环氧沥青（EA）作为一种特殊的性能优异的反应型聚合物改性沥青,目前已经被广泛应用在特殊路面,尤其是正交异性钢桥面板的铺装。尽管环氧沥青具有一定的韧性,但是经过长时间的使用,尤其是在低温环境下,正交异性钢桥面板的变形会造成环氧沥青铺装层出现纵向的疲劳开裂,这是环氧沥青铺装层最常见的病害。为了解决这一难题,需要对环氧沥青结合料进行增韧改性。作为第二代环氧树脂橡胶增韧改性剂,核壳橡胶（CSR）主要由硬的玻璃状外壳和软的橡胶内核组成,它可以在不降低环氧树脂的玻璃化转变温度（Tg）的前提下,显著提高环氧树脂的韧性。本论文采用核壳橡胶纳米颗粒环氧树脂母液对自主研发的环氧沥青结合料进行了增韧改性,分别研究了CSR纳米颗粒添加量对环氧沥青的微观形貌和性能的影响,以及CSR纳米颗粒橡胶内核结构对环氧沥青的微观形貌和性能的影响。本论文利用激光扫描共聚焦显微镜（LSCM）来观察固化后的环氧沥青/核壳橡胶共混物的相分离微观结构,还对比了纯环氧沥青和CSR纳米颗粒改性环氧沥青的固化过程中相分离的演变过程和机理。此外,还利用热重分析（TGA）、动态力学分析（DMA）、万能材料试验机、布氏旋转粘度仪等表征手段对材料的热稳定性、玻璃化转变温度、阻尼特性、力学性能和粘度等性能进行了分析。首先,按不同比例将核壳橡胶纳米颗粒环氧树脂母液加入到环氧沥青结合料的环氧树脂低聚物组分中,再加入基质沥青,然后加入固化剂与其反应,最终得到环氧沥青/核壳橡胶纳米颗粒共混物。LSCM观察结果显示,CSR纳米颗粒的玻璃状外壳在环氧沥青中被破坏,并且其橡胶内核因为吸收沥青的轻组分而发生了膨胀。同时形成了新的微米级的CSR颗粒,均一分散在环氧沥青的环氧树脂连续相中。进一步分析表明,较高含量CSR纳米颗粒的加入改变了纯环氧沥青的相分离机理,纯环氧沥青和1 wt%CSR的环氧沥青的海-岛结构通过晶核形成与增长（NG）机理发生,而添加3 wt%和5 wt%CSR的环氧沥青中沥青颗粒的相分离结构均是通过旋节线分解（SD）机理发生的。CSR纳米颗粒的加入增加了纯环氧沥青在固化过程中的粘度,并且随着CSR纳米颗粒添加量的增加,环氧沥青混合料的粘度也逐渐增大,但即使添加5 wt%CSR,环氧沥青混合料也具有很长的可施工时间（超过2.5 h）。高添加量CSR的加入提高了纯环氧沥青的玻璃化转变温度和热稳定性,并且随着CSR添加量的增加,玻璃化转变温度和热稳定性均逐渐提高。CSR的加入极大地提高了纯环氧沥青的力学性能。在仅添加1 wt%CSR的情况下,环氧沥青的拉伸强度提高了29%,断裂伸长率提高了60%,韧性提高了1倍。最后,使用添加量为2 wt%的两种不同橡胶内核CSR纳米颗粒来改性环氧沥青,研究了CSR纳米颗粒不同的橡胶内核结构对环氧沥青的微观结构和性能的影响。粘度测试结果表明,在固化过程中,使用苯乙烯-丁二烯共聚物（SB）橡胶内核的CSR(CSRSB)改性环氧沥青的粘度比用聚丁二烯（PB）橡胶内核的CSR(CSRPB)改性的环氧沥青的要高。LSCM观察结果表明,CSR纳米颗粒的破坏,导致了橡胶核聚合物微米尺度上的膨胀。CSRPB改性环氧沥青的相分离按照旋节线分解机理发生,而CSRSB改性环氧沥青的相分离按照晶核形成与增长机理发生的。这种膨胀的橡胶核聚合物和沥青颗粒一起,分散在CSR改性环氧沥青的连续环氧树脂相中。CSR改性环氧沥青中CSRPB颗粒的面积分数比CSRSB的要大。添加CSR纳米颗粒增强了纯环氧沥青的热稳定性,但是橡胶内核的不同对CSR改性环氧沥青热稳定性的影响不大。CSR纳米颗粒的加入提高了纯环氧沥青橡胶态的储能模量和损耗模量。而且,CSRSB改性的环氧沥青的模量比CSRPB改性的环氧沥青更高一些。CSR纳米颗粒的添加提高了纯环氧沥青的玻璃化转变温度、β转变温度和阻尼性能。CSR纳米颗粒的加入显著提高了纯环氧沥青的力学性能,尤其是韧性。CSRPB改性环氧沥青的拉伸性能和韧性比CSRSB改性环氧沥青更高一些。但是,CSRPB改性环氧沥青的断裂伸长率比CSRSB改性环氧沥青的低。添加2 wt%的CSRPB和CSRSB后,纯环氧沥青的拉伸强度分别提高了53%和20%,断裂伸长率分别提高了42%和51%,韧性则分别提高了110%和82%。