本发明提供一种道路沥青水分敏感性评价试验方法，属于道路工程材料性能检测技术领域，解决目前道路沥青水分敏感性评价试验方法忽略了沥青膜与水分接触时间影响沥青水分敏感性的问题。本发明首先将沥青加热至流动状态，以硅片作为底片制备沥青膜试样；然后将沥青膜试样浸泡在盛有蒸馏水的玻璃培养皿中，分别放在不同温度的环境箱中32h制得浸水沥青膜试样；其次对沥青膜试样进行原子力显微镜测试，用软件绘出浸水沥青膜表面三维结构图并计算平均粗糙度；用傅里叶红外光谱仪测算浸水沥青膜试样的羟基和亚砜基的特征峰面积；最后绘制不同温度下的沥青膜物理吸水指数、化学吸水指数和平均粗糙度变化曲线，从而评价沥青在不同温度下对于水分的敏感程度。