沥青路面冷再生技术具有以下优点：一是可以矫正路面病害,提高服务质量；二是可以实现废旧路面材料的利用,减少资源的浪费,保护生态环境；三是降低工程造价。在资源日益紧张、环保意识不断增强、国家大力提倡可持续发展的形势下,发展沥青路面再生技术,对于实现我国公路的可持续发展以及绿色交通的建设,具有十分重要的意义。由于冷再生沥青混合料是在常温下拌和、摊铺、碾压的,养生完成后具有较大的空隙率和相对较低的力学性能,在路用性能方面难以达到热拌沥青混合料的标准,因此,它往往并不是直接作为面层使用,而是在其上面加铺一定厚度的热拌沥青混合料(HMA)。在HMA的施工过程中,由于HMA的温度可达150-190℃,冷再生层沥青混合料会被HMA加热,在压实机械的作用,冷再生层会被进一步压密,而现有的冷再生混合料设计方法并未考虑这一压实过程,仅将冷再生层养生完成后的状态作为混合料的最终状态,进而造成冷再生混合料室内配合比设计与工程实际之间存在一定偏差,这种偏差造成室内设计无法为工程质量控制提供依据,并且不能给沥青路面结构设计提供准确参数。鉴于此,本论文在现有冷再生混合料设计方法的基础上,以胶州湾高速公路大修为依托,开展乳化沥青冷再生混合料设计方法的优化研究。本文首先介绍了水泥-乳化沥青冷再生混合料的强度形成机理以及国内外冷再生混合料的设计方法,并且按照我国再生技术规范的配合比设计试铺筑了试验路,发现了HMA施工后较tHMA未施工前冷再生层路面芯样的平均空隙率减小了10.4%；HMA施工后再生层上半部分(0-8cm)较下半部分(8-16cm)的空隙率减小了21%。研究空隙率的变化必须清楚HMA施工过程中冷再生层温度场的变化,本文应用温度采集装置实测再生层的温度分布,监测到在2cm深度处,温度可达到88-℃；同时还利用Fluent有限元软件从理论上分析了再生层的温度场,对两者进行了对比,三个监测点中最大误差为3.4%,这说明了采用Fluent软件可以较好的模拟再生层中温度场变化。利用Fluent研究了再生层作为基层和下面层、在铺筑不同温度、厚度的HMA时,温度场的变化规律,并给出了在有效时间内相应的最高温度随深度变化的函数关系式。研究了延时成型和养生方式对再生混合料的影响,同时对比了不同种测定毛体积密度的方法,密度从小到大依次是corelok法、蜡封法、表干法、体积法。其中与蜡封法所测密度最相近的是Corelok法。最后,基于室内马歇尔试件与HMA施工前后路面芯样空隙率一致的原则,提出了优化的乳化沥青冷再生混合料设计方法。