基于分子动力学的废食用油改性沥青自愈合特性研究

作者：徐宁; 汪海年^*; 陈玉; 丁鹤洋; 冯珀楠; 赵云飞

来源：材料导报, 2023, 37(15): 112-119.

• 沥青结合料
• 废食用油
• 分子动力学
• 自愈合
• 扩散能力

为了揭示废食用油对沥青自愈合性能的影响机理，采用分子动力学方法研究了废食用油改性沥青的自愈合特性。构建了基质沥青和废食用油改性沥青模型，并通过能量、径向分布函数(RDF)、密度和溶解度参数对模型的合理性进行了验证。进一步，对含15?微裂缝的基质沥青和废食用油改性沥青自愈合模型进行了动力学计算，对比分析了两种沥青自愈合过程中的结构相态，分子相对浓度以及晶胞参数和能量的变化。同时，对沥青及其各组分分子的运动特性进行了统计分析。结果表明，自愈合过程中，范德华力驱动沥青分子的扩散，同时，沥青分子受到拉伸作用逐渐填补微裂缝；随着温度升高，基质沥青和废食用油改性沥青中的微裂缝均可以更快地被修复。但超过318 K后，温度对沥青自愈合的促进作用不再明显。与基质沥青相比，废食用油改性沥青中的微裂缝较先消失，具有更好的自愈合效率；加入废食用油后，沥青中沥青质聚集体减小，其他组分分子有足够的扩散通道，同时，单一链状结构废食用油分子也具有较强的扩散能力，因此废食用油改性沥青的扩散能力整体强于基质沥青，也表现出更好的自愈合性能。研究成果有助于深入理解废食用油改性沥青的自愈合特性，研究方法也可以为类似研究提供参考。

• 单位
  公路学院; 长安大学