随着“西部大开发”和“一带一路”的进展,故近些年来在新增里程方面,西部地区增长迅速。中国西部高原地区气候条件极其恶劣:年平均气温低、日照时间长、紫外辐射强,多种因素耦合作用极易导致沥青路面的老化,严重影响其使用寿命。本文选用丁苯橡胶胶乳(SBR),纳米蒙脱土粉(MMT)以及纳米二氧化钛粉(TiO2)采用高速剪切法制备纳米TiO2/MMT/SBR复合改性沥青,剪切温度为150℃,剪切时间为40min,剪切速率为5000r/min。通过对改性剂掺量与改性沥青常规性能和抗老化性能关系的研究,从而确定纳米TiO2/MMT/SBR复合改性沥青中的改性剂的掺量:1.5%TiO2、4%MMT、6%SBR(胶乳,固含量 60%)。通过分析纳米TiO2/MMT/SBR复合改性沥青流变性能及抗老化性能,得出复合改性沥青拥有较好的低温性能,高温性能也复合规范要求。其中复合改性沥青的高温性能主要依靠TiO2与MMT的相互作用,低温性能主要依靠MMT与SBR的相互作用。通过沥青老化前后的质量损失分析可知纳米TiO2与纳米MMT共同作用能控制轻组分在老化进程中的挥发。借助电镜扫描、傅里叶红外光谱、凝胶渗透色谱试验从改性沥青的形貌特征、官能团、分子量等角度对纳米TiO2/MMT/SBR复合改性沥青的抗老化机理进行研究。得到以下结论:纳米TiO2可作为物理交联点促进MMT与基质沥青的结合;纳米MMT和SBR可以在以沥青为溶剂的体系中互相插层吸附形成致密稳定的网络结构,增大了与沥青的接触面积,有效隔绝氧气进入沥青内部;同时纳米MMT可有效减少纳米TiO2的团聚和SBR胶链的形成。因此3种改性剂共同作用时使得纳米TiO2/MMT/SBR复合改性沥青的微观形貌更为致密稳定,拥有更好的稳定性。纳米TiO2/MMT/SBR复合改性沥青以物理改性为主,分析MMT改性沥青的亚砜基和聚砜基含量可推断MMT与沥青形成的复合结构能有效隔绝氧气从而减缓了亚砜基的继续氧化这一老化过程。因纳米TiO2/MMT/SBR复合改性沥青在老化进程中可有效隔绝氧气、延缓亚砜基的进一步氧化、控制轻组分的挥发,故纳米TiO2/MMT/SBR复合改性沥青拥有较好的抗老化能力。