为了防止和减轻沥青路面出现早期损坏，使其满足重载交通和严酷气候条件的需要，研发新型道路改性剂，对沥青材料进行深层次的改性研究具有重要的现实意义。地沟油的前身是天然油脂，是一种可再生资源，具有量大价廉、闪点高、粘度低等特点，而且沥青可以固化地沟油中的有害物质。本文正是基于以上两点，利用地沟油和聚合物对沥青进行复合改性，为地沟油的合理利用及高性能环保型改性沥青的研制提供了一种新思路。本文以研制一种高性能环保型复合改性沥青为目的，通过正交试验设计方法，分析了基质沥青、改性剂、地沟油、稳定剂及改性工艺等不同因素对地沟油/聚合物复合改性沥青性能的影响，提出了适合于地沟油/聚合物复合改性沥青的最佳改性方案。同时选取5%地沟油+3.5%SBS+3%PE复合改性沥青、5.5%SBS+5%PE复合改性沥青、普通SBS改性沥青和SK90#基质沥青作为对照组，采用薄膜烘箱老化、压力老化试验对以上五种沥青的老化性能进行对比研究，结果表明：地沟油/聚合物复合改性沥青经过老化后仍然维持较好的综合性能，抗老化性能良好；采用DSR和BBR对其进行高温、中温及低温流变性能研究，结果表明：自主研制的地沟油/聚合物复合改性沥青有着较好的高温稳定性，良好的低温抗裂性和抗疲劳性能。通过软化点差法、车辙因子法对自主研制地沟油/聚合物复合改性沥青的存储稳定性进行研究，结果表明：在规定的存储时间内，该沥青的软化点差能满足规范要求，且离析率符合规定要求；另外，通过模拟沥青在储运、施工过程的稳定性试验，表明自主研制地沟油/聚合物复合改性沥青具有良好的工艺稳定性。本文首次利用地沟油对道路石油沥青进行复合改性，为地沟油的资源化再利用提供一种新途径；亦突破了沥青改性技术中采用单一改性剂进行沥青改性的常规思路，利用多元复合改性技术研制出高低温性能兼顾的复合改性沥青。