本发明涉及路面沥青的胶粉改性技术与存储稳定性改良技术领域，具体涉及一种提高湿法橡胶沥青存储稳定性的方法。
背景技术：
过去的几十年间，应用沥青改性剂增强沥青路面的整体性能已经成为了道路工程的热门话题。基于经济和环境的角度考虑，以废旧橡胶轮胎为原料的橡胶粉被认为是一种有益且有效的改性剂。
湿法橡胶沥青，是将一定量的橡胶粉与沥青进行混合，在高温下进行反应生成具有一定性质的混合物。与传统沥青胶结料相比，湿法橡胶沥青有很多优点，例如高温抗车辙能力明显提高，路面噪音明显降低，使用寿命明显加长。可是，湿法橡胶沥青的推广却受到了自身较差的施工和易性以及存储稳定性限制。施工和易性的问题可以通过温拌技术解决，但湿法橡胶沥青的高温存储稳定性几乎没有实用的解决方法。
湿法橡胶沥青的高温存储稳定性是由于橡胶粉颗粒与纯沥青之间产生相位分离引起的。根据斯托克定律(公式1)，由于橡胶粉的密度大于纯沥青的密度，在高温存储的过程中，液态橡胶沥青中不溶解的橡胶颗粒有下降的趋势，并最终在胶粉-沥青混合液的底部形成一层很厚的富-胶粉相的层。
式中，vt是分散颗粒的沉降速度，α是分散颗粒的半径，δρ是两个不同相之间的密度差，g是重力加速度，η是液体介质的动态粘度。
目前，一种能够切实解决湿法橡胶沥青相位分离问题的技术，即一种提高湿法橡胶沥青存储稳定性的技术备受关注，为了能够有效地将保证橡胶粉颗粒在高温存储过程中均匀的分散在沥青相之中，急需寻找一种材料或一种技术，用于有效降低高温存储过程中分散颗粒的沉降速度，这将成为解决橡胶沥青这一节能环保新技术存储稳定性问题的开创性技术。
在传统的湿法橡胶沥青生产过程中，由于橡胶粉颗粒(大约1.8)与机制沥青(大约1.03)的密度差，在高温存储过程中会出现相位分离现象，密度较大的橡胶粉颗粒会下沉到改性沥青的底部，从而造成橡胶粉颗粒分布不均匀，产生离析现象，从而造成生产出的沥青混合料性质不稳定。而本发明所使用的胶粉-纳米蒙脱土改性剂可以在不降低湿法橡胶沥青性质的基础上解决存储稳定性问题。
技术实现要素：
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种提高湿法橡胶沥青存储稳定性的方法，该方法是在橡胶沥青生产过程中在沥青中直接加入胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种提高湿法橡胶沥青存储稳定性的方法，包括以下步骤：
(1)将沥青加热至拌和温度；
(2)将纳米蒙脱土加入橡胶粉颗粒中机械搅拌均匀，得胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物；
(3)将步骤(2)所得胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物均匀地添加到已经加热至拌和温度的沥青中进行拌和。
优选的，所述纳米蒙脱土为是自然形成的矿物，主要包括高岭石粘土、蛭石和蒙脱石中的一种以上。
优选的，纳米蒙脱土密度大于沥青粘合剂，但蒙脱土和纯沥青之间的嵌入或剥离结构可以防止纳米颗粒的沉降，是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成的层状结构材料。
优选的，所述纳米蒙脱土是一类由纳米厚度的表面带负电的硅酸盐片层，依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物。
优选的，所述橡胶粉颗粒的原料是废弃轮胎。
优选的，所述橡胶颗粒为经过常温粉碎法、冷冻法、常温化学法等方法加工而成。
优选的，所述橡胶粉颗粒为脱硫的橡胶粉。含硫橡胶在高温施工过程中会分解，造成环境污染，同时会影响工人的身体健康。此类脱硫橡胶是基于环保和健康考虑的环境友好型产品。本发明使用的橡胶粉的价格低廉，容易获得，甚至可以使用各种轮胎的废料，变废为宝，大大节省成本。
优选的，所述纳米蒙脱土与橡胶粉颗粒搅拌温度为常温。
优选的，所述橡胶粉颗粒与纳米蒙脱土拌和的时间为3～5min，在此拌和时间范围内，胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物能够搅拌均匀。
优选的，所述沥青为新的基质沥青。
优选的，所述胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物，在常温下为颗粒状、灰色物质，置于常温干燥环境下保存即可。所述胶粉在常温下为颗粒状、黑色物质，置于常温干燥环境下保存即可。所述纳米蒙脱土在常温下为粉末状、白色物质，置于常温干燥环境下保存即可。
优选的，所述胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物均匀地添加到沥青中所用的时间为8～12min。
优选的，所述胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物与沥青的拌和温度为175-185℃。
优选的，所述胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物与沥青的拌和时间为0.8～1.2h，在此过程中胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物能够充分的与基质沥青交联与反应。
优选的，所述胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物的掺量为沥青的13wt％-23wt％。
优选的，所述胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物中橡胶粉颗粒掺量为沥青的10wt％-20wt％。
优选的，所述胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物中纳米蒙脱土掺量为沥青的2～4wt％。
本发明提高湿法橡胶沥青存储稳定性的方法有效地改善了湿法橡胶沥青存储稳定性，但会增大目标沥青胶结料的粘度，从而降低施工和易性，但是此类问题可以通过温拌技术完美解决。
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
本发明的一种提高湿法橡胶沥青存储稳定性的方法的功能效果好、污染小、成本低，其中的胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物将橡胶粉和纳米蒙脱土均匀混合，形成混合物，缓慢地、均匀地添加到已经加热至拌和温度的沥青中进行拌和，充分发挥胶粉-纳米蒙脱土改性剂的整体作用，由此制备的湿法橡胶沥青具有良好的存储稳定性能。
具体实施方式
为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本发明。
以下具体实施例中所应用到的测试标准如下：
(1)针入度：中国规范jtge20-2011t0604沥青针入度实验：
(2)软化点：中国规范jtge20-2011t0606沥青软化点实验(环球法)；
(3)粘度：中国规范jtge20-2011t0625沥青旋转黏度实验(布洛克菲尔德粘度计法)；
(4)车辙因子、疲劳因子：美国规范aashtom320.standardspecificationforperformance-gradedasphaltbinder；
(5)模量和m值：中国规范jtge20-2011t0627沥青弯曲蠕变劲度实验(弯曲梁流变仪)。
实施例1：
一种提高湿法橡胶沥青存储稳定性的方法，橡胶粉与基质沥青拌和而成。
所述沥青为新的基质沥青。基质沥青的质量为700g，橡胶粉的质量为70g，橡胶粉为脱硫橡胶，常温下为黑色、颗粒物质；纳米蒙脱土为白色、粉末固体。
提高湿法橡胶沥青存储稳定性过程，包括以下步骤：
(1)将沥青加热至拌和温度180℃；
(2)将橡胶粉70g缓慢地(所用的时间为10min)、均匀地添加到已经加热至拌和温度的沥青中进行拌和；
高速剪切乳化机的转速为10000rpm，拌和温度为180℃，拌和时间为1h，使胶粉能够在高速剪切的作用下充分的反应。制备后的新型湿法橡胶沥青在室温下为黑色，粘稠胶状固体。
制备的胶粉改性沥青的性能如表1所示，存储稳定性性能如表2所示。
实施例2：
一种提高湿法橡胶沥青存储稳定性的方法，胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物与基质沥青拌和而成。
所述沥青为新的基质沥青。基质沥青的质量为700g，胶粉-纳米蒙脱土改性剂的质量为91g，其中橡胶粉的质量为70g，纳米蒙脱土的质量为21g，橡胶粉为脱硫橡胶，常温下为黑色、颗粒物质；纳米蒙脱土为白色、粉末固体。
制备胶粉-纳米蒙脱土改性剂，包括以下步骤：
(1)将橡胶粉与纳米蒙脱土按照一定比例称取。
其中，橡胶粉为沥青质量的10％，即p胶粉＝700g×10％＝70g；纳米蒙脱土质量为沥青质量的3％，即p纳米蒙脱土＝700g×3％＝21g，橡胶粉与纳米蒙脱土的比例为1:0.3。
(2)将纳米蒙脱土与橡胶粉颗粒加入100ml烧杯中机械搅拌均匀。
手动搅拌的速度为60转/min，拌和温度为室温，拌和时间为180s，使纳米蒙脱土与橡胶粉颗粒混合均匀，制备的胶粉-纳米蒙脱土改性剂在室温下为黑色，颗粒状固体。
提高湿法橡胶沥青存储稳定性过程，包括以下步骤：
(1)将沥青加热至拌和温度180℃；
(2)将搅拌均匀的胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物91g缓慢地(所用的时间为10min)、均匀地添加到已经加热至拌和温度的沥青中进行拌和；
高速剪切乳化机的转速为10000rpm，拌和温度为180℃，拌和时间为1h，使胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物能够在高速剪切的作用下充分的反应。制备后的新型湿法橡胶沥青在室温下为黑色，粘稠胶状固体。
制备的胶粉-纳米蒙脱土改性沥青的性能如表1所示，存储稳定性性能如表2所示。
实施例3：
一种提高湿法橡胶沥青存储稳定性的方法，胶粉与基质沥青拌和而成。
所述沥青为新的基质沥青。基质沥青的质量为700g，橡胶粉的质量为140g，橡胶粉为脱硫橡胶，常温下为黑色、颗粒物质；纳米蒙脱土为白色、粉末固体。
提高湿法橡胶沥青存储稳定性过程，包括以下步骤：
(1)将沥青加热至拌和温度180℃；
(2)将橡胶粉140g缓慢地(所用的时间为10min)、均匀地添加到已经加热至拌和温度的沥青中进行拌和；
高速剪切乳化机的转速为10000rpm，拌和温度为180℃，拌和时间为1h，使胶粉能够在高速剪切的作用下充分的反应。制备后的新型湿法橡胶沥青在室温下为黑色，粘稠胶状固体。
制备的胶粉改性沥青的性能如表1所示，存储稳定性性能如表2所示。
实施例4：
一种提高湿法橡胶沥青存储稳定性的方法，胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物与基质沥青拌和而成。
所述沥青为新的基质沥青。基质沥青的质量为700g，胶粉-纳米蒙脱土改性剂的质量为161g，其中橡胶粉的质量为140g，纳米蒙脱土的质量为21g，橡胶粉为脱硫橡胶，常温下为黑色、颗粒物质；纳米蒙脱土为白色、粉末固体。
制备胶粉-纳米蒙脱土改性剂，包括以下步骤：
(1)将橡胶粉与纳米蒙脱土按照一定比例称取。
其中，橡胶粉为沥青质量的20％，即p胶粉＝700g×20％＝140g；纳米蒙脱土质量为沥青质量的3％，即p纳米蒙脱土＝700g×3％＝21g，橡胶粉与纳米蒙脱土的比例为1:0.15。
(2)将纳米蒙脱土与橡胶粉颗粒加入100ml烧杯中机械搅拌均匀。
手动搅拌的速度大约为60转/min，拌和温度为室温，拌和时间为180s，使纳米蒙脱土与橡胶粉颗粒混合均匀，制备的胶粉-纳米蒙脱土改性剂在室温下为黑色，颗粒状固体。
提高湿法橡胶沥青存储稳定性过程，包括以下步骤：
(1)将沥青加热至拌和温度180℃；
(2)将搅拌均匀的胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物161g缓慢地(所用的时间为10min)、均匀地添加到已经加热至拌和温度的沥青中进行拌和；
高速剪切乳化机的转速为10000rpm，拌和温度为180℃，拌和时间为1h，使胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物能够在高速剪切的作用下充分的反应。制备后的新型湿法橡胶沥青在室温下为黑色，粘稠胶状固体。
表1
表2
制备的胶粉-纳米蒙脱土改性沥青的性能如表1所示，存储稳定性性能如表2所示。
由表1可知，添加胶粉会全面改善基质沥青的性能，且在一定范围内，随着胶粉掺量的增加，改善效果越发明显，这足以证明湿法橡胶沥青明显优于基质沥青的路面使用性能。同时，添加胶粉-纳米蒙脱土改性剂混合物到基质沥青当中，对湿法橡胶沥青的车辙、疲劳抵抗以及低温抗裂效果的作用并不是很明显，却对粘度有着较明显的提高效果。虽然对施工和易性会造成影响，但此类问题和释放橡胶沥青一样，是可以通过温拌技术较完美的解决的。
由表2可知，基质沥青的软化点差值为0.4℃，满足astmd5892所规定的小于2.5℃要求。但是添加了橡胶粉后，离析现象较为严重，均不在满足技术要求。通过实施例2和4的结果可以得出，本发明提出的“一种提高湿法橡胶沥青存储稳定性的方法”对存储稳定性的改善效果是尤为明显的，软化点差值均为0.1℃，均满足技术要求，甚至比未添加改性剂的基质沥青还要好一些。