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随着国民经济的高速发展，对道路沥青的质量要求越来越高。改性沥青在高等级公路建设中有着广泛的应用。为适应道路交通事业对由工厂生产储存稳定的成品改性沥青材料不断增长的需求，高聚物改性沥青材料领域迫切需要环境友好既有效提高改性沥青材料质量又使成品具有良好高温储存稳定性、抗老化性优异的关键技术和应用基础理论。为攻克直接用聚合物SBS改性沥青虽可提高沥青高低温性能但存在着热储存不稳定的难题和硫磺直接改性沥青虽可提高沥青高温性能但在加温生产和施工过程中有明显H2S等含硫气体逸出的严重问题，同时为寻求提高沥青抗老化性能对策，形成SBS与硫交联复合改性沥青新技术，本文开展了SBS与硫交联复合改性提高高等级道路沥青性能及应用研究。
论文首先对SBS聚合物改性沥青的效果以及热储存中离析行为进行了考察，结果表明改性沥青的高低温性能都得到了改善，但是存在着热储存稳定性问题。
其次，论文考察了硫化沥青硫含量测定与硫形态表征方法，研究了不同反应条件下，硫化沥青中各种类型硫含量的变化，结果表明，沥青硫化的主要产物是亚砜和二硫化物；论文还确定了优化的硫磺改性沥青的反应条件为：加硫量3-5％，反应温度160℃，反应时间120min。但是在反应制备过程中有明显的H2S等含硫气体逸出；对硫磺改性沥青的反应动力学进行了研究。结果表明，对胶质、芳香分含量高，沥青质低的原料沥青更容易进行硫化反应。
在此基础上，论文对SBS与硫交联复合改性沥青的效果、SBS聚合物加入量、硫交联剂的加入量进行了考察。结果表明，硫交联剂的加入使SBS聚合物改性伊朗、沙中沥青的高低温性能得到了进一步改善，离析试验表明硫交联SBS聚合物改性沥青的稳定性好；适宜的硫交联剂加入量在0.12～0.15％左右。论文进一步对SBS与硫交联复合改性沥青改性过程中仅有极其微量的H2S等酸性含硫气体逸出的机理进行了探讨，优化了SBS与硫交联复合改性塔河沥青配比，在硫交联剂加入量0.15％，SBS聚合物加入量4％时，改性塔河基质沥青的稳定性好，初始产品性能完全满足我国交通部门的《聚合物改性沥青技术要求》，达到了(美)公路战略研究计划所推荐的《沥青材料性能等级规范》的PG70-34及PG76-34的要求。硫交联剂的加入既解决了SBS改性沥青的高温储存稳定性能，同时也避免了硫化改性沥青制备过程中硫化氢等含硫性气体逸出的问题。但改性塔河沥青的抗老化性能仍有待提高。
随后，论文采用红外光谱、族组成分析、GPC、核磁共振、Raman等硫磺直接改性沥青、硫交联SBS的过程进行研究，并采用相衬光学显微镜观察硫交联SBS聚合物改性沥青、以及在改性过程和在高温储存过程中的相态结构的变化情况，结果表明，硫化过程中主要是胶质分子通过硫的交联，使分子量增加，生成沥青质的过程，硫主要取代沥青中β位上的氢；聚合物改性沥青稳定性好坏取决于改性沥青是否具有均匀的微观结构，在硫交联的聚合物改性沥青制备过程中，由沥青作为连续相、聚合物作为分散相的“海岛”结构，转变为聚合物相和沥青相互相贯穿网络的双连续相的均匀结构，在硫交联剂作用下的热存储过程中，聚合物在沥青中继续细化，稳定性提高。
紧接着，论文还采用薄膜烘箱实验对塔河沥青、沙中减渣和中海沥青这三种原料沥青的老化性能进行了考察，研究了老化动力学，并对沥青各组分进行结构分析，表明塔河沥青的胶质和沥青质具有高的分子量，而饱和分和芳香分具有较低的分子量，形成分散相和分散介质之间性质较大的差别。同时采用钌离子催化氧化反应(RICO)进行化学组成结构分析结果表明，要解决塔河沥青抗老化性差的关键是要改善沥青胶体结构，增加沥青质的分散度。在此基础上，对塔河沥青、塔河聚合物改性沥青、硫交联SBS改性组分调整的塔河沥青进行提高塔河沥青抗老化性能对策研究，结果表明SBS与硫交联复合改性组分用富芳烃油调整的塔河沥青不仅高温性能得到了提高，而且具有优越的抗低温开裂和抗疲劳开裂性能。
最后，采用直接混溶法工艺，根据基质沥青的组成情况加入富芳烃油，在加入聚合物改性剂的过程中，同时分步加入硫交联剂，分别以中东进口原油的基质沥青和塔河沥青为原料，进行了SBS改性沥青的工业化生产，产品性能指标达到或超过壳牌同类产品，并在我国部分高速公路路面上得到了应用。