汽车工业的蓬勃发展源源不断地滋生出工业垃圾——废旧轮胎,不合理的回收方式不仅造成资源的浪费,还对自然环境和生命安全产生威胁。将轮胎破碎成胶粉用于沥青改性是其循环利用的绿色化和高值化途径,但轮胎橡胶固有的三维交联网络极大地限制了胶粉在沥青中的均匀分散。传统的橡胶解交联手段存在高能耗、有污染等弊端,同时轮胎胶粉中的合成橡胶在解交联过程中极易发生再交联。因此,绿色、高效地实现轮胎橡胶,尤其是合成橡胶组分的再生对于其在沥青中的高值化利用具有重要的意义。本文通过调控橡胶在油溶胀作用下的热氧降解实现了顺丁橡胶的高效再生,并指导不同部位的轮胎胶粉的高效再生以制备再生胶改性沥青,评价了改性沥青的高低温性能,进一步通过添加苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）复合制备综合性能优异的改性沥青,初步进行了工程化应用探索。主要内容如下:首先,通过油溶胀作用下加速顺丁橡胶（BR）的热氧降解实现其绿色高效再生。利用索式抽提法、溶胀法、Horikx理论和凝胶渗透色谱（GPC）评价了BR和油的质量比、温度和时间对再生效果的影响,优化了再生工艺,并结合红外光谱（FTIR）分析BR硫化胶的断链规律,尝试解释温热氧化诱导的BR硫化胶的降解机理。结果表明,当BR和油的质量比为1:2时,其在140℃热氧作用3h时对应最佳的降解效果（溶胶含量为70.7%）。整个再生过程始终存在主链和交联键的断裂以及二次交联反应。随着反应时间的延长,BR的再生首先以分子链断裂为主,随后交联反应占主导。大豆油渗入并溶胀BR的交联网络,有助于提高热和氧气的传递效率,同时有效隔离自由基的二次交联,提高降解效果。其次,通过BR的热氧降解机制指导轮胎不同部位的胶粉再生并用其改性沥青,研究不同部位的再生胶改性沥青结构和性能的关系。采用热重分析（TGA）和索式抽提法分析胶粉的原始物质组成以及对应的再生效果,利用光学显微镜、动态剪切流变仪（DSR）、差示扫描量热仪（DSC）等研究再生胶改性沥青的微观结构和宏观性能。结果表明,再生胶在沥青中分散均匀性较高,胎侧再生胶改性沥青具有优异的低温性能;而胎面再生胶和沥青的相容性较好,提高了改性沥青的耐老化性能。接着,探究了低温性能优异的胎侧胶的再生及改性沥青的性能。基于胎侧再生胶改性沥青低温性能的优势,利用热氧降解制备再生程度不同的胎侧再生胶并进行了改性沥青试验,通过弯曲梁流变试验仪（BBR）、弗拉斯脆点仪、延度仪和差示扫描量热仪综合评价其低温性能。结果表明,较高的再生程度有利于改善再生胶和沥青的相容性并降低改性沥青的黏度。随着胎侧再生胶掺量的增加,橡胶的低温优势愈加明显,且其能够有效阻止微裂纹的发展,改性沥青的低温性能显著提高。然而,降解过程破坏了胶粉的网络结构,使其内聚力下降,导致改性沥青的高温性能有所降低。最后,通过SBS与再生胶复合制备高性能的复合改性沥青。研究了加工工艺、基质沥青种类以及再生胶与SBS的配合比对复合改性沥青宏观性能的影响,将其与常见的改性沥青进行性能对比,并初步实现工程化应用。结果表明,采用再生胶和SBS复合改性沥青能够结合两者的优势,当再生胶和SBS的掺量分别为9%和3%时,制得的改性沥青具有优异的综合性能,优于传统的SBS改性沥青和橡胶沥青。相比直剪法,母液法的剪切效率更高,且制得沥青的高温性能和耐老化性能更好。总结以上研究,通过调控油溶胀作用下的热氧作用实现了BR硫化胶和轮胎不同部位胶粉的高效降解,初步明晰了降解机理,并指导再生胶改性沥青,进而对其性能进行综合评价和持续改进,为再生胶改性沥青的工程应用提供理论试验基础。