不同温度下沥青自愈合行为的纳观表征与分析研究

为了从纳观层面分析沥青的自愈合行为,通过分子动力学(MD)方法构建沥青分子模型,模拟裂缝两侧材料间的扩散融合过程分析沥青的自愈合行为和扩散融合效率,并提出纳观尺度上描述沥青自愈合能力的表征方法和参数.研究结果表明,沥青材料的自愈合行为在纳观上主要分为2个阶段:运动至完全接触阶段和扩散阶段.运动至完全接触阶段是体积发生变化的主要阶段,当达到完全接触状态时,扩散融合后沥青材料自愈合模型的体积会达到一个稳定值.模拟结果表明,分子扩散在自愈合过程中起着重要作用,扩散能力和效率的增大能提高沥青的自愈合性能.自愈合过程中模型的体积和密度均会随着温度的变化而变化,随着温度的升高,材料自愈合效率提高.同时,在扩散融合过程达到稳定后,自愈合模型的密度与单个沥青模型在同温度下的密度十分近似,表明在这一温度条件下沥青材料的自愈合过程基本完成.由此表明采用模型的相对浓度、内聚能密度CED和自由体积分数FFV能够有效表征沥青材料的自愈合程度和效率.