沥青混合料路面以其优良的路用性能被广泛运用于现代道路建设中。我国沥青路面大多采用热拌沥青混合料,热拌沥青混合料不仅消耗能源还会污染环境,而温拌沥青混合料技术能降低沥青混合料的拌合与施工温度,缓解能源消耗和环境污染问题。道路沥青的老化是影响沥青路面路用性能和耐久性的重要因素,沥青的微观结构以及分子结构组成的分布状况会影响沥青的宏观性能。国内对温拌沥青的研究以宏观为主而微观特性的研究较少,对温拌沥青长期老化的研究也相对较少。本文对热氧老化作用下的基质沥青和温拌沥青宏观路用性能以及微观特性进行研究。本文采用90#基质沥青,两种温拌剂为试验材料,采用薄膜烘箱模拟沥青混合料拌和与施工过程中的短期老化,采用压力老化容器试验模拟服役过程中的长期老化,对不同老化条件下的各沥青材料进行针入度试验、软化点试验、延度试验、布氏旋转粘度试验、弯曲梁流变试验以及原子力显微镜试验,研究温拌剂和老化对基质沥青路用性能的影响,为温拌剂的推广和使用提供试验依据。通过三大指标分析温拌沥青的高低温性能,采用残留针入度比、残留延度比、软化点升高率、和老化前后粘度比分析温拌沥青抗老化性能,采用针入度指数、针入度粘度指数和粘温曲线法分析温拌沥青感温性能,结果表明:Evo温拌剂能小幅提高基质沥青的高温性能,能改善基质沥青的低温性能,使基质沥青温度敏感性增大,提高了基质沥青的抗老化性能。USP温拌剂降低了基质沥青的高温性能,提高了基质沥青低温性能,使基质沥青温度敏感性增大,改善了基质沥青短期老化阶段的抗老化性能。弯曲梁流变试验表明:Evo温拌剂能提升基质沥青不同老化条件下的低温性能,且掺量在0.6%时提升效果最好,USP也能提升基质沥青不同老化条件下的低温性能,提升效果好于Evo温拌剂,且掺量越高提升效果越好。结合Burgers参数拟合可知,两种温拌剂均使老化前后基质沥青耗散能增加,储存能减少,耗散能比增大,提高了基质沥青的应力松弛能力,使基质沥青的抗裂性能增强。原子力显微镜试验表明:Evo温拌剂和USP温拌剂均改变了基质沥青的微观结构,只有基质沥青和Evo温拌沥青出现了明显的蜂形结构和相位结构。随着老化程度的加深,基质沥青蜂形结构数量变少,粗糙度变小,表面承载力变大;Evo温拌沥青蜂形结构的数量变多,分散相的面积变大,粗糙度变大,表面承载力变大;USP温拌沥青随着老化的加深,逐渐出现黑白相间的图形。