نانو مواد در سال های اخیر برای بهبود خواص رئولوژیکی قیر و افزایش مشخصات مکانیکی مخلوط های آسفالتی مورد استفاده قرار گرفته اند. ترک های خستگی و حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی از جمله خرابی های اساسی در روسازی هستند. در این تحقیق، هدف بررسی تاثیر نانورس، آهک هیدراته و نانوآهک هیدراته بر عملکرد خستگی قیر و حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی بوده است. نانوآهک هیدراته با روشی کم هزینه و با استفاده از آسیاب ماهواره ای تولید شد. با انتخاب سرعت، نسبت گلوله به پودر و زمان آسیاب مناسب و با به کارگیری عامل کنترل فرآیند، نانوآهک هیدراته با میانگین اندازه ذرات 281 نانومتر تولید شد. برای بررسی عملکرد خستگی قیر، از آزمایش جاروب دامنه خطی (las) استفاده شد. برای بررسی حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی از آزمایش کشش غیر مستقیم بر روی نمونه های خشک و اشباع بهره گرفته شد. نانورس با مقادیر 2، 4 و 6 درصد و آهک و نانوآهک هیدراته با مقادیر 5، 10 و 20 درصد وزنی قیر استفاده شدند. نتایج نشان دادند که افزودن 6 درصد نانورس به قیر منجر به افزایش 38 درصدی عمر خستگی نمونه ها شده است. بر اساس آزمایشات انجام شده در این تحقیق، آهک هیدراته موجب کاهش 42 درصدی عمر خستگی قیر شد و نانوآهک هیدراته تاثیر زیادی بر عمر خستگی قیر از خود نشان نداد. افزودن 5 درصد نانوآهک هیدراته و 2 درصد نانورس به ترتیب باعث افزایش 52 و 49 درصدی نسبت مقاومت کششی (tsr) مخلوط های آسفالتی شدند.