[发明专利]一种再生剂在老化沥青中扩散效果的评价方法

摘要

本发明公开了一种基于分子动力学模拟的评价再生剂在老化沥青中扩散效果的方法。该方法主要特点在于：借助分子动力学理论和仿真计算软件(Materials Studio Software)建立再生剂在老化沥青中的扩散模型。模拟计算分析扩散过程，记录分子的运动轨迹，并且通过获得的均方根位移(MSD)和时间的曲线来计算扩散系数。扩散系数利用爱因斯坦方程：D(扩散系数)＝T/6来计算。从而解决了再生剂在老化沥青中扩散效果和渗透性能不好评估的现状，可为再生剂在实际应用中的选择提供依据和基础，因而具有重大的意义和广阔的应用前景。

主权项

1.一种再生剂在老化沥青中扩散效果的评价方法，其特征在于包括如下步骤：1)对再生剂进行傅立叶红外光谱分析，获得其所含有的官能团信息，通过ChemDraw软件画出其分子结构后插入到MS软件中获得其三维分子结构；2)在MS软件中利用Modules模块中的Amorphous Cell功能进行老化沥青三维结构的构建；所述老化沥青中饱和分采用直链模型C22H46、芳香分采用模型1,7‑二甲基萘、沥青质采用Groenzin and Mullin的模型C72H98S；3)在COMPASS力场中，利用分子力学和量子化学计算对步骤1)和2)构建的三维结构进行分子结构优化，确定再生剂和老化沥青最小能量的构象；4)选择再生剂和老化沥青三维结构最小能量的构象模板，利用Build模块中的BuildLayers功能建立再生剂在老化沥青中的扩散模型；模型采用周期性边界条件以保证其体系的密度恒定；采用Smart Minimizer法和Fine水平的收敛精度对其进行能量最小化；5)先进行20ps的NVT及20ps的NPT动力学模拟，随后进行40ps的NVT动力学模拟，保存分子的运动轨迹以供分析；所述动力学模拟采用Andersen法和Berendsen法分别控制温度和压力；构造过程采用COMPASS力场；非键作用力的计算采用atombased算法；范德华势能用Lenard‑Jones函数表示：6)通过运动轨迹获取粒子的均方根位移曲线(MSD)，利用均方根位移曲线计算得出粒子的扩散系数；然后采用Einstein法进行扩散系数的计算，Einstein方程表示如下：式中，N为体系中所有扩散粒子的数目；所述MSD曲线线性关系简化为D＝a/6；式中a为均方根位移曲线的斜率。