作为一种热固性高性能复合材料，环氧沥青从根本上改变了普通沥青的热塑性。环氧沥青复合材料以其优异的力学性能广泛应用于道路及桥面铺装。同时，其在机场、高速铁路等大型基础设施建设中存在广阔的应用前景。本课题组利用顺丁烯二酸酐对基质沥青进行改性，并加入助剂和环氧树脂制备出具有高弹性高强度、优良的粘结性能和优良的耐疲劳性能及耐久性能的环氧沥青复合材料。本文在课题组前期研究的基础上，重点关注环氧沥青研制过程中关键的沥青顺酐化改性过程，深入的研究了其改性机理和改性过程的控制因素，为沥青顺酐化改性的工程化研究提供理论支持。　　 本文采用FTIR和化学滴定法研究了沥青质顺酐化反应过程和沥青脂顺酐化反应过程，并对比了沥青顺酐化反应和沥青脂顺酐化反应中的顺酐最终转化率。研究表明，在沥青顺酐化改性过程中，沥青脂是参与顺酐化反应的主体，而沥青质也并不是以惰性组分存在。在沥青脂与顺丁烯二酸酐的反应中，顺丁烯二酸酐的环状酸酐键一直存在。沥青脂顺酐化反应机理很可能是沥青脂中活性复杂芳环系统与顺丁烯二酸酐发生的Diels-Alder反应。采用模式函数匹配法研究沥青脂-顺丁烯二酸酐非均相体系的反应动力学。描述该过程的最可能机理函数是Zhuralev-Lesokin-Tempelman方程，表明沥青脂的顺酐化反应是三维扩散控制过程。即沥青脂顺酐化反应的控制步骤是顺丁烯二酸酐向沥青脂中被惰性组分包裹的活性复杂芳环系统的三维扩散过程。由一般反应级数形式方程拟合动力学数据表明，由于三维扩散影响，沥青脂顺酐化反应表观反应级数偏离本征反应级数二级，并且，随着反应温度的升高，三维扩散速率提高，沥青脂顺酐化反应表观反应级数逐渐接近本征反应级数。结合沥青的组成和结构，可以得出以下结论:沥青顺酐化改性过程是一个三维扩散控制过程，反应的控制步骤为体系中顺丁烯二酸酐向沥青(尤其是沥青脂)中活性复杂芳环系统的三维扩散过程;沥青顺酐化改性过程的工程化研究的关键在于强化顺丁烯二酸酐向体系反应活性中心即活性复杂芳环系统的三维扩散过程。