本发明提供一种沥青在不同温度下疲劳寿命的预测方法，涉及沥青测试技术领域，包括：设置测试温度，获取沥青的复合模量实测数据和疲劳寿命实测数据；建立预测模型，预测模型包括模型参数，将模型参数划分为两类，分别为第一模型参数和第二模型参数；根据第一优化方法迭代优化第一模型参数，得到优化后的第一模型参数；根据第二优化方法迭代优化第二模型参数，得到优化后的第二模型参数；利用优化后的第一模型参数、优化后的第二模型参数更新预测模型，得到最终的预测模型，利用最终的预测模型得到疲劳寿命的预测结果。本发明的预测模型形式简单，实用性更强，通过两种优化方法对模型参数按批次优化，能够增加模型预测的准确度。