中文摘要：

沥青的老化是影响沥青道路耐久性的主要自然因素之一，然而目前大部分老化模拟研究在老化方法及后续测试手段上还存在不足。本研究基于对动态剪切流变仪夹具的改装，提出一种新的沥青胶结料老化及流变性能研究方法；通过对不同厚度胶结料在矿料表面的流变性测试，量化不同矿料表面上胶结料的厚度与其流变性的关系，同时为进一步的沥青薄膜老化研究提供更科学的老化判定依据；对微米级沥青胶结料薄膜在矿料表面进行加热老化模拟，并在保持沥青与矿料界面老化后原状形态的情况下对胶结料在矿料表面的流变性直接进行测试，结合对胶结料化学成分的红外光谱分析，在贴近真实状态情况下对沥青老化机理进行探讨；对沥青胶结料在本测试条件下流变性建立数学与力学模型，通过与标准测试条件下模型对照，理论分析老化、矿料面、试样厚度对沥青流变性的影响。本研究不但有助于对沥青流变性理解的深入，而且能为沥青材料优选及道路再生设计提供更科学的依据。

结论摘要：

沥青老化是影响沥青混凝土道路耐久性的主要因素之一，而沥青材料老化性能是判断沥青道路服务状态以及沥青材料再生利用设计的关键参数，然而目前大部分传统老化模拟研究对沥青混凝土中矿料矿物性能及沥青膜厚度的影响未加考虑，容易引起材料老化程度评价误差进而影响再生设计的准确性。本研究首先对含有不同沥青膜厚度（6.56~10.53 μm）的沥青混合料进行了SHRP长期老化模拟，在此基础上对根据混合料间接拉伸模量及回收沥青复合模量计算所得老化因子与沥青膜厚度进行了二阶函数回归，结果显示9.5 μm的沥青膜厚度既能保证沥青混合料的抗老化性能又能确保材料设计的经济性，同时也进一步说明了传统DSR试验1mm或2 mm的测试厚度与实际沥青膜厚度相差甚远。基于对含有不同矿料的沥青混合料及含有不同矿粉的沥青胶浆的老化试验，以量化的力学及化学参数显示了矿料/矿粉在沥青老化过程中的催化、吸附（极性成分）及吸收（非极性分子）等三大作用，并且首次通过力学与化学参数的对照，提出了由于沥青回收技术的固有缺陷，这三大作用对混合料老化性能与回收沥青老化性能影响不同步的观点；另外，试验结果还表明，矿料/矿粉不仅能极大地影响沥青材料老化性能，而且能够影响不同老化阶段的老化强度。在混合料老化研究的基础上，通过对DSR夹具改造使其可以使用矿料测试片，进而对#70纯沥青、PE改性沥青、两种SBS改性沥青，以及SBS+纳米硅复合改性沥青在未老化及老化后状态进行了厚度为1000、500、250、100、50、10 μm频率扫描试验，主曲线分析显示，除PE改性沥青以外，测试片种类及沥青膜厚度对沥青流变性能均有影响，尤其是膜厚度在低于100 μm时沥青力学性能变化剧烈，说明传统的DSR试验所得沥青结合料力学性能并不能反映其在混合料中的真实状态，申请书中所提“近真流变性”概念得到了验证。研究中使用了2S2P1D模型对沥青结合料及胶浆的流变性能进行了拟合，在此基础上不仅对问题数据进行了修正，而且通过对相同沥青不同厚度下流变模型参数的对比，提出在模型中考虑时间、温度、应力、应变力学特性基础上还应考虑膜厚度参数。本研究不但加深了对沥青流变性的理解，而且能为沥青材料优选及道路再生设计提供更科学的依据。