围绕目前SBS改性沥青评价方法不能全面体现其内在属性，难以适应当下成熟的改性沥青生产技术的现状下，论文针对目前规范规程的局限性，采用图像处理、数学计算、理论分析、试验研究等方式，对SBS改性沥青微观结构进行量化分析方法展开重点研究，并提出了该方法与SBS改性沥青常规指标、粘附性的关系及其应用。选用2种基质沥青和3种SBS改性剂实验室制备SBS改性沥青，获取不同基质沥青、SBS改性剂类型与剂量的SBS改性沥青荧光显微图像。借助图像处理软件与数学方法算出SBS改性剂在荧光显微图片中的面积比例，分析了SBS面积比与针入度、软化点、延度、粘附功、剪切粘结力之间的关系，得出技术性能优良的SBS面积比范围；提出采用分维数评价SBS改性剂的分布均匀性，借助分形理论、图像处理软件和数学方法计算分维数，进一步分析分维数与针入度、软化点、延度、粘附功、剪切粘结力之间的关系，得出技术性能优良的分维数范围；借助图像处理软件，采用骨架化处理和框选平均值法计算SBS改性剂的发育程度，分析了发育程度与针入度、软化点、粘附功、剪切粘结力之间的关系，得出技术性能优良的SBS发育程度范围；借助图像处理软件及试验、数学方法计算出SBS改性剂在溶胀前后实际体积膨胀倍数，给出相应的算例。最后，依托实体工程，对上述研究成果进行应用及验证。结果表明，SBS改性沥青微观结构量化指标在SBS面积比35%~45%、分维数≥2.40、SBS发育程度2.2~2.7μm时SBS改性沥青具有较好的性能，SBS改性沥青微观结构量化技术对SBS改性沥青的质量评价和问题的解决具有实用价值。