少し調べただけなので間違っているかもしれませんが，
・Asymptote は label の出力に LaTeX を利用している描画言語
・luamplib は LuaTeX に MetaPost を組み込んだもの
というわけで，両者では TeX エンジンに対する包含関係が逆になっているようです．
（.asy ファイルに label を入れて asy -vv <source> とすれば内部で latex が走っていることが確認できます．）
LaTeX 文書に Asymptote の図を取り込もうとする場合，あくまでも外部プログラムの出力を
取り込む形になるので，shell escape を使わない限りは，一度での処理は無理なのではと思います．