使用改性剂改善沥青的性能是铺设沥青路面时广泛使用的方法，其中产于Trinidad的湖沥青(TLA)由于其独特的改性效果而得到广泛应用，但其价格较高，有必要开发替代产品。本研究发现煤与催化裂化油浆在400℃、10MPa左右氢气压力下共处理，煤和油浆裂解的自由基碎片适度交联接枝，重新组合，在分子水平上溶为一体，可以获得组成和性质与TLA近似的共处理重质产物。　　 论文使用的反应装置为1L和50L高压釜，采用间歇操作。研究了煤和油浆的反应性、匹配性，通过对共处理重质产物(CSA)性质的分析，讨论了CSA作道路沥青改性剂的可能性；将CSA与基质石油沥青进行了调配，考察了调配过程中剪切、比例等条件对改性沥青性能的影响，探讨了共处理改性剂的改性机理；通过对改性沥青性能的评价，对照同样条件下TLA的改性作用，讨论了CSA代替TLA的可行性；同时对共处理副产物油的性质也进行了分析。　　 论文的主要研究结果为：　　 1.开发了煤与FCCS共处理制道路沥青改性剂的新技术，得到了性能优良的共处理改性剂CSA9。滨州90＃沥青与CSA9以4∶1的比例混合所得改性沥青满足美国ASTM和英国BSI对TLA改性沥青的指标要求，这一改性沥青的混合料试验结果也满足中国交通部规定的JTG F40-2004标准要求，该改性剂有望成为代替TLA的改性剂，其工艺条件为：煤油浆比1∶1，反应温度400℃，时间1h，Mo催化剂。对CSA2、CSA11和CSA15与滨州90＃基质沥青调制的改性沥青也进行了评价，表明它们分别也能满足美国ASTM中不同级别的要求，有望应用在高等级公路建设中；而且对CSA5与滨州90＃基质沥青和CSA2与滨州110＃基质沥青调制的改性沥青进行了SHRP评价，表明改变了原基质沥青的等级。　　 2.对CSA改性石油沥青机理的研究表明：调配方法、CSA粒度、调配工艺条件对改性沥青性质都有重要影响。剪切能促进CSA在基质沥青中的分散，但温度和时间也有一定的作用。随改性剂比例和改性剂制备时投料中煤含量的增大，沥青标号降低，沥青变硬，而且改性沥青的抗老化性能逐渐增加。CSA各组分在改性基质沥青时有相互协同作用。CSA中的沥青组分对PA和残渣组分能起到增溶、分散作用。沥青组分更能改善基质沥青的抗老化性能和感温性，是改性剂中最关键组分。同一CSA对不同基质沥青的改性结果不同，不同CSA对同一基质沥青改性效果不同。通过调节反应条件，可形成系列改性剂。　　 3.通过两种反应器(1L和50L高压釜)研究了煤与油浆共处理反应的扩大效应。研究发现：在低温400℃时，50L高压釜与1L高压釜所得结果近似相同，而在高温450℃时，尤其在煤油浆比例1∶1时，50L高压釜的结果与1L高压釜的结果相差较大。分析原因，与反应过程的差异有关，50L高压釜的排气阶段相当于反应时间的延长，发生了缩聚反应。　　 4.对煤与油浆匹配性规律的研究发现：①共处理转化率和重质产物中的沥青产率都随油浆比例的增加而增大。油浆性质对煤的转化率有明显的影响，一些油浆对煤转化率有负效应。②油浆性质对CSA中的沥青性质也有影响，只有性质特定的油浆与煤共处理所得CSA中的沥青才能有好的流变性，油浆的芳香度是影响沥青性质的关键因素。③同样蒸馏温度时，CSA中的沥青软化点随反应原料中煤比例的增大而升高，即煤能提高CSA中沥青的硬度。④随反应温度提高，在相同蒸馏条件时，CSA中沥青的软化点下降，重均分子量降低。这主要是沥青中分子量整体向小分子量方向移动的结果。　　 5.利用50L高压釜对共处理制优质道路沥青的研究表明：①通过控制蒸馏条件，可得到针入度、软化点和延度三大指标满足国家高等级道路沥青标准的共处理沥青。②提高蒸馏强度后，共处理沥青软化点升高，但此时沥青仍然有高的延度值(＞150cm)，显示出了较好的流变性能。③反应温度升高，CSA中沥青的重均分子量下降、饱和分和芳香分增加、胶质和沥青质减少、沥青的芳香氢增加、芳香氢和脂肪氢的比值Har/Hal也增加。