中国是世界上发展最快的发展中国家，经济的快速发展带来能源消耗加剧。我国的能源主要以煤炭为主，为了缓解能源危机，采用煤直接液化技术。煤直接液化技术产生大量的残渣，研究发现残渣中含有沥青质和油分，成分上与沥青相似，有取代或改性沥青的可能。因此，本文在参考国内外相关文献和应用经验的基础上，采用熔融共混的方法开展煤直接液化残渣复合改性沥青及其混合料性能研究。对改性沥青的针入度、软化点和延度进行测试，结果表明，在沥青中掺入煤液化残渣与提纯残渣共混物时，其性能接近5%SBS改性沥青。通过实验确定最佳掺量范围为7%～10%煤残渣、15%～20%提纯残渣。同时，荧光显微镜分析表明，残渣作为改性剂时，搅拌时间越长，残渣与沥青的相容性越好，能够形成稳定体系。采用布氏粘度仪测试改性沥青的粘度，可以看出掺入不同用量的改性剂制备改性沥青，粘度随温度的升高都在下降；随着改性剂掺入量的增加，改性沥青的粘度均呈上升趋势。通过绘制粘温曲线，确定拌和温度为162℃～165℃、压实温度为139℃～148℃。两种改性沥青混合料和普通沥青混合料选用表面层AC-13C级配进行配合比设计，确定其最佳油石比分别为4.42%、4.54%和4.64%；路用性能测试表明在矿料、级配类型相同的情况下，改性沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性、水稳定性都得到了改善。