[发明专利]一种橡胶改性沥青材料性能的评价方法

说明书

本发明公开的橡胶改性沥青材料性能的评价方法，采用三维建模软件依次构建沥青分子体系无定形晶胞模型、橡胶分子体系无定形晶胞模型，获取橡胶沥青的界面模型；并对无定型晶胞模型和橡胶沥青的界面模型进行了分子动力学模拟，获取橡胶分子体系分别与沥青分子体系中各组分的径向分布函数，根据径向分布函数评价橡胶改性沥青材料的性能。该方法基于分子动力学模拟橡胶改性沥青材料，从分子角度更本质解释橡胶材料和沥青材料之间的动态相互作用，可更直接准确地评价改性沥青材料的性能，成本低，耗时短，便于推广。

技术领域

本发明涉及了沥青材料性能的评价方法领域，具体涉及了一种橡胶改性沥青材料性能的评价方法。

背景技术

沥青是一种极其复杂的碳氢化合物的混合物,是沥青路面重要的组成材料。通过添加改性剂如废旧轮胎胶粉、SBS等制备改性沥青，提高了沥青的路用性能。废旧轮胎胶粉改性沥青具有良好的高低温性能、抗老化、抗疲劳性和行车舒适性。

然而，由于橡胶粉和沥青分子量、密度、溶解度参数以及化学结构上有较大的差异，导致橡胶粉改性沥青普遍存在热储存稳定性差、容易离析的问题，最终影响路面的使用性能。研究发现，对橡胶粉活化预处理能有效改善橡胶沥青的储存稳定性，并提高高温性能和流变性能。

目前橡胶改性沥青材料性能的评价，主要是通过各类试验方法从不同角度评价胶粉改性沥青的储存稳定性和流变性，这种传统实验评价方法，存在耗时长，成本高，误差大的缺点，给研究人员带来了一定的困扰。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术采用传统实验评价方法评价橡胶改性沥青材料性能存在耗时长，成本高和误差大的问题，提供一种橡胶改性沥青材料性能的评价方法，该方法基于分子动力学模拟橡胶改性沥青材料，从分子角度从本质解释橡胶材料和沥青材料之间的动态相互作用，可更直接准确地评价改性沥青材料的性能，成本低，耗时短，便于推广。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种橡胶改性沥青材料性能的评价方法，包括以下步骤：

步骤1、构建沥青分子体系无定形晶胞模型和橡胶分子体系无定形晶胞模型；

步骤2、确认橡胶改性沥青材料中橡胶的掺量比例，利用步骤1得到的两种无定形晶胞模型，构建橡胶沥青的界面模型；

步骤3、对所述步骤1得到的两种无定形晶胞模型和所述步骤2得到的橡胶沥青的界面模型进行分子动力学模拟，然后获取橡胶分子体系分别与沥青分子体系中各组分的径向分布函数，根据径向分布函数评价橡胶改性沥青材料的性能。

本发明公开的橡胶改性沥青材料性能的评价方法，采用三维建模软件依次构建沥青分子体系无定形晶胞模型、橡胶分子体系无定形晶胞模型，获取橡胶沥青的界面模型；并对无定型晶胞模型和橡胶沥青的界面模型进行了分子动力学模拟，获取橡胶分子体系分别与沥青分子体系中各组分的径向分布函数，根据径向分布函数评价橡胶改性沥青材料的性能。该方法基于分子动力学模拟橡胶改性沥青材料，从分子角度更本质解释橡胶材料和沥青材料之间的动态相互作用，可更直接准确地评价改性沥青材料的性能，成本低，耗时短，便于推广。

进一步的，所述步骤1中，沥青分子体系无定形晶胞模型具体包括以下方法得到的：

步骤11、确定沥青中各组分的组分比例，分别构建出各组分的单组分结构；之后构建出沥青组分包；其中沥青组分包中包括不同比例量的各组分的单组分结构；

步骤12、对步骤11得到的沥青组分包赋予力场和电荷，然后进行第一几何结构优化，得到沥青分子单体结构；

步骤13、根据步骤12得到的沥青分子单体结构构建出沥青分子体系无定型晶胞模型。

进一步的，所述步骤11中，沥青中各组分包括沥青质、沥青胶质、沥青芳香分和沥青饱和分。