本发明公开了一种胶粉改性沥青及其制备方法，通过采用双氧水对胶粉进行氧化预处理，增加了胶粉的活性基团数量，同时增加了胶粉的表面粗糙度，便于后续反应的进行，然后利用硅烷偶联剂十三氟辛基三乙氧基硅烷对胶粉进行改性，改性胶粉与沥青中的活性基团进行反应，改性胶粉与沥青形成相互交联的两相，显著提高了沥青的高温储存稳定性；再利用碱木质素与二硫化碳在碱性环境下进行反应，得到改性木质素，然后将其应用在沥青中，能够促进改性胶粉与沥青界面处的硫化，同时碱木质素中未参与反应的酚羟基与改性胶粉、沥青中的活性基团形成交联的网络结构，使沥青的高温抗形变能力进一步增强，提高了改性沥青产品的稳定性。