本论文对胶粉改性沥青母料工艺进行了优化，加入了预混步骤，制备出了均匀稳定的母料和性能优良的样品，不但解决了严重影响工业化生产的胶粉上浮现象，而且显著提高了混合效率，改善了混合效果，并对各影响因素做了也做了系统的实验研究。本文还筛选出了新的胶粉供应商以保证工业化生产的顺利进行，并对其供应的胶粉所制备的改性沥青的常规性能、SHRP性能做了全面考察，同时还设计出了简易的干烧法对胶粉的品质进行评价。在此基础上，利用布氏旋转粘度计、动态剪切流变仪和荧光显微镜对改性沥青的流变行为和形态特征进行了系统的研究，提出了胶粉改性沥青机理。 首先通过对母料工艺的优化研制出了预混-母料制备工艺，确定了工艺参数如下：沥青预热温度，140℃，沥青预混温度，150℃，混合时间1.5-2小时，混合温度，190-210℃。 考察了胶粉的品种、目数、加入量对预混效果的影响。结果表明，胶粉品种和粒径对预混效果影响不大，而采用常温助剂法胶粉，或胶粉粒径越小，预混效果越好。存在着一最高胶粉加入量为50﹪左右，超过这一含量预混不均匀。 筛选出的胶粉供应商生产的分别是常温粉碎法胶粉和常温助剂法胶粉，二者所制备的胶粉改性沥青都表现出良好的常规性能和SHRP性能，均达到所规定的性能要求，SHRP分级分别为70-28和76-28。通过干烧法的评价发现，胶粉的干烧法残余量与其所制备改性沥青的常规性能联系紧密，干烧法残余量在43﹪以下的胶粉所制备改性沥青的常规性能均能达到所规定的性能要求。 考察了基质沥青和母料的流变行为。结果表明，与基质沥青相比，胶粉改性沥青母料的流变行为产生了明显的改变，最主要的特征是显著改善了沥青材料的感温性、高温抗变形能力和弹性，以及中低温抗开裂性能。 考察了混合工艺条件和胶粉因素对母料的流变行为的影响。结果表明，混合工艺条件和胶粉因素对改性沥青母料流变特性影响显著。随着混合时间的增加，体系会达到一个“临界点”，Eη和n值随剪切速率和测量温度的变化趋势，以及G″和G′随频率的变化趋势，都发生了明显的改变，表明体系内部结构发生了根本的转变。存在着最佳混合温度为190-210℃、最佳胶粉含量为25-30﹪，混合温度过低，胶粉含量过高混合效果严重滞后。胶粉品种对母料流变行为影响不大，常温助剂法胶粉改性效果优于常温粉碎法胶粉。胶粉粒径对母料的流变行为影响很小，尤其是超过“临界点”后，其影响可以忽略。 考察了不同改性工艺对样品流变行为的影响。结果表明，传统湿法工艺制备样品的流变行为与未超过“临界点”的母料的流变行为完全一致。而新型工艺制备样品的流变行为则与已经超过“临界点”的母料的流变行为相类似，仅在G″和G′随频率的变化趋势方面存在着较大的差异。这表明两种样品体系的内部结构存在着根本的差异。 采用荧光显微镜考察了基质沥青、母料和样品的形态特征。结果表明，基质沥青呈现均匀的绿色，而加入胶粉改性剂后，则表现为大量的层状结构相互叠加其间夹杂着絮状结构和点状结构，随着混合的继续，层状结构逐渐消失，絮状结构先增多后消失，点状结构增多且逐渐细化。不同工艺所制备样品的形态相差很大，传统工艺制备样品也呈现出大量的层状结构相互叠加，而新型工艺制备样品则呈现出均匀而连续的层状结构。 还考察了“力化学”因素对母料流变行为的影响、混合过程中体系温度和凝胶含量的变化。结果表明，“力化学”因素促进了溶胀胶粉的有效降解，显著提高了体系的混合效率。同时观察到混合体系中产生了大量的热量使自身温度迅速提高。体系的凝胶含量在开始阶段很大，在混合达到2小时后，凝胶含量迅速降低。 通过上述研究并根据“力化学”原理，提出本工艺的改性机理：胶粉吸收沥青中的轻质组分发生了溶胀过程，溶胀的胶粉又在机械能和热量的双重作用下，被有效地降解，促进了胶粉在沥青中的分散，并进一步在添加剂和稳定剂的作用下，形成了整体连续的聚合物网络结构，进而提高了胶粉改性沥青的综合性能。