[发明专利]一种石墨烯改性沥青抗裂性能评价方法

权利要求书

1.一种石墨烯改性沥青抗裂性能评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

一、选取基质沥青，进行沥青组分分离试验将基质沥青分离成沥青质、胶质、芳香分及饱和分四种组分，并对四种组分进行称重，计算各组分所占重量比；

二、确定沥青四种组分各自的元素组成、官能团分布和相对分子质量，并计算得出沥青分子模型中各组分分子模型数量；

三、根据步骤一计算结果，通过Materials Studio软件的Sketch功能绘制出基质沥青四组分代表分子结构模型，以及绘制出石墨烯分子模型；然后根据步骤二计算出的沥青四种组分分子模型数量配合不同的石墨烯分子的模型数量，采用Amorphous Cell模块构建石墨烯改性沥青共混体系分子模型；

四、通过动力学弛豫分别使各石墨烯改性沥青共混体系分子模型达到平衡稳定的状态；

五、分别对不同掺量的石墨烯改性沥青共混体系分子模型进行不同温度下的分子动力学模拟，得到各个模型的剪切模量G；

六、利用Materials Studio软件的Forcite模块，得到各个模型的黏附功W_cohesion；

七、利用Materials Studio软件的Analysis模块中的mean square displaced算出均方位移，从而得到各个模型的自扩散系数δ；

八、通过层次分析法，确定判断矩阵，当矩阵的一致性符合条件小于0.1时，构建关于石墨烯改性沥青抗裂性能评价的模型，以步骤五得到的剪切模量G、步骤六得到的黏附功W_cohesion及步骤七得到的自扩散系数δ为参数，计算出各个参数的权重向量，从而结合判断矩阵算出对应掺量的石墨烯改性沥青的抗裂性能评价值。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性沥青抗裂性能评价方法，其特征在于，步骤四的具体操作为：利用Materials Studio软件的Dynamics模块，采用NVT正则系综进行预平衡，然后，在压力为一个大气压，温度为298.15K的条件下进行NPT动力学模拟。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性沥青抗裂性能评价方法，其特征在于：步骤五中，利用Materials Studio软件Forcite模块中的Mechanical properties任务，对不同掺量的石墨烯改性沥青共混体系分子模型进行不同温度下的分子动力学模拟，得到各个模型的剪切模量G。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性沥青抗裂性能评价方法，其特征在于：步骤六中，先构建沥青-石墨烯界面模型，通过Materials Studio软件的Bulid模块，将Layer1和Layer2分别指定为沥青和石墨烯分子建模，然后利用Materials Studio软件的Forcite模块，分别对Layer1和Layer2进行energy计算，然后通过下式计算得到各个模型的黏附功W_cohesion：

W_cohesion＝(E_layer1+E_layer2)-E_total；

式中，E_layer1为去掉石墨烯后沥青的表面能量；E_layer2为去掉沥青后石墨烯的表面能量；E_total为系统的总能量。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性沥青抗裂性能评价方法，其特征在于，步骤七中各个模型的自扩散系数δ的计算式为：

δ＝K/6；

式中，K为均方位移msd曲线的斜率。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性沥青抗裂性能评价方法，其特征在于，步骤八中的判断矩阵为：

该判断矩阵一致性符合条件小于0.1，计算得出最大特征值为3.0385，通过特征值法求出权重向量为w＝(0.1047，0.6370，0.2583)^T；

因此，石墨烯改性沥青抗裂性评价值P＝w^T·W；

此处W为相应石墨烯改性沥青材料的剪切模量、黏附功、自扩散系数的权重向量。