为了解决沥青路面施工中黏层黏轮和服役中层间黏结不足的问题，制备了一种具有自迁移功能的水性聚氨酯改性不黏轮乳化沥青。通过针入度、软化点及不黏轮效果等实验评价了不黏轮乳化沥青路用性能，研究了水性聚氨酯改性不黏轮乳化沥青黏层微观形貌和流变特性。研究结果表明：水性聚氨酯改性剂在乳化沥青黏层养生过程中自主迁移至黏层表面；水性聚氨酯在不黏轮乳化沥青最佳掺量为3%；在35℃时，水性聚氨酯改性不黏轮乳化沥青黏层养生时间不大于30 min；水性聚氨酯改性不黏轮乳化沥青黏层在60℃时剪切强度大于1 MPa，在70℃时未发生黏轮现象，具有解决沥青路面施工中黏层黏轮和服役中层间黏结不足难题的潜力。水性聚氨酯改性不黏轮乳化沥青路用性能突出和施工过程环境友好，因此其有望在公路建设和养护工程中得到大规模应用，并可提高沥青路面服役寿命，助力公路交通高质量的发展。