煤矸石是我国目前排放量最大的工业固体废弃物之一,国内外鲜见以煤矸石粉作为填料对沥青混合料进行改性的研究成果;而水镁石纤维作为当前石棉纤维首选天然代用品是一种性能优异且价格低廉的矿物纤维,其对沥青混合料性能的改善效果尚待深入探讨。鉴于此,系统开展煤矸石粉/水镁石纤维复合改性沥青混合料性能研究,明确其适用性及使用效果,对于提高煤矸石及水镁石纤维在道路工程中的资源化利用率、改善沥青混合料使用性能具有重要意义。论文在对煤矸石原矿进行物化特征分析的基础上,探索煤矸石粉作为沥青混合料用填料型改性剂的潜在条件。制备三种不同类型的煤矸石粉(H1、H2、H3型),在兼顾高、低温性能的基础上,采用流变学手段确定出H1、H2、H3型煤矸石粉沥青胶浆的合理粉较比范围;采用锥入度试验、布氏粘度试验、动态剪切流变试验(DSR)、动态热力学分析试验(DMTA)等对煤矸石粉/水镁石纤维沥青胶浆的力学性能、粘温特性、流变特性、相态变化等进行了系统研究,分析了不同种类及掺量条件下煤矸石粉复合水镁石纤维对沥青结合料性能的改善程度;通过车辙试验、小梁低温弯曲试验及冻融劈裂试验进一步研究了煤矸石粉/水镁石纤维改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性,并采用灰熵法分析了填料指标与纤维掺量等因素对沥青混合料路用性能影响程度的显著性;在此基础上,采用扫描电镜(SEM)与红外光谱分析仪(IR)探讨了煤矸石粉/水镁石纤维复合改性沥青胶浆及混合料作用机理。研究结果表明:掺入适量煤矸石粉/水镁石纤维,能够大幅提高沥青胶浆的抗剪强度、粘聚性及高温流变特性,降低其温度敏感性,并显著提高沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性;影响沥青混合料路用性能的主要因素为纤维掺量、填料比表面积与填料平均粒径;煤矸石粉复合水镁石纤维可在沥青混合料中形成空间网筋结构,其增强、增韧与增粘效应提高了沥青混合料的路用性能。