目前我国高等级沥青路面已进入大中修时期，随之产生大量废旧路面材料不仅浪费资源且污染环境。乳化沥青冷再生技术可循环利用废旧材料，常温施工无污染。由于冷再生混合料早期易松散破坏，目前国内一般应用于道路基层，对其在面层的应用才刚刚起步，还没形成一套成熟的体系。鉴于此，本文结合通辽一级公路大中修工程，系统研究改性乳化沥青冷再生混合料材料特性，优化配合比设计方法，改善使用性能并达到夏热冬寒半干旱地区热拌改性沥青混合料施工要求，同时完善施工工艺，有力推动冷再生技术在该地区高等级沥青路面面层的广泛应用。为使冷再生技术满足面层施工要求，通过土工击实、15℃劈裂及马歇尔稳定度试验优化冷再生配合比设计，确定采用最佳含水率确定最佳乳化沥青用量；二次击实成型冷再生混合料性能优于一次击实。通过研究不同因素对乳化沥青冷再生力学性能及路用性能的影响发现：RAP越多，低温抗裂性越好，力学、高温、水稳性能均随之降低；乳化沥青过多过少对混合料各性能均产生不利影响，纯沥青用量相同的不同固含量的乳化沥青其劈裂强度基本等同；水泥增加了混合料的脆性，对低温性能产生不利影响，但有利于力学、高温、水稳性能的提高；RAP掺量、水泥用量与力学性能和路用性能具有近似线相关性。因此本研究在满足规范要求且经济环保的原则下，建议通辽一级公路大中修冷再生混合料RAP掺量为80%、水泥用量为2%、乳化沥青最佳用量为7.3%；尽量选用改性乳化沥青，加入早强水泥或早强剂可提高早期强度。乳化沥青冷再生技术可达到高等级沥青路面面层规范要求，同时可满足通辽市即夏热冬寒半干旱地区的热拌改性沥青混合料施工技术要求。最后归纳总结乳化沥青冷再生的施工工艺及施工质量控制关键环节；分析研究说明乳化沥青冷再生技术具有明显的经济效益及社会环境效益。