湿热地区沥青路面受到高温、多雨等环境挑战,改性沥青成为解决沥青路面问题的关键措施。聚合物改性沥青虽然性能优越但成本高、工艺复杂。非聚合物改性沥青不仅能改善沥青路面的性能,且工艺简单,料价格低廉,应用前景大。目前非聚合改性沥青种类繁多,质量参差不齐,改性机制研究不深入。本文选择常见四种常见非聚合物改性沥青:调和沥青、硫磺改性沥青、硅藻土改性沥青和岩沥青改性沥青,通过物理性能测试、流变性能分析、形貌分析、红外光谱分析(IR)、核磁共振分析(NMR)等方法研究改性沥青材料性能、物质微观结构特性,揭示改性沥青关键性指标,找出表征改性沥青性能的合适评价方法,为质量鉴别及改性提出建议。研究具体成果如下:基于高富沥青的调和沥青与高富沥青基本物理性能差异较小且毫无规律,但调和沥青的抗老化性能较高富沥青差且差异明显,可将老化性能作为鉴别调和与未调和沥青的指标。硅藻土改性沥青和岩沥青改性沥青改善了沥青的高温性能和抗老化性能,硫磺改性沥青高温性能得到改善,但抗紫外老化性较差,建议紫外辐射大的地区不宜采用硫磺改性沥青,可采用硅藻土改性沥青。调和沥青与未调和沥青流变性能差异明显,特别是相位角,调和沥青相位角明显大于未调和沥青的相位角,表明抽出油的加入增加沥青粘性成分,可将相位角作为鉴别调和沥青与未调和沥青的指标。同时发现硫磺、硅藻土和岩沥青掺入使沥青的抗车辙因子增大,相位角减小,高温性能增强,适合在湿热地区应用。常规的物理性能和流变性能综合分析得出硫磺改性剂的适宜掺量为10%,硅藻土改性剂的适宜掺量为14%～17%。沥青主要由烷烃、环烷烃、芳香族以及杂原子衍生物等组成。抽出油与沥青组分极其相似,但抽出油轻组分含量高,沥青结构多为直链或支链烷烃类,小分子含量多且亚砜基含量高,所以抽出油的加入使得沥青高温性能和抗老化下降。硫磺加入生成亚硫酸酯和S-S官能团,分子量和聚合度提高,高温稳定性增强。岩沥青分子量大,活性基团多,具有较强的吸附力和交联聚合作用,改善沥青的路用性能。硅藻土能吸收沥青中的油分,阻碍沥青的老化,抗老化性和高温性能增强。沥青的老化主要表现为含氧官能团增多,烷基链裂解成小分子挥发或环化缩聚成环烷烃或芳烃。综上所述,调和沥青的鉴别主要在抗老化指标,硅藻土、硫磺和岩沥青改善沥青的高温性能,硅藻土改性沥青适用紫外辐射强的地区。物理指标不能反映沥青的真实性能,需要流变特性和物质结构研究为沥青改性和质量鉴别提供建议。