沥青作为建设沥青路面的重要材料,对沥青路面的性能影响极为重要,沥青的改性是提高沥青性能的有效方式,SBS改性剂作为当前应用最为广泛的改性剂之一,对沥青性能有显著改善,但其性能仍有待提高。纳米材料具备传统固体材料所不具备的小尺寸和大比表面积,可以对基体材料进行改性,逐渐被应用于道路材料领域的研究。其中纳米Al2O3是一种典型的金属氧化物纳米材料,常被用作塑料的补强增韧,且具备较好的高温耐受性与化学稳定性,近几年被一些学者当做改性剂尝试应用于沥青的改性研究。目前在纳米Al2O3对沥青的改性研究多体现在高温性能与抗疲劳性能方面,对其性能的研究还不够系统,本文采用纳米Al2O3对基质沥青与SBS沥青进行改性,制备纳米Al2O3改性沥青与纳米Al2O3/SBS复合改性沥青,并通过沥青性能评价试验探究纳米Al2O3对基质沥青与SBS沥青性能的影响,借助微观试验手段多角度探究纳米Al2O3改性沥青与纳米Al2O3/SBS复合改性沥青的改性机理与抗老化机理。首先,制备不同掺量的纳米Al2O3改性沥青与纳米Al2O3/SBS复合改性沥青。通过基本性能试验（三大指标试验和粘度试验）、温度扫描试验、多重应力蠕变恢复试验、低温弯曲梁流变试验、粘结强度试验和旋转薄膜加热试验研究纳米Al2O3对基质沥青与SBS沥青性能的影响。结果表明:本研究所制备的纳米Al2O3改性沥青的高温性能、粘结性能与抗老化性能相比基质沥青均有明显改善,低温性能略有降低;纳米Al2O3/SBS复合改性沥青的高温性能、粘结性能与抗老化性能相比SBS沥青均有显著提高,对其低温性能没有负面影响。纳米Al2O3对SBS沥青性能的改善效果显著高于对基质沥青性能的改善效果。其次,采用傅里叶红外变换光谱试验和凝胶渗透色谱试验探究纳米Al2O3对基质沥青与SBS沥青的改性机理与抗老化机理,结果表明:纳米Al2O3对基质沥青与SBS沥青的改性过程发生的均是物理共混。在基质沥青老化过程中,纳米Al2O3可抑制其亚砜基的增长;在SBS沥青老化过程中,纳米Al2O3可抑制沥青体系亚砜基的增长,同时阻止聚合物的裂解。另一方面,纳米Al2O3可以增大基质沥青中大分子胶团分子量与含量,在老化条件下,可抑制沥青中小分子胶团向大分子胶团的转化;纳米Al2O3对SBS沥青的改性作用使其沥青体系中大分子胶团分子量与含量增大,老化条件下,纳米Al2O3在抑制沥青体系中小分子胶团向大分子胶团的转化的同时,还可以有效阻止聚合物的裂解。对于成分与机理更为复杂的SBS沥青,在探究纳米Al2O3与其微观作用机理时,在傅里叶红外变换光谱试验和凝胶渗透色谱试验基础上,本研究尝试使用原子力显微镜试验深入探究其微观作用机理,结果表明:在纳米Al2O3的作用下,SBS沥青中“蜂状结构”数量显著增加,体积显著增大,此外在老化条件下,纳米A1203可缓和SBS沥青以“蜂状结构”为代表的微观形貌的剧烈变化。最后,分别探究了纳米A12O3改性沥青与纳米Al2O3/SBS复合改性沥青中官能团指数与高温流变指标的相关性关系、官能团指数与老化指数的相关性关系,分析表明,在纳米A12O3改性沥青中,高温流变指标与亚砜基指数SI的相关性很弱,动态剪切模量老化指数CAI和ΔSI之间相关性最好。在纳米A12O3/SBS复合改性沥青中,相位角δ与亚砜基指数SI之间的相关性最好,老化指数中与ΔSI相关性最好的是相位角老化指数PAI,车辙因子老化指数RPAI和R-IB/S之间的相关性最好。本研究所制备的纳米A12O3改性沥青与纳米A12O3/SBS复合改性沥青的综合性能相比两者未改性的原样沥青均有明显提高,可应用于沥青路面建设中,对于建设高质量沥青道路工程具有积极意义。