随着我国经济的快速发展和西部大开发战略的实施，西部高原山区修建了大量的高速公路，公路隧道的数量也日益增多，对隧道内路面的要求也逐渐提高，沥青路面逐渐代替传统的水泥混凝土路面，成为隧道路面铺装的主流。但沥青路面的易燃性使得隧道路面发生火灾时，燃烧剧烈，造成巨大的人员伤亡和经济损失，所以，研究沥青路面的阻燃性，以满足隧道特殊的使用环境具有重要的意义。论文借鉴纳米材料在高分子聚合物阻燃方面的技术，希望通过纳米材料和传统阻燃材料的复合，组成纳米复合阻燃体系，加入到沥青中，提高沥青的阻燃性能，减少阻燃剂的用量，降低阻燃剂对沥青性能的影响。首先，根据阻燃剂选择原则，本文选用阻燃剂为：十溴二苯乙烷（DBPE）、三氧化二锑（Sb2O3）、粒径为微米级的普通硼酸锌（普通ZB）和纳米硼酸锌（纳米ZB）。其中，纳米ZB为实验室自制材料，以氧化锌和硼酸为原料，油酸为表面改性剂合成，对纳米ZB进行扫描电镜（SEM）、接触角、红外光谱及热重分析表征，测试表明油酸中的羧酸根(-COO-)已修饰到ZB表面，ZB粒径厚为60～70nm、接触角θ=122.62°，所合成的ZB为疏水亲油性片状纳米结构。将纳米ZB与DBPE、Sb2O3组成阻燃方案A，将普通ZB与DBPE、Sb2O3组成阻燃方案B，分别研究两种阻燃复配体系对沥青阻燃性能的影响，进而对比纳米ZB与普通ZB的协同阻燃效率。为克服沥青在试验过程中的流淌，我们发展了一种用于测试阻燃性能的样品制备方法，并采用极限氧指数法（LOI）测试了阻燃沥青的阻燃性能。为确定每种成分的最佳添加量，首先将每种阻燃剂以不同的掺量添加到沥青中，利用LOI法评价单一阻燃剂对沥青LOI的影响，分析比较其阻燃效率和阻燃性价比，确定每种阻燃剂的最佳掺量范围，然后根据正交试验方法和沥青三大指标试验，确定每种阻燃方案的最佳配比和最佳掺量。研究发现，方案A的最优配比是DBPE：Sb2O3：纳米ZB=7:2:2，最佳掺量为沥青质量的5%，LOI为28.9%；方案B的最优配比是DBPE：Sb2O3：普通ZB=7:2:3，最佳掺量为沥青质量的8%，LOI为29.2%；纳米ZB协同阻燃效率优于普通ZB；对阻燃沥青三大指标进行测试，结果表明软化点升高，针入度、延度均有不同程度的下降。其次，对未添加阻燃剂的常规沥青混合料、方案A阻燃沥青混合料、方案B阻燃沥青混合料，分别进行车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验等验证其路用性能，研究表明三种方案都能够满足《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）的规范要求，由纳米ZB组成的阻燃方案A的沥青混合料的路用性能优于普通ZB组成的阻燃方案B的路用性能，且方案A的阻燃沥青混合料路用性能与常规沥青混合料的路用性能差别较小。最后，论文采用沥青混合料直接燃烧试验和完全燃烧试验方法，对三种方案的沥青混合料进行了燃烧性能评价，试验结果表明阻燃方案A和方案B的阻燃效果明显优于常规沥青混合料，且方案A的阻燃效果最佳。通过比较基质沥青和阻燃沥青的热分解行为，讨论了纳米复合阻燃沥青的阻燃机理。在300℃～540℃温度阶段，纳米复合阻燃剂发生热分解，生成难燃性气体、结晶水、金属氧化物等，稀释可燃性气体的浓度，降低热量，促进沥青的氧化还原反应和热氧化交联反应，发挥冷却稀释阻燃机理和催化阻燃机理。