纤维沥青混合料因其优良的高温稳定性、低温抗裂性及抗水损害性能被广泛应用于沥青路面工程。目前,可用于沥青混合料的纤维类型众多,路用效果参差不齐,工程造价相差较大,探索新型路用纤维具有重要的现实意义。本文以环保、资源化利用棉秸秆,制备棉秸秆纤维,辅以木质素纤维,进行沥青混合料配合比设计,检验其路用性能。首先,选用AC-13和SMA-13矿料级配,采用马歇尔试验方法,依次确定设计级配、棉秸秆纤维合理掺量及最佳油石比,随后,依次采用车辙试验、低温弯曲破坏试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验评价棉秸秆纤维沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水敏感性,结果表明:对于AC-13型沥青混合料,棉秸秆纤维最佳掺量约为0.2%,对于SMA-13型沥青混合料,棉秸秆纤维最佳掺量约为0.3%;AC-13和SMA-13棉秸秆纤维沥青混合料最佳油石比分别为5.0%、5.9%;与未掺棉秸秆纤维沥青混合料相比,最佳油石比约增加0.2%,动稳定度约提高30%,低温抗弯破坏应变约提高15.0%,棉秸秆纤维沥青混合料残留稳定度和冻融劈裂强度比均能满足规范要求。棉秸秆纤维沥青混合料与木质素纤维沥青混合料各项路用性能基本接近,为推广棉秸秆纤维在沥青混合料中的应用提供参考。