本论文的目标是开发一种能够满足大跨径桥梁桥面沥青混凝土铺装层使用要求的聚合物改性沥青产品。通过对国内外的大跨径桥梁桥面铺装技术以及所采用的桥面沥青情况调研，针对大跨径桥梁所处的特殊交通条件和气候环境，提出了适合我国具体情况的“聚合物改性桥面沥青技术要求”，确定了标准的试验项目和质量指标。 研究了基质沥青的化学组成和性质、改性剂的品种和用量等配方因素对改性沥青性质的影响。结果表明改性沥青的性能与基质沥青的化学组成密切相关，选择适宜的原料有助于得到性能优良的桥面沥青产品。SBS在相容性好的改性沥青中分散均匀，以SBS相和沥青相互相贯穿网络的双连续相结构形式存在，具有良好的储存稳定性；SBS在相容性差的改性沥青中形成带有空洞的不规则连续相，沥青以“岛屿”的形式分布于聚合物连续相中，使SBS很容易在高温下相互聚结，发生离析。 考察了反应性改性工艺过程中聚合物在沥青中的分散过程和微观结构变化。SBS加入沥青后被迅速粉碎为小颗粒，并发生交联形成细丝状的网络结构，随后被重新粉碎为更小的微粒，分散在沥青连续相中形成“海”“岛”型结构，而后SBS在交联剂的作用下完全交联形成连续相，同时与沥青相互相交联，转变为聚合物相和沥青相互相贯穿网络的双连续相结构，在高温储存过程中聚合物微粒在沥青中分布更加均匀。 针对桥面沥青聚合物含量高、容易发生离析的问题，开发了提高储存稳定性的化学交联助剂，考察了交联剂对改性沥青性质的影响。沥青和聚合物之间发生的化学交联反应可以改变石油沥青的胶体结构，从而显著提高改性沥青的储存稳定性、高温稳定性和感温性，而对低温性能影响不大。 运用传统的针入度分级和美国Superpave性能分级标准规定的试验方法，对桥面沥青的性能进行了初步评价。结果表明，开发的桥面沥青产品具有优良的高温稳定性和低温抗裂性，抗疲劳和抗老化性能良好，可以满足大跨径桥梁面层铺装对沥青胶结料的性能要求。