本发明提供一种用于沥青改性的纳米氧化石墨烯制备方法，属于沥青材料技术领域，解决目前制备的纳米氧化石墨烯产生边缘型缺陷、自发团聚、难以均匀分散在沥青中、沥青改性效果较差等问题。本发明首先将石墨初步氧化，再将氧化石墨剥离成纳米氧化石墨烯，然后通过阳离子表面活性剂CTAB对纳米氧化石墨烯进行插层处理，并分析在CTAB插层阶段纳米氧化石墨烯层间距的变化情况，确定CTAB的最佳掺量，最后分析纳米氧化石墨烯在沥青中的分散性，确定纳米氧化石墨烯的合理掺量，提高沥青改性效果。本发明制备的纳米氧化石墨烯可用于沥青改性，并且能够均匀分散在沥青中，提高沥青的力学性能、抗老化性能和耐久性，对提高沥青路面使用寿命具有重要的现实意义。