沥青材料是一种比较复杂的有机高分子材料,沥青的老化会严重的影响路用性能,最终导致路面产生病害。目前研究沥青老化过程主要集中在老化对沥青的路用性能和内部化学组分的影响,沥青的宏观性能和微观性质之间的相互作用机理无法准确把握。同时也导致老化沥青与再生剂之间作用机理的认知不清楚,制约着沥青路面再生技术的推广应用。因此论文开展了沥青老化及再生多尺度特性研究,为沥青抗老化性能以及再生技术等提供科学的理论基础。采用人工模拟老化制备不同程度的PAV老化沥青。通过三大指标、布氏粘度、动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)试验,对70#基质沥青和SBS改性沥青老化前后基本宏观流变性能进行了分析。结果表明:老化会使沥青的高温性能得到提升,低温抗裂性逐渐下降。同时SBS改性剂的加入可以缓解老化对沥青性能的影响,提高沥青的抗老化能力。通过Arrhenius黏度调和公式确定再生剂最佳掺量,在再生剂最佳掺量下,沥青的宏观流变性能均得到明显恢复,有一定偏差,但均能达到规范要求。说明沥青老化所产生的不利成分对性能的影响是无法被忽略。通过原子力显微镜(AFM)和红外光谱(FTIR)技术,在微观尺度下对沥青老化及再生后性能进行了研究。利用统计分析软件分析了宏观、流变特性与微观特性之间相关性,结果表明:官能团对沥青宏观流变特能具有显著的影响;由于红外光谱检测具有快速、准确、灵敏和操作简单等特点,提出了基于红外光谱技术评估沥青老化程度,为实际工程提供可靠的指导;沥青老化及再生后宏观尺度与微观尺度下的力学性能变化呈现出一致的规律,表面宏观力学行为是微观力学特性变化在宏观层面的体现;提出“表面活化理论”再生机理的假设,基于微观粘附和界面分析,探讨了再生剂与老化沥青之间的作用机理,表明再生剂能激活老化沥青的表面性能,达到恢复沥青性能的目的。综合分析,论文采用宏观性能、流变性能、化学官能团以及微观特性等多尺度分析方法,从理论上阐述了沥青老化及再生后宏观、流变特性与微观特性之间的联系,对实体工程中沥青抗老化性能以及再生技术等研究具有指导意义。