[发明专利]沥青及改性剂相容体系模型建立方法

说明书

本发明一种沥青及其改性剂相容体系模型建立方法，属于改性沥青技术领域，主要解决目前用于分子动力学模拟的改性剂与沥青相容体系模型中沥青分子模型比较简单，都是以一个典型分子代表沥青各组分，与沥青真实结构有较大差距，模型准确性较低的问题。本发明主要通过分子动力学模拟软件构建SBS嵌段共聚物分子结构模型和单个沥青系统晶胞模型，确定的两者的分子模型数量并在软件中组合，得到SBS改性沥青共混体系模型。本发明的共混体系模型中的改进沥青四组分模型由更大的分子组成，使得密度等的模拟值更接近真实沥青的数值，因此，模型在应用于分子动力模拟时具有较好的表征和预测性能，同时，也有助于沥青与SBS改性剂相容机理的研究。

技术领域

本发明一种沥青及其改性剂相容体系模型建立方法，属于改性沥青技术领域。

背景技术

随着现代科技的迅猛发展，特别是计算机的广泛应用，模型方法的研究领域日趋扩大，从人文科学到思维科学，模型方法越来越多地被应用并产生巨大的经济和社会效益、分析模型及其都科学研究的意义、将会对指导人们更深刻的认识模型的功能，开阔建模思路以有益的启示。

所谓模型，简单的说，是指人们为了达到某种特定的目的而对研究对象所做的一种简化描述。通过研究模型来揭示被研究对象的形态、特征、本质及发展规律的方法称为模型方法。

在科学研究中，建立模型具有很重要的意义。模型方法是联系科学理论与客观存在的桥梁。当今，科学研究中的绝大部分工作是由形式化过程和建立模型组成的，通过观察和实验，在理论指导下，人们可以建立反映某一研究对象本质特征及规律的模型，通过不断地修改和完善，使模型尽可能地接近原型。

同样地，模型方法是成功地进行科学研究的有效手段。现代科学研究方向3个方向发展，在尺度方向，从宏观领域深入到微观领域；在时间方向，研究对象已经从现存的自然物延伸到自然的起源和演化的全过程；在水平方向，科学技术综合的趋势日益增强，出现了“大科学”的概念，研究对象是极为复杂的大系统。在这种情况下，观察越来越失去直观性，实验也越来越难以直接施加于真实对象或系统；而模型方法正好适应了科学研究发展的这一特点，通过对客体的形式化，建立起模型这样地中介系统，从模型的研究中获得对真客体的本质特征和演化规律的认识，这就有效地可否了观察和实验的局限，充分发挥了人的主观能动性，使得科学研究有了理性的意义。

因此，模型的应用在沥青材料的研究中也是必不可少的，其中，以分子动力学模拟中模型的应用为代表，它被应用于研究沥青的力学性能、老化行为、与改性剂的相容性等。而分子动力学模拟计算能否成功，在很大程度上是取决于模型的合理性和适用性。

近年来，分子模拟技术在大分子化学材料间的相容性应用研究方面已经非常普遍，沥青与改性剂的相容性也成为沥青研究的重点，其中，在众多的聚合物改性沥青中，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性沥青以其优越的路用性能脱颖而出，SBS改性沥青既能改善高、低温性能，又具有抗永久变形能力，受到了国内外道路工作者研究的重视，但是其与基质沥青的组成、成分、结构等差别较大，在共混时，难以形成稳定的体系，在储存过程中容易发生SBS和沥青相分离的现象，所以研究基质沥青和SBS之间的相容性具有重要意义。因此，沥青与改性剂共混体系的模型的构建更是重中之重。SBS改性沥青共混体系模型的建立主要分为构建沥青分子模型、构建改性剂分子模型、组建改性沥青模型三个步骤。

由于沥青组成及分子结构的复杂性，因此，要对沥青中所有的分子都建立模型或者是将沥青划为分子结构明确的各种组分显然是不切实际的。因此对于沥青这种具有复杂组成的物质，首先需要对各个组分的分子结构进行简化以获得具体分子模型。合理地根据一些重要特征确定分子结构。