分子动力学模拟在沥青体系中的应用研究进展

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作   者：

谢娟;  贺文;  赵勖丞;  李帅辉;  卢真真;  丁哲宇; 

作者机构：

长沙理工大学交通运输工程学院; 

关键词：

沥青;  分子模拟;  分子动力学;  动力学模型;  沥青-集料界面; 

期刊名称：

化工进展

i s s n：

1000-6613

年卷期：

2024 年 43 卷 008 期

页   码：

4432-4449

摘   要：

随着计算机技术的飞速发展,分子模拟方法已被广泛应用于各个领域.本文总结了沥青分子模型、老化沥青模型、集料模型的构建方法以及基质沥青模型的验证方法.通过分子动力学(MD)模拟,探讨了沥青的性质与性能、沥青的扩散现象、改性剂对沥青的改性作用、沥青老化与再生以及沥青与集料的界面相互作用.MD模拟方法能够预测沥青材料的性能,包括基质沥青的力学性能、低温性能、抗老化性能、自愈合性能,基质沥青与改性剂的相容性以及沥青与集料界面的力学性能、黏附性等性能,架起了宏观和微观行为之间的桥梁,为MD模拟在沥青材料的广泛应用提供了指导.但MD模拟在沥青体系中还需要进一步完善,如初始模型的建立、力场的优化和模型验证等,目前分子动力学模拟只关注沥青材料与改性剂之间的物理作用,缺少对两者之间化学作用的研究.此外,分子动力学在沥青混合料中的应用目前只限于沥青与集料界面之间的研究.最后,对MD模拟在沥青体系中的未来发展方向进行了展望,在未来需要使用MD方法来研究沥青的高温流变性能、沥青与改性剂的界面模拟以及多种改性剂与沥青之间的相互作用.此外,还需要探究多种因素(如裂缝宽度、改性剂、温度和再生剂)共同作用下对沥青自愈合性能的影响,为了探究沥青与改性剂之间的化学相互作用,建议结合量子力学等其他模拟方法进行研究,在沥青混合料方面建议结合有限元等模拟方法来研究沥青混合料的性能.