通过熵权法加权的灰靶理论，对6组不同长度、掺量的玄武岩纤维沥青混凝土路用性能进行综合评价分析，得到最优玄武岩纤维长度及掺量；对其最优组进行疲劳试验，以劲度模量及荷载作用次数为参数，建立BP神经网络模型。结果表明：经过玄武岩纤维改性的沥青混凝土其各项路用性能均得到提高，其中掺加03%的6 mm玄武岩纤维后，沥青混凝土路用性能综合评价最高；采用BP神经网络模型进行玄武岩纤维沥青混凝土疲劳寿命预测可得到较为准确的结果，最大误差小于1%，相比之下Levenberg-Marquardt训练算法收敛速度较快，泛化能力好，且误差平方和明显低于其他两种算法，最大相对误差为0064%~0485%。