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废旧轮胎污染大且难以降解，其破碎得到的胶粉掺入沥青能在较好解决这一问题的同时还改善了沥青的路用性能，但制得的胶粉改性沥青抗老化性能有限且稳定性较差。无机纳米粒子除了具有独特力学、热学、阻隔性能外，还具有独特的光磁学功能。因此基于改善胶粉改性沥青性能的需求，本研究提出将无机纳米粒子及胶粉复配制得改性沥青。本文首先针对胶粉改性沥青进行了加速老化研究，评价了沥青的抗老化性能；接着选用了不同种类及掺量的无机纳米粒子：纳米氧化锌（Nano-ZnO）、纳米二氧化硅（Nano-SiO2）、纳米二氧化钛（Nano-TiO2）与胶粉复配制得改性沥青，并对制得复配改性沥青的物理、流变以及抗老化性能进行了研究，比选得出具有最优改性效果的无机纳米粒子种类及掺入比例。此外还利用了红外光谱（FT-IR）、荧光显微镜（FM）、原子力显微镜（AFM）、热失重（TG）等手段分析研究了无机纳米粒子与胶粉相互作用原理，揭示了纳米粒子与胶粉复配改性沥青抗老化机理。得到如下结论：
（1）研究胶粉改性沥青加速老化前后性能变化，发现胶粉改性沥青更不耐受光氧老化。老化后胶粉改性沥青高温性能提高，低温及弹性性能损伤，老化造成改性沥青中极性官能团羰基及亚砜基团的增加，同时部分胶粉荧光结构分解。
（2）通过对无机纳米粒子/胶粉复配改性沥青进行测试发现：与单一的胶粉相比，复配改性剂进一步降低了沥青的温度敏感性，提高了沥青高温性能及弹性恢复性能，低温性能则随着纳米粒子掺量增大而损伤。对比发现不同种类纳米粒子的改性效果排序为：Nano-TiO2＞Nano-ZnO＞Nano-SiO2；掺入不同质量分数的纳米粒子时表现出的改性效果排序为：2wt%＞3wt%＞1wt%＞空白样。
（3）对无机纳米粒子/胶粉复配改性沥青进行加速老化试验发现，复配改性剂既对沥青的抗热氧老化性能具有改善作用，同时有效减弱了光照对沥青的辐射老化作用。综合比选得出，将2wt%掺量的Nano-TiO2和20%掺量的胶粉复配可以制得性能稳定且抗老性能较好的改性沥青。
（4）通过对复配改性沥青微观结构观察分析发现，纳米粒子的掺入增强了胶粉与沥青之间的相互作用，使得胶粉在高速剪切下被剪切分散的更为细碎，在沥青中形成了更稳定的结构。良好分散的Nano-TiO2和胶粉共同发挥了抗老化作用，使得老化后复配改性沥青的官能团、荧光结构、表观粗燥度变化幅度减弱。同时Nano-TiO2的掺入也提升了胶粉改性沥青的热稳定性能。
（1）研究胶粉改性沥青加速老化前后性能变化，发现胶粉改性沥青更不耐受光氧老化。老化后胶粉改性沥青高温性能提高，低温及弹性性能损伤，老化造成改性沥青中极性官能团羰基及亚砜基团的增加，同时部分胶粉荧光结构分解。
（2）通过对无机纳米粒子/胶粉复配改性沥青进行测试发现：与单一的胶粉相比，复配改性剂进一步降低了沥青的温度敏感性，提高了沥青高温性能及弹性恢复性能，低温性能则随着纳米粒子掺量增大而损伤。对比发现不同种类纳米粒子的改性效果排序为：Nano-TiO2＞Nano-ZnO＞Nano-SiO2；掺入不同质量分数的纳米粒子时表现出的改性效果排序为：2wt%＞3wt%＞1wt%＞空白样。
（3）对无机纳米粒子/胶粉复配改性沥青进行加速老化试验发现，复配改性剂既对沥青的抗热氧老化性能具有改善作用，同时有效减弱了光照对沥青的辐射老化作用。综合比选得出，将2wt%掺量的Nano-TiO2和20%掺量的胶粉复配可以制得性能稳定且抗老性能较好的改性沥青。
（4）通过对复配改性沥青微观结构观察分析发现，纳米粒子的掺入增强了胶粉与沥青之间的相互作用，使得胶粉在高速剪切下被剪切分散的更为细碎，在沥青中形成了更稳定的结构。良好分散的Nano-TiO2和胶粉共同发挥了抗老化作用，使得老化后复配改性沥青的官能团、荧光结构、表观粗燥度变化幅度减弱。同时Nano-TiO2的掺入也提升了胶粉改性沥青的热稳定性能。