苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（简称SBS）改性沥青凭借优异的路用性能在公路建设中得到了大规模推广与应用。甘肃省河西地区具有大温差强紫外线大风天气等恶劣气候条件,单纯采用SBS改性沥青存在抗老化、耐紫外线不足等缺点,因此开发一种适用于河西气候条件的新型改性沥青材料就显得十分的必要。基于此需求,本文通过研究甘肃省的气候特点和现状,以研究分析氧化石墨烯橡胶复合改性沥青（简称GORS改性沥青）的主要组成材料和工艺,包括基质沥青、橡胶粉、SBS改性剂和氧化石墨烯对于沥青的性能影响,通过采用常规指标性能评价、微观性能分析和流变力学性能评价等手段,对影响其性能的主要参数进行研究,阐述了氧化石墨烯（简称GO）在沥青中的分散机制,SBS改性剂对于沥青的作用机制,最终采用沥青混合料的路用性能进行了验证。最终得到以下结论:1.通过采用氧化石墨烯与沥青助剂预混的方式解决了其在沥青中的分散问题。利用氧化石墨烯表面丰富的羧基、羟基等官能团与沥青助剂实现相似相容,再分散于沥青中,解决了氧化石墨烯因密度小、质量轻难以在沥青中分散的难题。2.优化了GORS改性的加工工艺,解决了GORS改性沥青储存稳定性问题。控制沥青的预混温度为180℃和时间为0.2h,剪切40min,在180℃发育3h,沥青的5℃延度大于30cm、180℃黏度在1.5～3.0 Pa.S左右,沥青的软化点在85℃以上。在沥青库区生产3000余GORS改性沥青,均控制在指标范围以内。3.得出了GORS改性沥青各组成材料的最优配比。通过分析测试GORS改性沥青关键组成材料,得出了各组成材料的最佳掺加量。其中氧化石墨烯掺量在0.5‰～1‰时可以提高沥青抵抗永久变形能力在20%以上,疲劳寿命提高到100万次以上;橡胶粉掺量建议在15%～20%,达到相同效果时脱硫胶粉需求量高于硫化胶粉5%,橡胶粉对于沥青的黏度提高最为显著;SBS改性剂主要起到沥青内部空间网络连接和骨架支撑作用,其掺量在2.0%～2.5%,既可以满足要求,沥青助剂掺量在1.0%即可满足需求。4.GORS改性沥青混合料在高温性能方面表现优于其他沥青。通过选择GORS改性沥青与SBS改性沥青、橡胶沥青作为沥青混合料的对比样,GORS改性沥青的最佳油石比为5.4%,其残留稳定度为90%。沥青混合料动稳定度达到8000次/mm以上,相比于SBS改性沥青提高20%,相比于橡胶沥青提高50%。在甘肃河西地区七瓜路面项目上铺筑了65公里试验路验证,各项指标均满足技术要求。