本发明提供一种改性乳化沥青及其制备方法和应用，所述改性乳化沥青包括乳化沥青、改性剂和稳定剂，所述改性剂由天然胶乳、石油树脂乳液和第三改性液组成，所述第三改性液为氯丁胶乳、丁腈胶乳、萜烯树脂乳液中的至少一种。本发明通过选用天然胶乳、石油树脂乳液和第三改性液三者复配可以较好地兼顾乳化沥青的粘结强度和低温性能，无需其他复杂的改性步骤。同时，本发明的改性乳化沥青可以加快破乳速度，具备不沾轮的特性，允许摊铺设备在黏层材料上进行施工，在施工过程中不会因沥青粘附在轮胎上而影响粘层质量，造成性能损失，并且形成的粘结层面具有良好的粘结强度，提高施工效率，减少因粘结失效而引起的路面脱层、疲劳开裂等病害。