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沥青具有可燃性,在隧道中应用的沥青一旦被引燃,后果将不堪设想。因此,如何提高沥青的阻燃性能备受研究者们关注。添加卤系、磷系、无机氢氧化物等沥青阻燃剂是提高沥青阻燃性能的主要方法,但卤系、磷系的阻燃剂存在发烟量大、产物毒性大等问题,而无机氢氧化物阻燃剂阻燃效率较低。因此,开发无毒、抑烟、阻燃效率高的环保型阻燃剂已成为阻燃沥青制备亟需解决的问题。本文以SBS改性沥青为研究对象,首先采用TD-DSC、FTIR技术对沥青热解燃烧过程中的质量变化、热量及烟气释放规律进行了研究。结果表明:SBS改性沥青的热解燃烧过程各个阶段的质量损失及热量释放情况不同;阶段Ⅲ质量损失最大,以饱和分、芳香分的热解燃烧为主;阶段Ⅳ释放热量最多,主要是胶质、沥青质的热解燃烧;沥青烟气中的醛、CO等成分是其毒性的重要来源。其次,选取氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、层状双金属氢氧化物(LDHs)作为阻燃剂,采用不同的配比对SBS改性沥青进行改性,并对沥青阻燃性能和流变性能进行了研究。结果表明:ATH、MH、LDHs单独使用时掺量需25%,改性沥青的氧指数才达到26%,复合阻燃剂仅需20%的掺量即可达到该效果,这表明ATH、MH、LDHs之间存在着协同阻燃效应,并且阻燃剂的阻燃能力大小为:ATH/MH/LDHs>ATH/MH>MH/LDHs>ATH/LDHs>MH>LDHs>ATH,阻燃剂对沥青的高温性能有较好的改善效果。然后,采用TG-DSC-MS技术对单相阻燃改性沥青和复合阻燃改性沥青的热解燃烧过程进行了研究,并且结合XRD、SEM技术,探讨了不同无机氢氧化物阻燃剂在沥青中的阻燃机理及其协同作用机制。结果表明:ATH和LDHs主要在沥青热解燃烧的阶段Ⅱ和Ⅲ发挥作用,而MH主要在阶段Ⅲ和Ⅳ起作用;沥青燃烧过程中形成炭层的有序性越强,层状结构越明显,阻燃剂的阻燃效果越好;复合阻燃剂发挥作用的温度范围更广,能长时间对沥青的热解燃烧过程起到抑制效果,且复合阻燃剂能较早促进炭层形成,固相阻燃效果更好,因而复合阻燃改性沥青热解燃烧速率明显降低,热量释放减少,并且ATH/MH/LDHs复合阻燃剂的阻燃效果最佳。最后,采用阻燃剂替代部分矿粉制备了阻燃沥青混合料,并对其路用性能和阻燃性能进行了研究。结果表明:阻燃剂的加入会在一定程度上影响沥青混合料的路用性能,但各项性能指标均符合规范要求,而且燃烧试验后阻燃沥青混合料的残留马歇尔稳定度比显著高于普通的沥青混合料,这表明阻燃剂能有效提高沥青混合料的阻燃性能。