Jalan raya merupakan prasarana transportasi yang berperan penting untuk menunjang aktivitas manusia di segala bidang, sehingga diperlukan inovasi untuk meningkatkan kualitas dari perkerasan jalan. Salah satu upaya untuk meningkatkan mutu aspal yaitu dengan memodifikasi sifat fisis aspal. Pada penelitian ini material dari limbah styrofoam digunakan sebagai bahan substitusi aspal dan penggunaan abu serbuk kayu sebagai filler. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik campuran lapis aspal beton AC-WC (Asphalt Concrete-Wearing Coarse) melalui Marshall Test dari substitusi styrofoam ke dalam aspal pen. 60/70 dan abu serbuk kayu sebagai filler menggunakan metode pencampuran basah. Penelitian ini dimulai dengan melakukan pemeriksaan sifat-sifat fisis aspal, aspal modifikasi, dan agregat, selanjutnya dilakukan pembuatan benda uji dengan variasi kadar aspal untuk penentuan kadar aspal optimum (KAO). Setelah KAO didapatkan, dilakukan pembuatan benda uji tanpa substitusi styrofoam sebagai benda uji awal dan dengan substitusi variasi persentase styrofoam sebesar 7%, 9%, dan 11%. Gradasi campuran yang digunakan adalah gradasi menerus mengikuti Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 Revisi 4 (2018). Tahap selanjutnya untuk mengetahui bagaimana pengaruh antara kadar styrofoam sebagai bahan substitusi aspal pen. 60/70 dan penggunaan abu serbuk kayu sebagai filler terhadap karakteristik campuran aspal dilakukan analisis regresi. Dari hasil penelitian ini diperoleh kadar aspal optimum (KAO) yaitu 6,05%. Karakteristik Marshall yang terbaik pada campuran AC-WC dengan substitusi styrofoam dengan variasi 9% pada KAO 6,50% dan filler abu serbuk kayu didapat pada 25% ASK dan 75% PC. Adapun nilai density (2,43 gr/m3), VIM (4,35%), VMA (19,49%), VFA (77,75%), stabilitas (1249,01 kg), flow (3,13 mm), Marshall Quotient (399,79 kg/mm), nilai durabilitas diperoleh yaitu 96,51% sesuai dengan Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 revisi 4 (2018) yaitu > 90%.