本论文在充分分析了国内外沥青路面冷再生技术的研究现状后,依托住建部工程建设行业标准《冷伴用沥青再生剂》编制项目,以甘肃省S201树屏段和兰州G109红古段路面维修改造工程为研究对象,重新研究RAP掺量更高的再生混合料级配和路面结构新型式,具体研究内容如下:(1)对甘肃省干线公路地理环境、气候条件、原路面结构、交通量、历史维修情况和路面常见病害进行调查分析,总结常见病害产生的原因;对S201树屏段和兰州G109红古段路面进行弯沉分析和破损状况评价,根据路面调查结果及病害情况确定路面结构再生层厚度,进而提出路面结构维修方案。(2)查阅文献,总结国内外冷再生混合料的设计方法,确定本论文再生混合料研究试验方法和设计步骤;对原路面材料RAP级配及沥青废料性能进行检测,提高RAP掺量,添加适量新矿料,根据“S型”级配曲线重新设计新集料级配;确定再生混合料中最佳水泥用量,通过对比试验选择性能更好的乳化沥青品种并确定其用量;根据选定的试验方法对设计的再生混合料进行高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和收缩性等性能测定。(3)查阅文献,总结国内外路面结构设计方法,提出冷再生路面结构设计步骤和路面结构新型式;针对路面结构不同的主导破损形式重新确定设计指标,并进行不同设计指标的轴载换算,确定不同设计指标的容许值;(4)研究线弹性断裂力学模型和裂纹类型,推导出应力强度因子计算公式;利用有限元分析软件ABAQUS建立路面结构模型,分析路面结构在车辆荷载作用下的沉降变形及应力应变;在路面结构模型中加入裂缝,分析模型在偏荷载和对称荷载作用下裂缝的发展情况,并计算两种荷载下裂缝尖端强度因子,预估路面结构疲劳寿命。(5)以甘肃省S201树屏段和兰州G109红古段路面结构维修改造工程为研究对象,进行再生混合料施工应用研究,验证再生混合料在施工过程中的性能表现;再生混合料铺筑过程观测混合料的出料状态和路面状态,总结铺筑过程中需控制的关键环节和注意事项。