聚氨酯混合料是一种由课题组自主研发的聚氨酯全面替代沥青作为胶黏剂的新型冷拌冷铺绿色道路铺面材料,该材料节能减排且性能优异。但是,聚氨酯混合料的强度形成与聚氨酯固化反应密切相关,过早或过晚压实均难以保证材料的压实效果及路用性能。为此,本文旨在通过试验研究确定聚氨酯混合料压实时机判定指标与标准,据此建立压实时机预测模型,并结合固化反应微观分析对压实时机预测模型进行优化,进一步提高其拟合精度。首先,为了探究级配类型及空隙率对聚氨酯混合料压实时机的影响,参照沥青混合料AC-13及PA-13级配对聚氨酯混凝土（Polyurethane Concrete-13,简称PC-13）及大孔隙聚氨酯混合料（Porous Polyurethane Mixture,简称PPM-13）进行了配合比设计。其次,选择代表性试验条件（25℃、50%相对湿度和4%催化剂用量）研究了聚氨酯混合料压实时机的确定方法。通过试验建立了养生完成后聚氨酯混合料空隙率、劈裂抗拉强度、高温、低温及水稳定性随成型时间变化的拟合方程,并以各项性能满足技术要求为前提,确定了两种聚氨酯混合料的可压实时间。在此基础上,结合相关性分析确定了聚氨酯混合料可压实时间的判定指标及标准,即以空隙率判定最早压实时机,以劈裂抗拉强度判定最晚压实时机。此外,综合考虑不同路用性能,采用熵值法确定了聚氨酯混合料的最佳压实时机。然后,结合聚氨酯材料特性及我国气候条件,以温度、相对湿度和催化剂用量为影响因素进行了正交设计。根据正交试验结果,建立了不同条件组合下PC-13及PPM-13的空隙率及劈裂抗拉强度随成型时间变化的回归方程,并结合所提出的压实时机确定方法得到了不同条件组合下聚氨酯混合料的可压实时间。在此基础上,通过极差及方差分析,确定了各因素对压实时机影响程度的主次顺序。依据上述试验及分析结果,基于多元非线性回归分析初步建立了可压实时间预测模型,PC-13及PPM-13的最早和最晚压实时机预测模型的决定系数分别为0.92、0.95和0.86、0.88。最后,为了从微观角度分析聚氨酯混合料的固化反应,以聚氨酯胶黏剂及石灰岩矿粉掺配形成的聚氨酯胶浆体系为研究对象,通过DSC试验发现聚氨酯早期固化反应受温度影响极为显著;基于Kamal反应模型建立了聚氨酯胶浆体系的固化动力学拟合方程（R~2＞0.98）,验证了该固化反应具有显著的自催化特征。此外,结合微观分析结果,确定了聚氨酯混合料达到最大固化速率的试验条件,据此剔除了正交设计中无效的试验条件及其试验结果,并对预测模型进行了优化。优化后,PC-13及PPM-13的最早及最晚压实时机预测模型的决定系数分别为0.96、0.98和0.93、0.94,拟合精度显著提升。