利用原子力显微镜（AFM）、动态剪切流变仪（DSR）和弯曲梁流变仪（BBR）对冻融循环前后的基质沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SBS）改性沥青进行了微观结构观测和高低温性能测试。试验结果表明：经冻融循环后，沥青"蜂形"结构的数量和尺寸出现不同变化，基质沥青中沥青质含量增加且分散状况变差，SBS改性剂三维网状结构遭到破坏；基质沥青的高温性能有所提升，抗疲劳性能降低，SBS改性沥青的高温性能降低，抗疲劳能力提升；融雪盐浓度增大在一定程度上降低了基质沥青的低温抗裂能力，融雪盐浓度为4wt%时，SBS改性沥青的低温抗裂能力得到提高。SBS改性沥青高低温性能总体上优于基质沥青，建议北方等寒冷地区尽量选用SBS改性沥青作为路面材料。