研究具有优良路用性能的沥青混合料,对解决南方高温多雨地区、山岭重丘区的长上坡路段、大型桥梁的桥面铺装层以及特重交通等特殊路段的沥青路面早期病害问题,延长使用寿命,具有重要意义。在总结玄武岩纤维沥青混合料和高粘度改性沥青的已有研究基础上,本文对玄武岩纤维和直投式高粘沥青改性剂复合使用后沥青及混合料的性能展开研究,并对其增强机理进行分析,获得比单一改性方式性能更优的高性能玄武岩纤维高粘沥青混合料。主要研究内容与成果如下：(1)通过DSR试验、测力延度试验和旋转粘度试验分析玄武岩纤维和高粘改性剂对沥青粘弹特性、高低温性能和感温性能的影响,发现：两种材料明显改变了沥青的粘弹特性,沥青的高低温性能和感温性均得到明显改善。(2)通过差示扫描量热试验(DSC)和四组分试验分析高粘改性剂对沥青高温性能的改善机理,发现改性后高温性能稳定的胶质和沥青质增多,在高温时易于发生相态转变的芳香分与饱和分减少,沥青胶体结构向凝胶型方向发生转变。(3)通过车辙试验、不同温度下的弯曲破坏试验和冻融劈裂试验评价玄武岩纤维高粘沥青混合料的路用性能。结果表明玄武岩纤维高粘沥青混合料具有较好的高温稳定性和水稳定性,相关指标均优于相同级配下的玄武岩纤维SBS改性沥青混合料,但低温变形能力不如后者。(4)对劈裂破坏后的混合料试样进行环境扫描电镜(ESEM)观测,分析玄武纤维在沥青混合料中的作用机理,结果表明玄武岩纤维在沥青混合料中呈现纵横交错的网状分布,这有利于发挥增强、增弹和增粘作用,并约束或延缓徽裂缝扩展。同时也发现玄武岩纤维在沥青混合料中发生了拉断破坏,说明玄武岩纤维发挥了加筋增强的作用。(5)通过现场试验段铺筑,对玄武岩纤维高粘沥青SMA混合料的施工工艺进行研究,确定了“直投加入、二次干拌”的拌和工艺,并提出了摊铺与压实过程的关键控制指标。