本文通过对多种相形态下改性沥青的性能分析找到了判定改性沥青相形态的新方法,解决了改性沥青相态判定方法的单一性问题;采用热力学分析方法及动态力学分析方法探究了多种相形态下改性沥青的相行为;并通过对各个老化阶段的改性沥青进行常规性能和流变性能的分析,考察了多种相形态下改性沥青的抗老化性能。研究结果表明:当SBS掺量为3wt%-8wt%时,SBS改性沥青根据聚合物相形态结构的不同可以分为颗粒状结构、条状结构和近网结构,通过改变SBS掺量可以改变改性沥青的相态结构。常规性能中的软化点可作为主要指标,针入度作为辅助指标用于对多个不同SBS掺量下的改性沥青进行相态转变的定性判定。改性沥青的软化点和针入度随SBS掺量发生突变的区域一般为条状结构;软化点较低,针入度较高的平稳区域一般属于颗粒状结构;软化点较高,针入度较低的平稳区域一般属于近网结构。动态力学流变性能比常规性能对改性沥青的相态变化响应更加敏感,更适合用于进行相态判定。对于颗粒状结构改性沥青,储存模量G′和相位角δ的频率扫描曲线和温度扫描曲线变化速率较快,在高温区相位角δ接近90°。对于条状结构和近网结构改性沥青,储存模量G′的频扫曲线和温扫曲线的低频末端区和高温末端区曲线较平缓,相位角δ的频率扫描曲线和温度扫描曲线较为平缓,出现“平台区”,其在高温区的值远低于90°。通过对低温相转变、高温相转变以及相转变活化能的分析,得到低温性能的优异性排序为:颗粒状结构>近网结构>条状结构。在低温条件下,改性沥青的感温性由低到高依次为:颗粒状结构<条状结构<近网结构。而高温条件下条状结构和近网结构的改性沥青的温度敏感性更低,颗粒状结构的改性沥青温度敏感性较高。对改性沥青相分离进行研究发现,颗粒状结构改性沥青在较低温度即出现相分离行为,相分离机理符合传统的流体分离机理。近网结构和条状结构的改性沥青发生相分离的温度较高,相分离时表现出粘弹相分离的特征。对于硫磺交联改性沥青,当稳定剂掺量较高时,改性沥青发生相转变时所需的SBS掺量比物理混溶改性沥青低。软化点增量、残留针入度比、延度保留率以及老化指数等老化程度判定指标均显示出近网结构比颗粒状结构的改性沥青老化程度更高,抗老化性能相对较差。通过常规性能的测定发现,对于近网结构和颗粒状结构的硫磺交联改性沥青,前者的高温性能在老化前后均优于后者,而低温抗裂性能老化之后急剧衰减,且前者的低温性能比后者衰减更严重。颗粒状结构改性沥青的老化程度在整个老化周期内近似匀速增长,而近网结构改性沥青在PAV5h老化阶段之前老化程度增长较快,而老化后期老化程度增加速率减缓。通过对流变性能的测定,对于近网结构和颗粒状结构的硫磺交联改性沥青,两种相态改性沥青的复数模量G~*差别不大,两种相态改性沥青抵抗剪切变形的能力相差不大。近网结构改性沥青的相位角δ老化前后始终低于颗粒状结构改性沥青,前者表现出更高的弹性性能。