多聚磷酸(Polyphosphoric acid,PPA)通过对沥青的化学改性可明显地改善沥青及沥青混合料的路用性能,且制备工艺简单,易溶于沥青,成本较低。丁苯橡胶(Styrene-butadiene rubber,SBR)作为一种较早开始使用的聚合物改性剂,因其优异的低温路用性能表现而被广泛的使用,但是SBR改性沥青的高温特性表现一般,SBR颗粒不易均匀分散于沥青等问题尚未解决。结合PPA和SBR的优势与不足,研究其复合改性沥青及混合料性能。首先分别采用两因素和三因素的星点设计-效应面法优化PPA/SBR复合改性沥青的掺量和试验方法。并且应用优化的试验方法对复合改性沥青进行试验,测试结果表明沥青的高温、低温和感温性能改善效果明显。其次基于优化试验方法的基质沥青、PPA、SBR与复合改性沥青作为研究对象,研究老化前后的流变性能。应用傅里叶红外光谱试验分析特征官能团结构指数并量化老化的程度。结果表明:PPA可以提高抗车辙因子G*/sinδ,降低相位角5,增加弹性成分,抗车辙能力变强,复合改性沥青的流变性能受老化影响较小且兼有较好的高温性能;复合改性沥青老化后亚砜基和羰基结构指数的增长幅度小于PPA改性沥青,丁二烯基结构指数的减少小于SBR改性沥青,官能团结构指数变化率低,抗老化效果更显著。最后分析沥青混合料老化前后的高低温和抗水损害性能,结果表明:车辙试验中PPA与复合改性沥青混合料动稳定度较高,且老化后复合改性沥青动稳定度变化率较小;小梁弯曲试验中复合改性沥青混合料老化后抗拉强度、应变和模量值变化幅度小于其他沥青混合料;残留稳定度比与冻融劈裂强度比的结果证明了复合改性沥青混合料有较好的抗水损害性,且老化对其性能影响较小。