一种路面结构层的监测系统，包括：多个路面结构层数据的采集设备、数据接收设备以及数据处理设备，多个路面结构层数据的采集设备均埋设于待监测道路的路面结构层内，数据接收设备和数据处理设备均设置于待监测道路的两侧；其中，路面结构层数据的采集设备与数据接收设备电连接，用于将采集到的路面结构层的温度数据和路面结构层的应力数据传输至数据接收设备；数据接收设备与数据处理设备电连接，用于根据路面结构层数据的采集设备所采集的温度数据和应力数据确定路面结构层的温度变化和应力变化。该路面结构层的监测系统能够获取待监测道路的路面结构层的温度信息和应力信息，以便于监测待监测道路的使用性能，从而便于道路的养护。