随着各种改性沥青的广泛应用，且考虑到沥青路面在服役年限内受到复杂气候、荷载等条件的影响，理解沥青在长期老化过程中的流变特性及其路用性能的演变对于更好地选择沥青材料和掌握其使用性能具有重要意义。鉴于此，本文采用多种时间下的不同老化方式对沥青进行加速老化，综合应用流变学分析方法、沥青材料粘弹性理论和化学试验手段对沥青的流变特性演化及其关键路用性能进行研究。首先对沥青进行加速老化，包括传统的实验室热氧老化（RTFO和20、40、60小时的PAV老化）、耐气候试验箱加速老化（30、50和70天）和室外自然条件老化（100天）；通过频率扫描和弯曲梁流变仪试验获得沥青的流变参数，结合粘弹性材料的时温等效原理以及相应的数学模型，采用主曲线和黑色空间图对沥青流变特性随老化的演化行为进行探究；利用温度扫描、多重应力蠕变恢复、线性振幅扫描、频率扫描和弯曲梁流变仪试验，基于粘弹连续介质损伤理论、沥青的连续低温分级和黑色空间图，对沥青的关键路用性能进行评价；采用傅里叶变换红外光谱试验获得沥青的微观化学指标，对沥青的各项宏观物理力学指标与微观化学指标进行数据的相关性分析。主要研究结论如下：
　　1）SBS改性剂的加入会显著改变沥青的各种力学响应，其中最为明显的是相位角主曲线表现出“平谷”特征，且它对于沥青的各项路用性能均有相当程度的提高。胶粉的加入会在一定程度上降低沥青在高频范围内的复数剪切模量，对于沥青的低温抗裂性能有明显的提高。
　　2）不同的加速老化方式对沥青流变特性（复数剪切模量、低温蠕变劲度和蠕变柔量）的影响具有相似性，老化效应程度与沥青材料属性、测试温度和频率有关。当老化时间达到临界值时，聚合物改性沥青的相位角主曲线和黑色空间图的形状会趋近于基质沥青，但其变化较为复杂。对于室内热氧老化和耐气候试验箱加速老化，临界时间分别为40小时和70天。
　　3）沥青高温抗车辙指标随老化的变化与改性剂种类和掺量有关，3%SBS掺量的SR1沥青（SBS/胶粉物理共混复合改性沥青），其平均弹性恢复率 R3.2和不可恢复柔量 Jnr3.2的变化更为复杂。峰值储存虚应变能被认为是更好的沥青疲劳失效判据，且建议采用PAV老化20小时后的沥青样本进行线性振幅扫描试验。沥青的疲劳寿命随老化的演化规律与沥青材料属性和预设应变水平相关，70#基质沥青的疲劳寿命随老化变化的临界应变值约为4.5%。老化对不同沥青低温抗裂性能的影响较为统一，临界温度差 ΔTc 指标和 G-R 参数（ Glover-Rowe Parameter）随老化均变差。
　　4）耐气候试验箱老化和自然条件老化更能促进羰基官能团的生成。SR2沥青（基于化学浅裂解的SBS/胶粉复合改性沥青）抵抗传统热氧加速老化的能力较强，但对于耐气候试验箱加速老化和自然条件下的老化更为敏感。相位角主曲线、黑色空间图、G-R 参数和羰基指数 ICA可有效表征沥青的长期老化行为。