本研究通过改进热机械法测定沥青热变形的制样方法,测定了中间相沥青P₁、P₂和各向同性沥青P₃,分析了粒度、压力等与之匹配的最佳测试条件。通过进一步减少测试样品用量建立了热机械分析微量法,简化了测定沥青软化变形的过程。在此基础上通过热机械分析仪研究了高温离心分离沥青和两相沥青的热变形性质,分析了热机械法在测定沥青不同位置软化变形特征的应用。首先对三种沥青P₁、P₂、P₃的研磨颗粒进行热机械分析,软化温度关系为P₂>P₁>P₃。以P₁为研究对象,采用平切、挫取、弯切的制备方法获得样品颗粒（制备工具分别为刀片、木锉、齿边缘呈弧形的擦丝器）,分别分析了粒度大小及探头压力对热机械曲线的影响。确定了木锉制备的40⁶0目沥青颗粒在1500mN压力下可获得平滑准确的热机械曲线,与研磨制备样品相比标准差更小,重复性和精度更高。将测试样品用量进一步减少,选用3颗、4颗、5颗样品颗粒进行测试分析（1mg以下）,分析不同粒度及不同压力下P₁的微量法热机械曲线。与典型热机械曲线不同,微量法测定的沥青热机械曲线只有一个软化峰而没有流动峰,显微放大照片显示沥青经过热变形后未填满坩埚底部,因此在TMA曲线上只有一个下降阶段。4颗30⁴0目样品在1500mN压力下测得的结果与热机械法测定单层样品的软化温度重复度高,可简化热机械法测定沥青的软化过程。在改进热机械法测试沥青热变形的基础上,对高温离心沥青和两相沥青的不同位置进行测试。高温离心沥青的下层样品软化温度大于上层样品及界面部分的样品,热机械法可作为评价沥青相分离效果的一种手段。两相沥青的中间相含量较低时,软化过程以各向同性沥青为主,在热机械曲线上表现为各向同性沥青的软化峰,各向同性沥青含量较低时,热机械法可分别测定出各向同性沥青的软化过程与中间相沥青的软化过程。通过微量法测定线性低密度聚乙烯、尼龙66和金属材料镁、锌,热机械曲线获得明显的特征温度点,与理论熔点较接近。微量法在测定其他材料的熔点也具有一定的可行性。