将废轮胎制成胶粉对沥青改性,既能减少环境污染,又可以提高沥青的路用性能。但是,胶粉改性沥青的性能受轮胎及沥青来源、胶粉成分及粒径分布等材料因素以及加工温度、混合方式、掺量等工艺因素的影响比较大。这些因素本质上影响了胶粉与沥青的相互作用,从而决定了改性沥青的最终使用性能。因此,从微观层次上研究胶粉与沥青的相互作用机理具有重要的意义。论文首先在180℃下制备并贮存常规改性沥青,240℃下制备高温改性沥青,研究了胶粉改性沥青在改性及贮存过程中粘度、软化点等物理性能的变化规律;其次,用甲苯抽提分离不同作用程度样品的残余胶粉和沥青,对残余胶粉进行了热重、交联密度、红外光谱、元素含量及微观结构等分析,研究了胶粉组成和结构的变化规律;最后,对沥青进行了四组分含量测定,研究了沥青组成的变化规律。实验发现,随着加热时间的延长,改性沥青的粘度和软化点先迅速增大,然后又逐渐下降。加工温度对胶粉的降解有重要影响,180℃搅拌1h的改性沥青中胶粉的降解量为28%,贮存12h后,降解量达40%,而240℃下改性1h后的降解量可达到60%。由于苯环对碳链的稳定作用,胶粉中合成橡胶比天然橡胶的降解程度小。炭黑颗粒与橡胶链之间存在物理化学结合作用,当胶粉降解量达到40%以上时,部分炭黑颗粒及无机物才会解离,释放到沥青中。相同条件下,搅拌方式比剪切方式更能加快沥青中轻质组分的扩散,而剪切方式更能加快胶粉网络的降解。根据实验结果,推测了胶粉与沥青相互作用的模型,其中胶粉的交联网络变化分为三个阶段。前期阶段,胶粉表面疏松结构发生降解,其交联质量迅速减小,交联密度小幅下降;中期阶段,胶粉内部C-S键、S-S键发生断裂,交联密度迅速下降,而交联质量变化较小;后期阶段,胶粉的交联密度达到平衡,橡胶的C-C键发生断裂,胶粉交联质量下降,体积变小。胶粉降解生成的沥青质、胶质等大分子会通过中间组分芳香分,降解生成饱和分,甚至分子量更小的物质。