膨润土改善沥青性能主要基于以下原理。一是吸附与分散作用，膨润土的细小颗粒具有较大的比表面积，能吸附沥青中的轻质组分，使沥青的组成更加均匀，同时均匀分散在沥青中，形成稳定的胶体体系，防止沥青老化和离析，延长其使用周期。

其次是增强与增韧作用，膨润土的片状结构与沥青相互交织，在沥青内部形成网络结构，如同钢筋增强混凝土一样，提高沥青的强度和韧性，使其在高温时不易流淌，低温时不易脆裂，增强道路在不同温度环境下的适应性。

再者是改善流变性能，膨润土可以调节沥青的粘度和流动性。在施工温度下，降低沥青粘度，便于施工操作；在使用过程中，提高沥青的粘度，增强其抗变形能力，保证道路的使用性能。