本发明涉及道路工程领域，具体提供一种防水复合再生型道路级配碎石垫层材料及级配碎石垫层。
背景技术：
随着近几年中国公路的快速发展，路网结构逐步形成，随着交通量的增加和公路使用年限的增加，部分道路需要进行大中修或者改扩建，势必产生大量的废旧路面材料，主要以废旧沥青路面材料和废旧水稳材料为主，如何实现这些材料的循环利用是急需解决的问题。
级配碎石一般作为道路的垫层或者柔性基层使用，可以有效的保护路基不受水和冰冻作用的影响，可有效降低地下水位高度，使道路满足冻深要求，是一种调节性较强的路面结构层。随着近几年在我国部分省份，长寿命路面的提出和推广，尤其是全柔性的长寿命路面，必须采用级配碎石垫层作为其有效的隔水和防冻的结构措施，级配碎石垫层的使用也越来越广泛。全柔性的长寿命路面需要的级配碎石垫层具有较高的力学性能，同时还必须具备柔性的特点，因此有些采用水泥等活性物质固化的半刚性或者刚性垫层在这样的路面结构中的适应性并不理想。
技术实现要素：
本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种成本低、水稳性能好的防水复合再生型道路级配碎石垫层材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：防水复合再生型道路级配碎石垫层材料，主要由水稳铣刨料、沥青铣刨料和烧结法赤泥组成。
级配碎石垫层铺筑在路面结构层的最下部，本发明垫层材料中的水稳铣刨料提供垫层的骨架结构，沥青铣刨料用于填充水稳铣刨料的空隙，并在一定程度上增加体系的粘聚性，烧结法赤泥从更细的维度填充水稳铣刨料和沥青铣刨料的空隙，施工时增加体系的粘稠度，减少离析发生，后期为垫层提供一定的固结强度，提高强度，并且具有抑制地下水位上升的作用。三种物料废旧料相互作用，能够很好的将上部的荷载传至路基结构层。
作为优选，水稳铣刨料、沥青铣刨料和烧结法赤泥的质量配比为：
沥青铣刨料30％～50％
烧结法赤泥3％～5％
水稳铣刨料余量。
作为优选，沥青铣刨料和烧结法赤泥的粒径为0-4.75mm；水稳铣刨料的粒径不小于4.75mm。
作为优选，烧结法赤泥粒径大于0.075mm的部分不多于5％，最大粒径不大于0.3mm；沥青铣刨料粒径为0-4.75mm；水稳铣刨料可由两档或三档规格的物料组成。
水稳铣刨料由两档规格的物料组成时，可以是
(4.75mm-10mm)档与(10mm-30mm)档组合；
或者：
(4.75mm-15mm)档与(15mm-30mm)组合；
或者：
(4.75mm-20mm)档与(20mm-30mm)组合；
水稳铣刨料由三档规格的物料组成时，可以是：
(4.75mm-10mm)档、(10mm-20mm)档、(20mm-30mm)档组合；
或者：
(4.75mm-10mm)档、(10mm-15mm)档、(15mm-30mm)档组合；
或者：
(4.75mm-15mm)档、(15mm-20mm)档、(20mm-30mm)档组合。
作为优选，碎石垫层材料的级配范围为：
标准筛孔31.5mm通过率范围为100％；标准筛孔26.5mm通过率范围为75～100％；标准筛孔19mm通过率范围为60～85％；标准筛孔9.5mm通过率范围为40～70％；标准筛孔4.75mm通过率范围为25～50％；标准筛孔1.18mm通过率范围为10～35％；标准筛孔0.6mm通过率范围为5～25％；标准筛孔0.075mm通过率范围为3～10％。
本发明进一步的技术任务是提供一种柔性防水复合再生型道路级配碎石垫层。
所述柔性防水复合再生型道路级配碎石垫层由上述级配碎石垫层材料铺筑而成。
所述级配碎石垫层材料可铺设在下层路面结构(例如路基)上，形成级配碎石垫层，可单层或双层铺筑，单层厚度优选为18cm-22cm。
级配碎石垫层材料的拌合采用稳定土拌合设备实现，现场采用摊铺机完成展面，并采用压路机完成级配碎石垫层的碾压成型。
所述级配碎石垫层可适应任意一种上层铺装形式，其上方可铺筑柔性基层、半刚性基层、刚性基层、面层等。
和现有技术相比，本发明的防水复合再生型道路级配碎石垫层材料及级配碎石垫层具有以下突出的有益效果：
(一)传统的垫层采用破碎软石或者破碎的集料，而本发明的垫层不采用任何新集料或者新骨料，全部采用废旧路面材料，可以实现废旧路面材料的循环利用，节省大量的矿山资源，减少对环境的破坏。
(二)水稳铣刨料和沥青铣刨料复配使用，整个体系的粘聚性提高，并且随着车辆荷载的增加，道路的压密现象更加明显，路面垫层的性能在压力作用下更加的密实，综合路用性能随之提升。
(三)克服传统垫层耐水损性差的特点，采用本复合再生型垫层，可以充分发挥沥青铣刨料的防水特性，并且烧结法赤泥含有大量氧化钙，其加入可以增加体系的板体性，从而增加垫层的抗水损害特性。
(四)随着近几年我国对环保的重视，砂石料资源价格飞涨，传统垫层的价格也顺势增加，而采用本发明的垫层，由于全部采用废旧材料，其总价低廉，且价格受市场环境影响并不明显，对减少建造资金意义重大。
(五)无需添加固化剂，采用烧结法的赤泥对环境污染小，整体垫层的污染性能可控。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
【实施例一】
1.原材料
烧结法赤泥：不大于0.075mm；
沥青铣刨料：(0-4.75mm)档；
水稳铣刨料：(4.75mm-10mm)档与(10mm-30mm)档组合。
碎石垫层材料级配控制如下：
其中水稳铣刨料(10mm-30mm)：水稳铣刨料(5mm-10mm)：沥青铣刨料(0-4.75mm)：烧结法赤泥的质量比为37:29:29：5。
2.铺筑试验
根据试验地区道路的抗冻性设计，采用单层即可满足冰冻深度要求。在碾压好的路基上铺筑一层厚度为20cm复合再生级配碎石垫层。垫层铺筑完成后，道路表面的路基回弹模量实测结果为230mpa，满足不小于150mpa的要求。
【实施例二】
1.原材料
烧结法赤泥：不大于0.075mm；
沥青铣刨料：(0-4.75mm)档；
水稳铣刨料：(4.75mm-10mm)档、(10mm-30mm)档组合。
碎石垫层材料级配控制如下：
其中水稳铣刨料(10mm-30mm)：水稳铣刨料(4.75mm-10mm)：沥青铣刨料(0-4.75mm)：烧结法赤泥的质量比为37:34:24：5。
2.铺筑试验
铺筑试验方法同实施例一。垫层铺筑完成后，道路表面的路基回弹模量实测结果为214mpa，满足不小于150mpa的要求。
【实施例三】
1.原材料
烧结法赤泥：不大于0.075mm；
水稳铣刨料：(0-4.75mm)档；
水稳铣刨料：(4.75mm-15mm)档与(15mm-30mm)档组合。
碎石垫层材料级配控制如下：
其中水稳铣刨料(10mm-30mm)：水稳铣刨料(4.75mm-10mm)：水稳铣刨料(0-4.75mm)：烧结法赤泥的质量比为37:29:29：5。
2.铺筑试验
铺筑试验方法同实施例一。垫层铺筑完成后，道路表面的路基回弹模量实测结果为191mpa，满足不小于150mpa的要求。
【实施例四】
1.原材料
沥青铣刨料：(0-4.75mm)档；
水稳铣刨料：(4.75mm-15mm)档与(15mm-30mm)档组合。
碎石垫层材料级配控制如下：
其中水稳铣刨料(10mm-30mm)：水稳铣刨料(4.75mm-10mm)：沥青铣刨料(0-4.75mm)的质量比为37:29:34。
2.铺筑试验
铺筑试验方法同实施例一。垫层铺筑完成后，道路表面的路基回弹模量实测结果为182mpa，满足不小于150mpa的要求。
【实施例五】
1.原材料
烧结法赤泥：不大于0.075mm；
水稳铣刨料：(4.75mm-15mm)档与(15mm-30mm)档组合。
碎石垫层材料级配控制如下：
水稳铣刨料(10mm-30mm)：水稳铣刨料(4.75mm-10mm)：烧结法赤泥的质量比为53:42:5。
2.铺筑试验
铺筑试验方法同实施例一。垫层铺筑完成后，道路表面的路基回弹模量实测结果为166mpa，满足不小于150mpa的要求。
【实施例六】
1.原材料
水稳铣刨料：(4.75mm-15mm)档与(15mm-30mm)档组合。
碎石垫层材料级配控制如下：
水稳铣刨料(10mm-30mm)：水稳铣刨料(4.75mm-10mm)的质量比为55:45。
2.铺筑试验
铺筑试验方法同实施例一。垫层铺筑完成后，道路表面的路基回弹模量实测结果为152mpa，满足不小于150mpa的要求。
【测试结果】
对实施例一至实施例六的级配碎石垫层材料进行测试，结果如下：
其中冻融试验是在试件泡水4天后进行，冻融试验的试验过程为：①将泡水后的试件放入-18℃±2℃的恒温环境下冻结24小时；②将冻结完成的试件放入20℃±2℃，湿度为95％的环境温度下融化8小时；③将融化完成的试件快速进行cbr试验。级配碎石要求的泡水4d的cbr值为100％。
通过泡水cbr试验结果分析，方案1的级配的cbr值为321.3％，远远超过规范的要求结果。方案1-方案6随着泡水时间的增加，材料的cbr值随之减少，从4d的cbr值分析，方案1的cbr值最高，证明垫层的强度最高。方案1和方案2对比，在规范的范围内改变级配的，对空隙率的影响较大，cbr值相应减少，材料的抗水损害性能降低；方案1和方案3对比，代表含有沥青铣刨料的方案可以使cbr至显著增加，是一种有益的性能改善；方案1与方案4对比分析，烧结赤泥对cbr的影响显著，可以增加30％以上的材料性能，主要是其中的活性组分，可以起到固化的作用；方案4与方案5比较，全水稳铣刨料和烧结赤泥的组合并不能产生立项的效果，主要原因在于方案5全部采用4.75mm以上的水稳铣刨料，导致整个体系空隙率偏大，导致材料的强度偏低；方案5和方案6的对比在于是否掺加烧结赤泥，掺加烧结赤泥的方案5性能高于方案6。
通过冻融后cbr试验结果分析，方案1-方案6随着冻融时间的增加，材料的cbr值随之减少，但是减少的幅度并不显著。冻融后的cbr值变化规律与泡水cbr相同，方案1最高，冻融后的cbr减少率也最低，代表本方案可有效地提高水稳定。