Nas últimas décadas, a redução da vida útil dos revestimentos dos pavimentos ocasionado pelo aumento das solicitações de tráfego tem impulsionado a busca por cimentos asfálticos de petróleo (CAPs) de melhor qualidade. Assim, a adição de modificadores visando melhorar a qualidade dos CAPs e consequentemente o comportamento da mistura asfáltica é uma prática comum atualmente. Este trabalho propõe avalia as alterações nas propriedades reológicas do CAP50/70 modificado com uma associação composta por terpolímero elastomérico reativo, ácido polifosfórico (PPA – 116%) e do polietileno de baixa densidade (PE). Para isto foram realizados ensaios convencionais (penetração, viscosidade rotacional, ductilidade, recuperação elástica e ponto de amolecimento) e testes no reômetro de cisalhamento dinâmico, baseados em normas, entre elas, as da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), do Departamento de Infra-Estrutura de Transportes (DNIT), normas internacionais da ASTM e sugestões contidas em procedimentos da ANP e da FHWA. As misturas foram realizadas nos teores de 1,8%; 0,15%; 0,0%, 0,1%, 0,3% e 0,5% em massa do CAP, respectivamente, para os modificadores terpolímero elastomérico reativo, ácido polifosfórico (PPA – 116%) e polietileno de baixa densidade (PE). Observou-se nos resultados dos ensaios convencionas que, com exceção das amostras modificadas com 0,0% do polietileno de baixa densidade, todas as demais amostras modificadas superaram os valores mínimos especificados pela ANP para o asfalto elastomérico de alto desempenho (60/85-E). Nos testes realizados no reômetro de cisalhamento dinâmico todas as amostras modificadas apresentaram aumento da rigidez e da elasticidade, sendo caracterizados por elevação dos valores de módulo complexo e redução dos valores da tan δ. E por fim, foi possível estabelecer que a adição desses modificadores ao CAP50/70 é uma técnica viável e eficaz que atende aos requisitos do DNIT para uso em pavimentação.