A oxidação/envelhecimento do material betuminoso dos pavimentos rodoviários promove mudanças das suas propriedades físicas e reológicas, afetando o seu endurecimento e acelerando as degradações das misturas asfálticas. O dióxido de titânio (TiO2) vem sendo aplicado em investigações da Engenharia para promover propriedades anti-envelhecimento e fotocatalítica. Neste estudo, um ligante comercial foi modificado com nano-TiO2 e foi avaliado por ensaios físicos e por ensaio reológico antes e após envelhecimentos pelo Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT) e pelo Pressure Aging Vessel (PAV). Os resultados mostraram que a incorporação de nano-TiO2 mitiga o envelhecimento do ligante, sendo o melhor percentual de modificação 0,25%.