复合冷再生不仅能够利用回收的沥青面层材料,还能够将破坏的半刚性基层材料作为原材料投入使用,具有极高的社会经济效益。而由于其材料组成的复杂性及系统支撑研究的缺乏,目前再生混合料中材料界面形态特征、界面黏附作用尚不明晰、混合料强度不稳定,导致其应用并不广泛。本文通过一系列试验对两种不同混合料材料界面形态特征、界面黏附作用及宏观力学性能进行了研究,主要工作内容包括以下方面:首先,通过SEM电镜观测了常规拌和成型的水泥复合冷再生混合料中各相材料与胶结料界面微观形态,发现三种集料表面均出现干缩裂缝与水泥成团的现象,其中回收水稳基层材料（RBP料）表面存在旧水化水泥石,这导致RBP料与新水泥水化产物结合不够紧密。故提出使用振动拌和方式成型混合料并对其界面进行观测,结果表明振动拌和方式使得混合料中RBP料表面连接不够紧密的旧水泥石脱落,各类集料表面水泥裹附均匀,界面强度变异性降低。其次,对乳化沥青复合冷再生混合料断面组成特征、各界面微观形态与微观组成、材料间黏附作用展开研究,结果表明:50%沥青路面回收料（RAP料）掺量导致胶结料厚度谱集中在4～8个像素点,而30%RAP料掺量下胶结料厚度谱在2～23个像素点内分布更均匀、起作用的胶结料厚度更广泛。RBP料表面存在旧水化水泥石,其与CA胶浆界面作用存在两种状态:若水泥石与原石料之间空隙较大,则CA胶浆能较好侵入空隙之间,形成较大机械咬合力及化学黏附力,界面强度较高;若空隙较小,CA胶浆无法侵入空隙之间,界面强度较低。此外,RAP料表面老化沥青与CA胶浆产生融合,降低了界面处CA胶浆的性能,拉拔强度降低0.12MPa,黏附疲劳失效时间提前5.46s。再次,对水泥复合冷再生混合料的力学性能影响因素进行研究,结果表明混合料强度随龄期增长符合水泥强度增长规律。水泥掺量增加能增大混合料的无侧限抗压强度与劈裂强度,RAP料掺量增加对混合料的强度影响为先增大后减小。振动拌和较常规拌和能使混合料无侧限抗压强度与劈裂强度分别增大32.4%与44.3%,且变异系数分别降低27.1%与31.0%,这与微观界面形态特征观测结果相同。最后,对乳化沥青复合冷再生混合料的力学性能影响因素进行研究,结果表明水泥掺量的增大会使得混合料的马歇尔稳定度、空隙率不断增大,劈裂强度不断降低,最佳水泥掺量为1.5%。乳化沥青掺量的增大对马歇尔稳定度与劈裂强度的影响均为先增大后减小,最佳乳化沥青掺量为5%;RAP掺量的增大会降低混合料的马歇尔稳定度与劈裂强度,但是对于浸水马歇尔残留稳定度影响不大。混合料强度受各因素影响规律均与微观试验分析结果相吻合,表明界面形态特征与黏附作用研究成果能够较好的指导再生混合料组成设计,有良好的优化效果。