在沥青路面施工阶段与服役期间,光、氧、热和水等因素使得沥青材料性能逐渐劣化。采用不同种类的改性剂对沥青材料进行改性,是提高沥青路面使用性能和服役寿命的重要途经。本文采用纳米ZnO与有机蒙脱土(OMMT)进行复合制备了纳米ZnO-OMMT复合材料,再利用复合材料对沥青进行改性。通过DSR、BBR、FTIR以及AFM等试验对复合改性沥青的流变性能、热氧老化性能和光老化性能进行了研究。研究结果表明:(1)纳米ZnO-OMMT复合材料进行微观形貌分析结果表明,复合材料中ZnO颗粒能够较均匀地分散附着在OMMT表面与层间,且纳米ZnO的团聚现象并不明显。离析试验表明,1%OMMT+3%ZnO复合改性剂较单独掺量的3%ZnO或3%OMMT与沥青之间具有更好的相容性。(2)纳米ZnO-OMMT复合改性剂能提高基质沥青以及SBS改性沥青抵抗剪切变形的能力,且3%OMMT+3%ZnO复合改性沥青的高温性能最佳。纳米ZnO-OMMT复合改性剂对沥青低温性能影响较小,且1%OMMT+3%ZnO复合改性沥青低温性能优于基质沥青。(3)经热氧老化与光老化处理后,纳米ZnO-OMMT复合改性剂能够抑制沥青中含氧官能团的生成,有效减缓基质沥青及SBS改性沥青在光、氧、热作用下老化进程。此外,随老化程度的加深,沥青的“蜂相结构”逐渐破坏,微观相态由多相态向单一相态转变。结合AFM粗糙度分析表明,1%OMMT+3%ZnO复合改性沥青的老化程度低于基质沥青。微观因子与宏观流变参数进行灰关联熵分析结果表明,微观因子与流变参数中相位角的相关性最好。