随着国际上长寿命沥青路面设计理念的提出以及我国西部强紫外线地区公路建设的快速发展,沥青的紫外光老化问题受到广泛重视,对其防紫外光老化措施的研究已成为国内外沥青基道路材料领域的研究热点。近些年来,在高分子材料领域使用效果优良的紫外光吸收剂已被用于沥青的抗紫外光老化。然而,由于沥青的化学组成和结构十分复杂,紫外光吸收剂对不同沥青的物理、流变和老化性能呈现出极为复杂的影响,这在一定程度上限制了紫外光吸收剂在沥青材料中的应用。因此,探明紫外光吸收剂对沥青性能的影响,揭示二者的作用机理,对于采用紫外光吸收剂制备具有优良耐老化性能的沥青材料,提高沥青路面的耐久性具有重要的理论指导意义。本文以3种不同结构的紫外光吸收剂和5种不同产地的基质沥青为研究对象,研究了紫外光吸收剂对不同沥青物理、流变、热氧及紫外光老化性能的影响；采用棒状薄层色谱-氢火焰离子探测仪(TLC-FID)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和原子力显微镜(AFM)研究了紫外光吸收剂对不同沥青化学组分、胶体结构、官能团结构和微观形貌的影响,分析了紫外光吸收剂对沥青组成、结构的影响及其与性能变化之间的关系；通过沥青的化学组分分离,研究了紫外光吸收剂对沥青各组分老化前后化学结构的影响,探讨了紫外光吸收剂与沥青的相互作用机理；最后,针对不同类型的SBS改性沥青,研究了紫外光吸收剂对改性沥青物理、流变和老化性能的影响。主要研究结论如下：(1)紫外光吸收剂对沥青的物理流变性能具有明显的影响。紫外光吸收剂可使沥青的针入度略微增大,软化点和粘度有所减小,延度显著提高；紫外光吸收剂的加入使沥青的复数剪切模量略微降低,相位角增大,对沥青低温抗裂性能有明显的改善作用。(2)紫外光吸收剂对不同沥青的抗老化性能表现出较为复杂的影响。紫外光吸收剂对一些沥青的热氧和紫外光老化性能具有显著的改善效果,而对另一些沥青却表现为加速老化的作用,二者之间具有特定的选择性。研究发现,对于SK-70沥青,3种紫外光吸收剂(Octabenzone、Bumetrizole和Tinuvin770)均对其热氧老化和紫外光老化具有良好的改善效果；对于塔河-90沥青,Octabenzone和Tinuvin770具有较好的改善效果；对于双龙-70和盘锦-90沥青,仅Bumetrizole表现出良好的改善效果；而对于壳牌-70沥青,3种紫外光吸收剂均表现为加速其老化的作用。(3) TLC-FID分析表明,紫外光吸收剂的加入使沥青的四组分含量发生明显的变化,表现为芳香分含量增大,胶质和沥青质含量减小,饱和分含量变化不大,胶体结构更趋于溶胶化,这是紫外光吸收剂对沥青物理流变性能产生影响的主要原因。热氧和紫外光老化后,紫外光吸收剂对沥青化学组分的影响因沥青种类的不同而无规律可寻,但其对沥青胶体结构的影响与老化性能之间具有较好的对应性,即：凝胶化指数(评价沥青向凝胶型结构转变程度的指标)减小表明紫外光吸收剂对沥青的耐老化性能具有改善作用,而凝胶化指数增大则表明紫外光吸收剂加速了沥青的老化。(4) FTIR分析表明,紫外光吸收剂的加入增大了沥青中1601cm-1处的芳香官能团相对含量,而对1377cml处的支链脂肪族官能团相对含量影响不大。通过对比支链脂肪族官能团指数、芳香官能团指数、羰基与亚砜基官能团指数变化发现：对于具有优良耐老化性能的紫外光吸收剂/沥青体系,沥青在老化过程中的断链、芳缩化及氧化反应被抑制；而对于耐老化性能较差的紫外光吸收剂／沥青体系,沥青在老化过程中的断链、芳缩化与氧化反应被加剧。(5)通过FTIR研究了紫外光吸收剂对沥青四组分化学结构的影响,结果表明紫外光吸收剂与沥青各组分分别混合后,紫外光吸收剂自身的结构特征未发生变化,而沥青各组分的化学结构却受紫外光吸收剂的影响发生了明显变化。紫外光老化后,紫外光吸收剂的加入显著抑制了芳香分中羰基与亚砜基的生成,减缓了芳香分的紫外光老化,对饱和分和胶质的紫外光老化也具有一定的抑制作用,而对沥青质的紫外光老化影响不大。(6)AFM研究发现,基质沥青呈现出以沥青质为核心的分散相和以轻组分为主的连续相,表面较为粗糙,而加入紫外光吸收剂的沥青表面均变得平整,相位图向单相化转变,形成了相对均一的体系。这归因于紫外光吸收剂的加入改变了沥青的化学组成,使沥青向溶胶态转变,沥青质在轻组分中得到了较好的溶解。对于耐老化性能优良的紫外光吸收剂／沥青体系,热氧和紫外光老化后沥青的两相化程度不明显,意味着沥青中沥青质分散相的缔合被抑制；而对于耐老化性能较差的紫外光吸收剂／沥青体系,老化后沥青表现出明显的两相,表明沥青质分散相的缔合较为明显。(7)综合TLC-FID、FTIR和AFM的分析结果可知：(a)紫外光吸收剂对沥青耐老化性能具有改善作用时,其作用机理为：分散于沥青中的紫外光吸收剂或通过其分子结构中的氢键将有害的紫外光能变成无害的热能释放出来(如Octabenzone和Bumetrizole),或利用其分子两端的仲氨基官能团捕获沥青老化过程中受热或紫外光激发产生的活性自由基(如Tinuvin770),以阻止沥青分子发生分子链断裂、芳缩化及氧化反应,减少沥青质的形成,减缓沥青向凝胶化转变,从而抑制沥青的老化；(b)当紫外光吸收剂对一些沥青的老化具有加速作用时,其可能的作用机理是：紫外光吸收剂可能与沥青中的某些基团发生了反应,使其化学结构发生了变化,导致其转化紫外光能或捕获自由基的能力丧失,失去了抑制沥青老化的功能,而当其遭受热和紫外光的作用时还可能被激发生成活性自由基,引发自由基连锁反应的发生,加剧沥青的分子链断裂、芳缩化及氧化反应,促进了沥青向凝胶化转变,从而加速了沥青的老化。(8)对于SBS改性沥青而言,紫外光吸收剂的加入可增大其针入度、延度和软化点,降低其粘度,对其复数剪切模量的影响不大,对相位角的影响则较为复杂。老化性能评价表明,紫外光吸收剂与SBS改性沥青之间也具有特定的选择性：对于盘锦SBS改性沥青,Tinuvin770可同时显著改善其耐热氧和紫外光老化性能；对于线形SBS改性沥青,Bumetrizole和Tinuvin770仅对其耐紫外光老化性能具有一定的改善作用；对于星形SBS改性沥青,Octabenzone和Tinuvin770对其热氧和紫外光老化均具有一定的抑制作用。