现有沥青混合料薄层罩面工艺存在高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害及抗飞散等性能不足的问题。文中将长度3 mm、直径17 μm和长度6 mm、直径17 μm两种不同规格的玄武岩纤维应用到薄层罩面设计中，以改善其路用性能。对不同规格、不同掺量的玄武岩纤维选用AC-10C、SMA-10两种矿料级配进行配合比设计，并通过车辙试验、单轴贯入试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、飞散损失试验评价其路用性能。结果表明，长度6 mm、直径17 μm玄武岩纤维对两种沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害性能的改善效果较优，长度3 mm、直径17 μm玄武岩纤维对两种沥青混合料水稳定性、抗飞散性能的改善效果较优；从整体路用性能考虑，玄武岩纤维AC-10C、SMA-10沥青混合料中纤维最佳掺量分别为0.3%、0.4%。