本发明提供了一种亲油改性PVA纤维及沥青复合材料的制备方法，S10将二乙胺、二乙烯三胺以及环己胺混合制备碱性催化剂；S20使用碱性催化剂与正硅酸四乙酯(TEOS)，制备纳米级二氧化硅(SiO2)溶胶；S30将PVA纤维加入到所述纳米级SiO2溶胶中，在40～80℃下反应40～120min获得具有纳米级粗糙表面的PVA纤维；以及S40将十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)水解液加入到所述纳米级粗糙表面的PVA纤维中，在40℃～60℃下振荡反应40～120min，经烘燥后获得亲油疏水性的PVA纤维。使用TEOS以及HDTMS在碱性条件下改性PVA纤维可以显著提高PVA纤维的亲油性，将改性PVA纤维用于加强沥青混凝土可以显著的提高PVA纤维的分散性及界面结合力。