗粒形态特征进行快速、客观、准确的采集，通过4款技术较成熟的专业软件对碎石颗粒的数字图像进行矢量化处理和特征处理，比较分析确定最优的碎石颗粒形态量化评价指标。通过开展室内相关试验研究，分析评价指标与沥青混合料路用性能之间的相关性。实验选择形态特征不同的A级、B级、C级、D级四个等级的闪长岩成型ATB-25和AC-20的马歇尔试件，分析不同颗粒形状对沥青混合料宏观性能的影响；并通过实验研究碎石颗粒形态与混合料水稳定性、高温稳定性以及抗疲劳特性的影响规律。通过相关的沥青混合料路用性能实验分析，给出颗粒形态特征相关评价指标形状因子的建议取值范围。