不同温度下沥青自愈合行为的纳观表征与分析研究

作者:詹易群; 吴昊; 宋卫民; 朱琳
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为了从纳米水平上分析沥青的自愈合行为,采用分子动力学(MD)方法建立了沥青分子模型,通过模拟裂缝两侧材料之间的扩散熔合过程,分析了沥青的自愈合行为和扩散熔合效率,提出了描述沥青纳米级自愈合能力的表征方法和参数。研究表明,纳观沥青材料的自愈合行为主要分为两个阶段:移动到完全接触阶段和扩散阶段。运动到完全接触阶段是体积变化的主要阶段。当达到完全接触状态时,沥青材料自修复模型的体积在扩散融合后将达到一个稳定值。模拟结果表明,分子扩散在沥青的自愈合过程中起着重要作用,扩散能力和扩散效率的提高提高了沥青的自愈合性能。在自愈过程中,模型的体积和密度会随着温度的变化而变化。随着温度的升高,材料的自愈合效率会提高。同时,在扩散融合过程稳定后,自愈合模型的密度与同一温度下单一沥青模型的密度非常相似,表明沥青材料的自愈合过程在该温度下基本完成。这表明,该模型的相对浓度、自由体积分数和FFV可以有效地表征沥青材料的自愈合程度和效率。