煤炭作为中国的主要能源,其产量占世界总产量的近一半,煤炭的开采和洗煤过程中产生的煤矸石,是中国最大的工业废弃物之一,其长期露天堆放产生了环境和人身安全隐患。煤矸石具有废物和资源的双重属性,我国煤矸石资源化利用率远低于发达国家,为探究其应用于高等级沥青路面工程的可行性,本文研究了活化煤矸石粉与SBS复合改性沥青胶浆的路用性能和改性机理。(1)通过粒度分析、比表面积、扫描电镜(SEM)、孔结构等试验发现,湖南郴州煤矸石粉(ACG-A)、活化山西大同煤矸石粉(ACG-B)、活化江西萍乡煤矸石粉(ACG-C)在各物理特性上存在着一定的一致性。对比各活化煤矸石粉的活化质量损失ACG-A最大,ACG-C其次,ACG-B最小,质量损失越大密度、粒度越小、比表面积越大、孔结构也更发达,表面更粗糙,且相比于石灰岩矿粉(LS),三种ACG的密度、粒度更小,比表面积更大、孔结构更发达、表面更粗糙。X射线衍射(XRD)结果表明活化煤矸石粉还有更多的活性氧化物和过渡金属化合物。通过填料技术特性明确了活化煤矸石粉作为填料改性剂的潜力。(2)对不同粉胶比下(0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2)的三种 ACG、LS 与 SBS复和掺配的改性沥青胶浆进行锥入度、软化点、测力延度、布氏粘度试验,对ACG-A胶浆和LS胶浆进行重复蠕变、弯曲梁流变(BBR)试验以评价其各项路用性能。结果表明:与LS胶浆相比,各ACG胶浆高温性能提高且ACG-A胶浆提高最明显,低温性能稍有降低,感温性能相当。基于重复蠕变、弯曲梁流变(BBR)试验采用双直线模型确定ACG-A胶浆和LS胶浆粉最佳粉胶比分别为0.92和0.99。(3)ACG与沥青之间的作用机理分为表面润湿作用和界面吸附作用。从扫描电镜图可知,ACG被沥青润湿效果更好。沥青与活化煤矸石粉的吸附作用主要包括物理吸附、化学吸附和选择性吸附。其中ACG中较高比例的活性氧化物和过渡金属化合物增强了其对沥青的化学吸附强度,发达的孔隙结构提高了选择性吸附强度。ACG的桥连作用会使复合改性沥青胶浆中SBS网状结构更加稳定从而提高其抗变形能力。(4)在配合比设计中保持油石比不变并基于最佳粉胶比对沥青混合料级配微调,通过对微调前后各混合料的性能的对比确定了级配微调的合理性。对ACG、LS与SBS改性沥青混合料进行车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以评价其高、低温及水稳定性能。结果表明ACG与SBS的复合改性提高了混合料的高温性能和水稳定性,低温性能稍有降低,通过相关性分析得出沥青混合料的高、低温稳定性与其对应的胶浆的高、低温性能具有较好的相关性。活化煤矸石粉与SBS复合改性沥青适用于南方湿热地区高等级路面。