本发明公开了一种煤直接液化残渣沥青砂混合料及其制备方法，该煤直接液残渣沥青砂混合料包括基质沥青、细集料和矿粉，所述细集料的粒径包括2.36mm档、1.18mm档、0.6mm档、0.3mm档、0.15mm档和0.075mm档，所述细集料中粒径为2.36mm档和1.18mm档的细集料分别由粒径为2.36mm档和1.18mm档的煤直接液化残渣代替；该制备方法包括以下步骤：对各物质进行预加热处理；将粒径为0.6mm档、0.3mm档、0.15mm档和0.075mm档的细集料依次倒入搅拌机中拌合；将粒径为1.18mm档和2.36mm档的煤直接液化残渣依次倒入搅拌机中拌合；将基质沥青和矿粉依次倒入搅拌机中拌合，即可制得煤直接液化残渣沥青砂混合料。本发明提高了煤直接液化残渣沥青砂混合料的高温性能和低温性能，为煤直接液化残渣在沥青砂混合料体系中的应用开拓了新思路。