本文研究以天然生石膏为原料、氯化镁为晶型助长剂，运用水热合成法制备了性能优良，形貌均一、可控的硫酸钙晶须(CSW)产品。系统考察了反应温度、反应时间、料浆浓度、Ca/Mg摩尔比、原料粒度、溶液pH值等对硫酸钙晶须制备及其形态的影响。运用偏光显微镜初步观察了硫酸钙晶须产品的形貌，并确定其平均长径比；运用扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)详细考察了反应工艺因素对硫酸钙晶须的形貌和相组成的影响，并对水热条件下硫酸钙晶须生长机理做了分析讨论；运用热重(TG)天平考察了硫酸钙晶须的热稳定性；通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)研究了硫酸钙晶须的表面性能，为其表面改性处理及应用研究提供理论依据。 在考察硫酸钙晶须表面性能的基础上，采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、有机酸等对其进行表面处理，并用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对硫酸钙晶须的表面改性效果进行评价。为避免改性过程中由于晶须折断而导致其性能下降，本文创新性地提出并运用了优化的硫酸钙晶须改性工艺方案，并对硫酸钙晶须与改性剂之间的界面作用机理做了理论解释。 对硫酸钙晶须在道路改性沥青中的应用进行了系统研究。试验分析了沥青的软化点、针入度、延展度等随改性硫酸钙晶须的添加量、改性剂种类、改性工艺及基质沥青属性不同时的变化规律，并阐述其影响机理；结合纤维改性沥青机理、溶解度理论、胶体理论以及界面层理论等对硫酸钙晶须改性沥青机理进行分析探讨。