A、两个直线运动的合运动不一定是直线运动，比如平抛运动．故A错误．

B、不在同一直线上的匀加速直线运动和匀速直线运动的合运动．其加速度的方向与合速度的方向不在同一条直线上，将做曲线运动．故B错误；

C、两个初速度为零的匀加速直线运动一定是匀加速直线运动．若初速度不为零时，则不一定是匀加速直线运动．故C错误．

D、分运动都是直线运动，知合加速度为零，合速度不为零，则合运动仍然是匀速直线运动．故D正确．

故选：D