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本课题通过向基质沥青中添加不同量的异氰酸酯制各改性沥青试样，再添加不同量的异氰酸酯和水共同改性沥青，对其进行三大指标及荧光显微镜实验进行分析，结果表明在添加2％的异氰酸酯与去离子水充分反应后制得的改性沥青物理性能最优。在此基础上添加三种不同的无机纳米颗粒，即二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)，并对基质沥青、异氰酸酯改性沥青及用无机纳米材料改性沥青进行TG、FTIR以及SEM等测试分析探索无机纳米材料对异氰酸酯改性沥青性能的影响，讨论其改性机理，结果表明纳米材料的掺入使沥青的高温性能和低温性能都有一定的改善。从微观角度看，纳米材料对异氰酸酯改性沥青的作用也十分显著的。同时，异氰酸酯改性沥青通过纳米材料优化后对温度的敏感性降低，稳定性提高。