路面冷再生技术能有效利用废料，符合我国可持续发展战略中废物资源化的要求和节能减排的发展理念。目前，沥青路面冷再生技术尚未形成完整的体系，在国内仍处于起步阶段，我国在试验方法、试验手段、设计标准、路面结构类型等方面与国外相差较大。国内对于冷再生结构层在路面中的响应状态、再生路面结构组合的研究较少，在路面结构再生维修时，再生层层位、厚度及路面厚度的选择一般采用新建路面设计或改建路面设计方法，参数的选取仅仅依靠规范推荐值，这样设计出来的路面不能满足使用性能的需要，路面的使用寿命往往较短。基于此，本文通过室内性能试验与现场验证对冷再生混合料配合比设计的养生方式和设计指标进行了研究，提出了乳化沥青冷再生混合料的养生方法。并提出再生混合料配合比设计以冻融及干湿劈裂强度及其强度比为控制指标，以孔隙率、马歇尔稳定度作为参考指标。根据路面病害类型及程度，设置了七种再生路面结构和一种传统维修路面结构，通过实测路面结构动态响应分析发现：再生路面结构应变的温度敏感性低于热拌沥青路面结构，路面厚度对层底应变的影响较大；随着轴载和温度的升高，再生层底的拉应变不断增加，温度越高，最大应变增加的趋势越快；路面结构再生层以下结构层顶面应力受路面厚度影响较大，受车速的影响较小；根据各方案路面结构的应变响应情况，路面结构厚度最薄的方案三（CRP3）应变最大，纵向应变响应从大到小排序为：CRP3(CRP4)>CRP5>CRP6(CRP8)>CRP1(CRP2)>CRP7，其中CRP3与CRP4，CRP1与CRP2以及CRP6与CRP8除胶结料不同之外其余均相同，应变响应性能接近。基于路面结构动态力学响应及室内材料参数性能试验，对再生路面结构参数及接触条件进行了对比分析，结果表明再生层的结构强度、沥青面层厚度及层间接触状态对路面结构性能具有显著影响，根据理论计算与实测数据分析提出了冷再生路面结构设计的材料参数，解决了再生路面典型结构理论计算结果与实际状态不相符的问题。根据再生混合料室内疲劳试验及试验路疲劳分析，初步确定了典型再生沥青混合料的疲劳极限水平。基于室内性能试验及试验路实测路面结构动态响应，推荐了不同交通量等级下的再生路面典型结构组合。