沥青路面在长期使用过程中，由于车辆荷载和自然因素等的作用，沥青结合料会发生老化，而集料会逐渐被磨损而细化，可能引起比较棘手的路面病害，甚至影响沥青路面的使用性能。我国新建的大量高等级公路与市政道路正在面临或即将面临沥青路面的大中修任务，我国道路已从“以建为主”过渡到了“建养并重”的阶段。为解决我国公路大中修过程中产生的环境污染和生态破坏问题，减少资源消耗，沥青路面再生技术越来越受到人们的重视。相比其他沥青路面再生技术而言，沥青路面热再生技术具有比较广泛的适用范围，因此论文比较详细地研究了热再生沥青混合料。论文首先分析了RAP料的取料和备料方式，确定了本文试验中应采用离心分离法抽提RAP料中的旧沥青，并采用阿布森法进行回收，进而对RAP料中旧集料的级配、旧沥青的性质和含量进行了试验分析，发现旧沥青已严重老化。其次，在前人研究的基础上，分析了沥青再生的机理和方法，并通过分析确定采用同时掺加再生剂和新沥青的再生方式，进而根据粘度关系图确定了最佳再生剂掺量，然后通过再生剂扩散试验，对合适的再生剂的掺加方式进行了初步探索，在此过程中发现再生剂对RAP料中的旧沥青的扩散是一个复杂的过程。再次，选择30%、40%和50%三个不同的RAP料掺配率进行了热再生沥青混合料的目标配合比设计。配合比设计中，为了尽可能地将RAP料掺配率控制为单一变量，对不同RAP料掺配率下的热再生沥青混合料调配了相近的矿料合成级配，且对于热再生沥青混合料的最大理论相对密度，考虑再生剂、RAP料中旧沥青和旧集料后，采用区别于普通沥青混合料最大理论相对密度计算公式的修正公式计算。再而，从配合比设计结果中发现，采用公式估算的最佳新沥青掺量比实际情况偏大。最后，研究了不同RAP料掺配率下的热再生沥青混合料的使用性能。通过试验发现，三个不同RAP料掺配率下的热再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性均符合规范要求，但50%RAP料掺配率下的水稳定性不能满足规范要求；随着RAP料掺配率的增大，热再生沥青混合料的高温稳定性不断增加，水稳定性呈下降趋势，而低温抗裂性的变化规律不显著，不显著的原因可能来自试验误差、RAP料变异性、大矿料颗粒的影响和再生沥青低温性能等。继而，基于性能确定了本文试验中采用了渝黔高速公路RAP料的热再生沥青混合料的RAP料掺配率参考值为40%。