随着重载和渠化交通的影响,普通沥青越来越难以胜任交通发展对路面的要求,工程上纷纷寻求高品质改性沥青。尽管SBS改性沥青具有良好的综合性能,但其对基质沥青有很强的选择性,且热贮存稳定性存在一定问题。近几年来多聚磷酸(PPA)、乙烯基反应型三元共聚物(RET)、聚氨酯(PU)等能够与沥青发生化学反应的改性剂逐渐进入大家的视野。聚氨酯改性沥青具有热稳定性好、明显提高沥青高温性能等优点,但目前研究所用的聚氨酯大部分为固态,不易在沥青中分散,且掺量较大时才能达到较好改性效果。本文主要研究0%～4%掺量下的液态聚氨酯(L-PU)改性沥青的制备工艺及老化前后三大指标变化、黏度、相容性及剪切流变性能。结果表明,聚氨酯改性沥青具有较好的高温稳定性、较好的抗车辙性、抗老化性能以及较低的温度敏感性;聚氨酯与沥青具有良好的相容性,同时其黏度满足施工技术规范的要求。其次,采用原子力显微镜(AFM)对聚氨酯改性沥青老化前与老化后的微观形貌进行分析;采用差示扫描量热法(DSC),确定玻璃化转化温度并分析沥青中组分聚集状态;采用傅里叶红外光谱(FTIR)测试方法分析其改性机理。结果表明,聚氨酯与沥青发生了化学反应,产生了新的官能团;其热流曲线变化更为平坦,玻璃态转化温度更低,具有更好的温度敏感性和低温性能;聚氨酯加入后改变了基质沥青的组分构成,聚氨酯具有更好的抗老化性能。然后,选用AC-13型级配类型制备推荐掺量的聚氨酯改性沥青混合料,同时成型SBS和基质沥青试件,分别进行车辙试验与汉堡浸水车辙试验、混合料小梁弯曲试验、浸水马歇尔与冻融劈裂试验、混合料长期老化试验以及动态模量试验。试验结果表明,聚氨酯改性沥青混合料较基质沥青有更优良的抗车辙性能、低温稳定性、抗老化性,2%聚氨酯改性沥青混合料动稳定度与SBS相当,但其抗水损害能力存在不足。最后,通过利用水煮法与扫描电子显微镜相结合的方法评价沥青与集料的黏附性,并通过AFM观察样品表面形貌、粗糙度,解释沥青混合料水稳定性的失效行为,通过不同掺量的消石灰代替部分矿粉,分别成型浸水马歇尔与冻融劈裂试件,确定消石灰的最优掺量为25%,此时冻融劈裂比较原来提高了13.07%。最终进行掺加消石灰后的聚氨酯改性沥青混合料的性能验证。结果表明混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等路用性能均能够满足施工技术规范的要求。