本发明公开了基于沥青混合料各组分相对密度的内部均匀性识别方法，首先，沿沥青混合料试件轴向进行断层扫描，形成若干层有效面积相等的截面，再将每一个截面划分若干规则小区域，建立沥青混合料试件内部结构的数字图像集合；然后进行编写图像分割和阈值选取；同时根据数字图像每个小区域中粗集料、空隙和砂浆的实际密度值以及面积比例计算图像中各组分的相对密度，进而可根据数据直接评价沥青混合料内部结构均匀性，亦可以定量判定沥青混合料内部结构中的损伤位置。