随着道路工程建设及路面维修养护工程的迅猛发展,环保问题越来越受到世界各国政府及组织的高度重视。为此,国内外道路行业不断把降低温室气体排放和减少能源消耗寄托在冷拌沥青(Cold Mix Asphalt,CMA)混合料的研究上来。针对热拌沥青在施工方面污染大、耗能多等缺点,本文在现有研究成果的基础上先后开发制备两种适应于不同用途的冷拌沥青材料,分别是岩沥青改性聚氨酯(MDI)型CMA材料和复合离子乳化沥青材料。为成功研制出这两种CMA材料并验证其混合料性能,本文主要开展了以下工作:(1)利用MDI湿固化反应原理制备MDI改性沥青。通过对改性沥青三大指标、旋转黏度和流变性的试验测试,确定合理的MDI掺入量为15%。试验表明:MDI的加入对沥青的低温性能有较好的改善作用,但高温性能方面较差。文中通过掺入岩沥青进行复合改性,以提升改性沥青的高温性能。(2)开展基质沥青、MDI、MDI改性沥青及岩沥青改性MDI沥青的荧光显微镜试验和钨丝灯扫描电镜试验。通过SEM试验观察得出:在改性沥青中,纤维素主要呈三维网状结构,石油树脂和岩沥青均呈固体小颗粒状态;FM试验验证了MDI与水等成分在沥青中发生结构变化的过程,能够将分散的沥青粘结在一起,是强度增大的主要原因。(3)开展岩沥青改性MDI冷拌沥青混合料的设计和性能评价。室内试验表明:所制备的岩沥青改性MDI沥青混合料的力学性能、高温性能和抗水损害性能均符合规范要求。室外修补试验表明:长达半年的观察期内路面状况良好。(4)研究制备高固含量阳离子型和非离子型乳化沥青。试验研究表明:非离子型的稳定性高于阳离子型;二者按比例复配的乳化沥青其稳定性和乳化性能都能有所改善。复合离子乳化沥青混合料的强度能满足规范要求,且高于阳离子乳化沥青混合料。(5)复合乳化沥青与岩沥青改性MDI沥青混合料综合性能对比。结果表明,岩沥青改性MDI沥青虽然在环保性方面比复合离子乳化沥青差,但在初期强度、终期强度和制备工艺方面均优于复合离子乳化沥青,本文推荐采用岩沥青改性MDI沥青混合料作为CMA混合料使用。