基于分子模拟技术的沥青自愈合性能研究
沥青混合料自愈合性能研究综述
沥青混合料自愈合性能研究综述作者：徐亚吴丹来源：《科技创新与应用》2020年第10期摘; 要：沥青混合料作为一种粘弹性材料，本身就具有一定的损伤自愈合能力，人们很早就发现损伤的沥青材料在撤去荷载后，经过一段时间损伤能够愈合。
自从1967年Bazin和Saunier首先报道了沥青混合料的损伤愈合以来[1]，很多研究者分别基于不同的手段验证了这一现象的存在[2]。
文章基于国内外的研究，分别从自愈合机理、自愈合评价方法、自愈合影响因素等方面对沥青混合料的自愈合性能进行总结，并对其未来在本领域的发展进行展望。
关键词：沥青混合料;自愈性能;综述中图分类号：U414; ; ; ; ;文献标志码：A; ; ; ; ;文章编号：2095-2945（2020）10-0062-03Abstract： As a kind of viscoelastic material， asphalt mixture has a certain damage self-healing ability. It has been found for a long time that the damaged asphalt material can heal after removing the load. Since Bazin and Saunier first reported the damage healing of asphalt mixture in 1967， many researchers have verified the existence of this phenomenon based on different means. Based on the research at home and abroad， this paper summarizes the self-healing performance of asphalt mixture from the aspects of self-healing mechanism， self-healing evaluation method， self-healing influencing factors， and anticipates its future development in this field.Keywords： asphalt mixture; self-healing performance; overview1 瀝青混合料自愈合机理Shen[3]等认为沥青混合料的自愈行为包括两个方面，即沥青胶结料本身的自愈及其胶结料和集料粘附面的自愈。
沥青混合料自愈合性能研究综述
沥青混合料自愈合性能研究综述【摘要】本文旨在对沥青混合料自愈合性能进行研究综述。
引言部分分析了研究背景和研究目的，正文部分包括了沥青混合料自愈合性能的定义、影响因素、评价方法、研究进展和自愈合机理。
结论部分对沥青混合料自愈合性能的现状进行了分析，并展望了未来的研究方向。
通过该综述文章，读者可以全面了解沥青混合料自愈合性能的研究现状，为未来相关领域的研究提供参考。
【关键词】沥青混合料、自愈合性能、研究综述、影响因素、评价方法、研究进展、自愈合机理、现状分析、未来研究方向、沥青道路1. 引言1.1 研究背景随着交通运输行业的快速发展和城市化进程的加快，沥青混合料在道路建设中扮演着重要的角色。
由于外界环境因素以及交通负荷的不断增加，道路表面可能会发生开裂、龟裂等损伤，进而影响道路的使用寿命和安全性。
为了延长道路的使用寿命、减少维护成本，研究人员开始关注沥青混合料的自愈合性能。
沥青混合料自愈合性能是指在道路使用过程中，因为各种原因导致的微裂缝在一定条件下能够自动愈合，恢复原有的结构和功能。
这种自愈合性能能够在一定程度上修复路面裂缝，延长道路的使用寿命，提高路面的耐久性和安全性。
对沥青混合料自愈合性能进行研究具有非常重要的理论和实践意义。
本文将对沥青混合料自愈合性能的定义、影响因素、评价方法、研究进展以及自愈合机理进行综述，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的是为了深入了解沥青混合料自愈合性能的特点以及影响因素，挖掘其自愈合机理，为改进沥青路面工程质量提供理论支持。
通过对自愈合性能的定义和评价方法进行总结和归纳，可以为相关研究提供参考和借鉴。
分析近年来沥青混合料自愈合性能研究的进展，可以了解目前研究的热点和趋势，为未来研究提供方向。
综合分析沥青混合料自愈合性能的研究现状，可以为工程实践提供指导，促进沥青路面的持久性和耐久性，推动行业的发展，提高路面工程质量和施工效率。
未来的研究方向应该关注自愈合机理的深入研究，探讨新型的自愈合材料和方法，提高沥青混合料的自愈合性能，为路面工程的持续发展做出贡献。
沥青混合料自愈合性能研究综述
沥青混合料自愈合性能研究综述沥青混合料是一种常用于道路建设和维护的材料，其性能对道路的使用寿命和安全性具有重要影响。
由于外界因素（例如温度变化、交通载荷等）的作用，沥青混合料很容易出现裂缝和损坏，从而影响道路的使用效果。
研究沥青混合料的自愈合性能，对于改善道路的可靠性和耐久性具有重要意义。
沥青混合料的自愈合性指的是其在受到损伤后能够自动修复并恢复到原本的使用状态。
自愈合过程可以通过自发性愈合（例如热溶流动和沥青胶黏性恢复）或外界激励下的促进愈合（例如添加特定的愈合剂）来实现。
自发性愈合是沥青混合料自行修复的一种常见方式。
研究表明，沥青混合料在温度升高后，其中的沥青会软化并流动，从而填充损伤处的空隙。
一种研究方法是利用热溶流动性测量，评估沥青混合料的流动能力和自发性愈合能力。
研究发现，橡胶改性的沥青混合料具有更好的热溶流动性能，能够在温度升高时更好地愈合裂缝。
研究人员还尝试添加特定的愈合剂来改善沥青混合料的自愈合性能。
这些愈合剂包括聚合物、微胶囊、微纤维等，它们可以在损伤处形成填充材料，从而实现自愈合效果。
聚氨酯和环氧树脂等聚合物被广泛用于改善沥青混合料的自愈合性能。
研究发现，添加聚氨酯可以显著提高沥青混合料的自愈合能力，增加其抗裂性能和疲劳寿命。
还有一些其他的方法用于改善沥青混合料的自愈合性能。
研究人员提出了一种基于微生物的自愈合方法，通过添加特定的微生物和养分来实现沥青混合料的自愈合。
研究发现，这种方法可以显著改善沥青混合料的自愈合性能，并具有较好的耐久性。
沥青混合料的自愈合性能研究已经取得了一定的进展。
通过研究沥青混合料的自愈合力学机制和加入特定的愈合剂等方法，能够提高沥青混合料的自愈合性能，从而改善道路的可靠性和耐久性。
目前的研究还存在一些问题，例如自愈合过程的稳定性和长期效果的评估等，需要进一步深入研究和探索。
沥青混合料自愈合性能研究综述
沥青混合料自愈合性能研究综述沥青混合料是道路施工中常用的材料，它具有良好的耐久性和抗水性能。
在使用过程中，由于交通载荷和环境因素的影响，沥青混合料往往会出现裂缝和损坏，影响道路的使用寿命和行车安全。
研究沥青混合料的自愈合性能对于提高沥青路面的抗裂性能和延长使用寿命具有重要意义。
自愈合性能是指材料在受到外界损伤后，能够自行修复裂缝和损伤的能力。
在沥青混合料中，研究自愈合性能主要集中在两个方面：一是通过添加特定的自愈合剂来改善沥青混合料的自愈合性能；二是通过改变沥青混合料的配合比、原料类型和施工工艺等来提高其自愈合性能。
下面将从这两个方面对沥青混合料的自愈合性能研究进行综述。
一、自愈合剂的研究1. 沥青热稳定剂在沥青混合料中加入热稳定剂可以改善其耐久性和自愈合性能。
研究表明，热稳定剂可以在沥青混合料中形成微观孔隙结构，从而提高其自愈合性能。
常见的热稳定剂包括聚合物改性沥青、环氧树脂和丙烯酸酯等。
2. 微胶囊自愈合剂微胶囊自愈合剂是一种新型的自愈合材料，其原理是在沥青混合料中添加微胶囊，当沥青混合料受到损伤时，微胶囊破裂释放出修复剂，从而实现自愈合。
研究表明，微胶囊自愈合剂可以显著提高沥青混合料的自愈合性能，延长其使用寿命。
3. 纳米材料纳米材料如纳米氧化镁、纳米硅胶等在沥青混合料中的应用也可以改善其自愈合性能。
这些纳米材料可以填充裂缝和孔隙，从而提高沥青混合料的自愈合能力。
二、配合比和工艺的研究1. 沥青含量沥青含量是影响沥青混合料自愈合性能的重要因素。
适当增加沥青含量可以提高沥青混合料的流动性和自愈合性能，但过高的沥青含量会导致沥青混合料的软化点过低和稳定性下降，因此需要进行合理控制。
2. 施工温度沥青混合料在施工过程中的温度也会影响其自愈合性能。
合理控制施工温度可以保证沥青混合料在施工过程中具有良好的流动性和自愈合能力，从而提高路面的抗裂性能。
3. 混合料类型不同类型的沥青混合料具有不同的自愈合性能。
沥青混合料自愈合性能研究综述
沥青混合料自愈合性能研究综述摘要：沥青混合料是道路铺设中常用的材料，然而在长期使用过程中，由于外界因素如温度、湿度等的影响，沥青混合料会出现裂缝和损伤等问题。
为了解决这一问题，研究人员开展了沥青混合料自愈合性能的研究。
本综述对近年来该领域的研究进行了总结，主要包括自愈合机理、自愈合材料和评价方法等方面的内容。
一、自愈合机理沥青混合料的自愈合机理主要有两种方式，即物理自愈合和化学自愈合。
物理自愈合是指通过外界作用力的影响，裂缝两侧的沥青会发生流动并填充裂缝，从而实现自愈合。
而化学自愈合则是指通过添加特定的自愈合剂，改变沥青的物理性质，使其能够在沥青混合料中发生化学反应，从而修复裂缝和损伤。
二、自愈合材料目前常用的自愈合材料主要有微胶囊、纳米颗粒和橡胶等。
微胶囊是一种微小的胶囊，内部充满了具有自愈合性能的物质。
当沥青混合料发生裂缝时，微胶囊会破裂释放出自愈合物质填充裂缝。
纳米颗粒是一种具有较小尺寸的颗粒，可以通过自愈合材料的渗透作用填充裂缝。
橡胶是一种具有良好弹性的材料，可以通过拉伸和收缩的作用填充裂缝和损伤。
三、评价方法评价沥青混合料自愈合性能的方法主要有两种，即宏观评价和微观评价。
宏观评价是指通过观察沥青混合料表面的裂缝和损伤情况来评判自愈合性能。
常用的宏观评价方法有拉伸实验、恒定位移实验等。
微观评价是指通过显微观察沥青混合料内部的自愈合情况来评判自愈合性能。
常用的微观评价方法有扫描电子显微镜、透射电子显微镜等。
四、存在的问题和展望虽然沥青混合料自愈合性能研究取得了一定的进展，但仍存在一些问题。
自愈合材料的选择和添加量需要进一步研究，以提高自愈合效果。
自愈合机理的研究还不够深入，需要进一步探究沥青自愈合的原理。
评价方法的标准和准确性有待提高。
展望未来，我们可以进一步研究沥青混合料自愈合性能，以提高道路使用寿命和安全性。
结论：沥青混合料自愈合性能的研究是当前道路铺设领域的热点问题，通过对自愈合机理、自愈合材料和评价方法等方面进行综述，可以为相关研究提供参考和借鉴。
沥青混合料自愈合性能研究综述
沥青混合料自愈合性能研究综述沥青混合料在使用过程中，由于受到车辆负载、环境因素等的影响，常常会发生裂缝和损伤。
这些损伤会导致沥青混合料的使用寿命缩短，同时也会给道路的安全和舒适性带来影响。
为了解决这个问题，研究者们开始研究沥青混合料的自愈合性能，即通过一定的方式和方法，使损伤的沥青混合料能够自动修复。
沥青混合料的自愈合性能研究主要可以分为三个方面：自愈合原理和机制研究、自愈合方式和方法研究、自愈合效果和评价方法研究。
自愈合原理和机制研究是研究沥青混合料自愈合能力的基础。
研究者通过实验和理论分析，发现沥青混合料的自愈合主要是通过退化沥青中的沥青流动性和粘度恢复，以及沥青和填料的粘结能力恢复实现的。
具体来说，当沥青混合料发生损伤后，损伤处的温度会升高，沥青开始流动，使得裂缝两侧的填料重新连接起来。
沥青的粘度也会恢复，导致填料和沥青的粘结能力增强。
这些自愈合过程可以在一定的时间范围内自动完成。
自愈合方式和方法研究是研究如何实现沥青混合料自愈合的关键。
研究者们提出了多种自愈合方式和方法，其中最常见的是热自愈合和化学自愈合。
热自愈合是通过施加热源或外部加热设备，使沥青混合料温度升高，促进沥青的流动和粘结能力恢复。
化学自愈合则是添加一定的化学物质，在损伤处形成化学反应，使沥青恢复流动性和粘结能力。
还有一些其他方式和方法，如微生物自愈合、电磁场自愈合等。
自愈合效果和评价方法研究是研究沥青混合料自愈合性能实际应用的关键。
研究者们通过实验和理论模拟，对自愈合效果进行评价。
评价指标主要包括裂缝闭合程度、抗裂性能恢复程度、弯曲回复率等。
通过这些评价方法，可以对自愈合效果进行定量评估，从而为实际应用提供依据。
沥青混合料自愈合性能研究是一个非常重要的课题，其研究成果可以有效延长沥青混合料的使用寿命，提高道路的安全和舒适性。
未来的研究可以继续深入探讨自愈合的原理和机制，开发更多更有效的自愈合方式和方法，以及完善自愈合效果的评价方法，从而促进沥青混合料自愈合性能的进一步发展和应用。
沥青混合料自愈合性能研究综述
沥青混合料自愈合性能研究综述1. 引言1.1 研究背景随着城市化进程的加快和交通运输需求的增加，公路交通建设不断扩大。
而沥青混合料作为公路建设中重要的材料之一，其质量和性能直接影响着公路的使用寿命和安全性。
然而，在实际使用过程中，沥青混合料往往会受到车辆过载、气候变化和施工质量等因素的影响，从而导致路面裂缝和破损的现象频繁发生。
为了解决这一问题，自愈合沥青混合料应运而生。
自愈合沥青混合料可以通过自身的自修复机制，在裂缝出现后自主修复，从而延长路面的使用寿命并提高路面的耐久性。
因此，自愈合性能成为沥青混合料研究中一个备受关注的热点。
通过对自愈合性能的深入研究，可以为沥青混合料的设计和施工提供科学依据，同时也有望为公路交通建设的可持续发展做出贡献。
因此，本文旨在对沥青混合料的自愈合性能进行全面探讨，为相关研究提供参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的是为了探究沥青混合料自愈合性能的影响因素及机理，进一步完善自愈合性能评价方法，并总结国内外研究现状。
通过这项研究，可以为沥青混合料的设计和施工提供更为科学的指导，提高沥青路面的长期性能和使用寿命，减少路面病害的发生，提高道路的安全性和持久性。
此外，通过研究沥青混合料自愈合性能，还可以为环保节能领域提供新的技术支持，推动沥青路面材料的可持续发展，实现资源利用的最大化和能源消耗的最小化。
因此，本研究旨在全面了解沥青混合料自愈合性能的研究现状和发展趋势，为未来相关研究的开展奠定基础，促进沥青混合料领域的长期发展和应用。
1.3 研究意义沥青混合料自愈合性能研究的重要意义在于提高沥青路面的抗裂性能和延长路面的使用寿命。
随着交通运输行业的快速发展，路面裂缝等病害给道路使用和维护带来了巨大的经济负担。
沥青混合料自愈合技术的引入，可以有效地减少裂缝对路面结构的影响，提高路面的耐久性和稳定性，降低维护成本，对促进交通运输领域的可持续发展具有重要的意义。
通过对沥青混合料自愈合性能进行研究，可以为制定更为科学合理的路面材料设计和施工技术提供依据，为保障道路安全和提高交通效率作出贡献。
沥青混合料自愈合性能研究综述
沥青混合料自愈合性能研究综述沥青混合料（asphalt mixture）是一种由矿料、沥青和其他添加剂（如填料、粘结剂等）组成的复合材料，广泛应用于道路建设领域。
随着交通运输需求的增长，沥青混合料的自愈合性能也成为研究的热点之一。
本文将对沥青混合料的自愈合性能进行综述。
沥青混合料的自愈合性能指的是在受损后能够自行恢复原来的性能和功能。
自愈合性能的研究可以提高沥青混合料的耐久性和使用寿命，减少维修和维护成本。
目前，沥青混合料的自愈合性能研究主要集中在以下几个方面。
研究人员通过添加特殊的填料和粘结剂来改善沥青混合料的自愈合性能。
常见的填料有微胶囊、微球和纳米保护剂等，它们能够在受损后释放出填充材料，填充破裂面并重新连接损伤的部分。
粘结剂的作用是黏合破裂面，提高沥青混合料的结合强度和恢复能力。
研究表明，添加填料和粘结剂可以显著改善沥青混合料的自愈合性能。
研究人员还通过改变沥青混合料的组成和结构来改善其自愈合性能。
调整沥青的黏度和流变性能可以提高沥青混合料的自愈合能力；增加沥青的含量和改变矿料的粒径分布可以提高沥青混合料的结合性和强度，从而增强其自愈合性能。
一些研究还探讨了沥青混合料的自愈合机制。
沥青混合料的自愈合主要是通过沥青填充破裂面和重新连接损伤的部分实现的。
填充破裂面的依据主要有四种类型，包括物质迁移、黏附力、表面张力和应力梯度。
了解自愈合机制有助于指导实际工程中沥青混合料的设计和应用。
研究人员还进行了一些性能评估研究，以评价沥青混合料的自愈合性能。
常用的评估方法包括拉伸试验、压缩试验和剪切试验等。
通过对不同条件下沥青混合料的自愈合性能进行评价，可以为沥青混合料的设计和应用提供科学依据。
沥青混合料的自愈合性能是一个复杂的问题，需要综合考虑材料的组成、结构和工程环境等因素。
目前，虽然已经取得了一些进展，但仍然存在一些挑战和问题需要进一步研究。
未来的研究可以从填料、粘结剂、沥青组成和结构等方面入手，深入研究沥青混合料的自愈合机制，并开发出更加高效和可靠的自愈合技术，以提高沥青混合料的耐久性和使用寿命。
沥青混合料自愈合性能研究综述
沥青混合料自愈合性能研究综述随着公路交通事业的不断发展，沥青混合料的自愈合性能逐渐成为一个备受关注的研究热点。
自愈合性能指的是其在受到破损后，能够自行填补缝隙，恢复其原有的完整性和功能性。
这一性能特点不仅可以提高路面的使用寿命和安全性能，还可以减少道路养护工作的成本和人力、物力资源的浪费。
本文将对近年来沥青混合料自愈合性能的研究进行综述，以期为后续的研究提供参考和借鉴。
近年来，沥青混合料的自愈合性能研究主要集中在以下几个方面。
1.自愈合机理自愈合机理是研究沥青混合料自愈合性能的基础和关键。
目前，在自愈合机理方面的研究主要集中在两种方向：一是从化学反应的角度来研究，二是从物理结构的层面来研究。
从化学反应的角度来看，热塑性沥青（SBS沥青、SEBS沥青）中的聚合物会在压力下释放出高分子量的样品，对受损部位进行修复。
而在冷塑性沥青（PMB、EMB沥青）中，碳氢键、氧化脂双键等的部位会与环境中的氧气、水汽等反应，形成类似于涂料状漆的材料，对受损的部位进行修复。
从物理结构的层面来看，自愈合机理可以分为粘合和汇合两种。
粘合指的是受损处表面的材料由于黏度的影响而流向受损处，并在表面黏附形成一层薄薄的覆盖层。
汇合则是指受损的表面缝隙内的沥青材料在外界压力和重力的作用下，形成一定的流动性，直至各个材料分子接触、融合，从而恢复断裂。
2.自愈合剂的种类和作用机理自愈合剂是沥青混合料自愈合性能的核心。
自愈合剂种类繁多，按照其作用机理可以分为填充性自愈合剂和化学反应性自愈合剂两种。
填充性自愈合剂主要是指颗粒状或纤维状的材料，如硅土、纳米氧化铁、石英砂、玻璃纤维等。
这些材料本身不具有自愈合的能力，主要是通过填充受损的表面缝隙，从而起到抗裂和防水的作用。
化学反应性自愈合剂则是指一些具有活性的成分，如聚氨酯（PU）、环氧树脂（EP）、丙烯酸树脂（PAR）等。
这些材料可以通过自身的化学反应方式，在受损部位产生化学反应，从而形成具有黏合性的薄膜，使受损部位恢复原有的功能。
沥青混合料自愈合性能研究综述
沥青混合料自愈合性能研究综述随着交通运输的不断发展，公路建设工程在我国也得到了迅猛的发展。
而建设中所用的沥青混合料，由于其具有较好的耐久性和稳定性，在现代化公路建设中被广泛应用。
然而，在实际使用中，沥青混合料容易因为多种外界因素而产生开裂和破损，严重影响其稳定性和使用寿命。
为此，研究者们开始关注沥青混合料的自愈合性能。
本文旨在对沥青混合料自愈合性能的研究进行综述，并总结其研究现状和未来研究方向。
一、自愈合性能的概念及其影响因素自愈合指材料因自身性质或通过特定的机制，在发生破损后，能够自行修复达到较高的力学性能。
影响沥青混合料自愈合的因素主要包括：沥青胶粘剂的黏度、填料类型和形状、温度、湿度、紫外线等外部因素。
二、自愈合机理研究沥青混合料自愈合的机理主要有两种：物理和化学。
物理机理指填料表面具有亲水性，能够引导沥青胶粘剂流体传递到临近缝合面，并填充破损部位。
沥青混合料破损部位的愈合受热后发生，沥青胶粘剂由高温处流向低温处，同时在填充材料的帮助下，经过黏度减小和表面张力降低的作用，使得破损部位得到填充和修复。
化学机理指填充材料具有与沥青相互作用的特定分子基团，能够发生化学反应并与沥青形成化学键，从而实现愈合。
目前，该机理已经得到了研究者们的广泛关注，但是其实践应用现状与物理机理相比较为薄弱。
三、自愈合材料及其研究现状常见的自愈合材料有自修复沥青胶（Self-healing Binder）、自愈合纤维（Self-healing Fibers）和自愈合填料（Self-healing Aggregates）等。
自修复沥青胶是在沥青中加入少量的具有反应性基团的化合物。
这些化合物具有良好的自愈合性能，能够快速填充开裂和破损部位。
目前，该材料已经被应用于某些公路建设领域。
自愈合纤维是一种细长的填料，具有合理的长度-径比，并且带有破损填充材料。
该材料能够在沥青混合料中形成三维网状结构，从而提高了沥青混合料的自愈合性能。
沥青混合料自愈合性能研究综述
沥青混合料自愈合性能研究综述沥青混合料是道路铺装工程中常用的材料，而沥青混合料的自愈合性能直接影响着路面的使用寿命和安全性。
自愈合性能是指沥青混合料在路面使用过程中发生的微裂缝能够在一定条件下自行修复的能力。
研究沥青混合料的自愈合性能对于提高路面材料的性能和延长路面使用寿命具有重要意义。
近年来，对沥青混合料的自愈合性能进行了广泛的研究。
本文将就沥青混合料自愈合性能的研究方法、影响因素以及未来发展方向等方面进行综述，以期为相关研究提供参考。
一、研究方法目前，研究沥青混合料自愈合性能的方法主要包括实验室试验、数值模拟和现场试验等。
实验室试验是研究沥青混合料自愈合性能的常用方法，通过制备标准试样，在不同条件下进行加载和温度变化等试验，观察沥青混合料的微裂缝的自愈合情况。
数值模拟则是通过建立模型，分析沥青混合料在不同条件下的自愈合机理和规律。
而现场试验则是通过在实际路面上设置试验区域，观察沥青混合料在实际使用条件下的自愈合情况。
这些研究方法相互结合，可以全面地研究沥青混合料的自愈合性能。
二、影响因素沥青混合料的自愈合性能受到多种因素的影响，包括温度、应力、水和沥青混合料配合比等。
温度是影响沥青混合料自愈合性能的重要因素。
随着温度的升高，沥青混合料的粘度降低，有利于微裂缝的自愈合。
应力也会影响沥青混合料的自愈合性能。
在车辆行驶时，路面受到的应力会导致微裂缝的扩展，进而影响自愈合性能。
水的存在也会对沥青混合料的自愈合性能产生影响，因为水会改变沥青混合料的性质，降低其自愈合能力。
沥青混合料的配合比和材料性质也是影响自愈合性能的重要因素。
研究沥青混合料自愈合性能的影响因素对于设计和改进沥青混合料具有重要意义。
三、未来发展方向沥青混合料自愈合性能是一个复杂的研究课题，虽然在目前已有一定的研究成果，但仍有许多问题亟待解决。
未来，可以从以下几个方面展开研究：可以进一步研究沥青混合料的自愈合机理，通过理论模型和实验方法探索自愈合现象背后的物理和化学机理。
沥青混凝土自愈合修复技术研究进展
沥青混凝土自愈合修复技术研究进展发表时间：2018-07-12T09:40:15.930Z 来源：《新材料.新装饰》2018年2月上作者：郭连银[导读] 为解决沥青路面裂缝问题，本文分析了沥青混凝土自愈技术利用纤维导电和电磁感应原理中的作用机理，通过对沥青混凝土进行加热，然后恢复沥青的状态。
（西安市政道桥建设有限公司，陕西西安 710016）摘要：为解决沥青路面裂缝问题，本文分析了沥青混凝土自愈技术利用纤维导电和电磁感应原理中的作用机理，通过对沥青混凝土进行加热，然后恢复沥青的状态。
探讨了国内外沥青混凝土自愈技术发展现状，分析了该技术的应用意义和应用前景等，以及沥青混凝土自愈技术在社会环境中的显著效益，具有重要的推广意义，而且发展前景良好。
关键词：沥青混凝土；自愈合修复技术；研究进展 1前言沥青混凝土路面因其平整、舒适、振动小、噪音低、施工和维修方便快捷等优点而得到广泛应用。
然而，沥青混凝土路面经常出现剥落、开裂、凹坑等疾病。
同时，西部山区地震等地质灾害也会造成路面裂缝，有时需要快速、及时的修复。
我国目前有大量的高速公路需要全面的维护。
自愈式沥青混凝土可以大大降低沥青路面的低温开裂情况。
小裂缝可以通过养护来解决，避免了道路的早期开裂，延长了其使用寿命。
2沥青材料的自愈合性自愈过程可以定义为沥青结合剂或混合料由于反复驱动荷载使用而产生的裂缝可以部分或全部愈合过程。
沥青混凝土路面有裂缝时，如果在无外部荷载作用下的路面保持足够的间歇时间，沥青混凝土自身的自愈能力可以使裂缝愈合。
由于沥青材料是一种典型的粘弹性材料，在高温下可以表现出较好的流动性，这为沥青材料的自愈提供了基础。
国内外学者对沥青材料研究的自愈特性也有很多，通过对沥青砂浆施加扭转负荷的评估的法来比较和AAM-1以及AAD-1的自愈性能，研究发现沥青材料本身的自愈能力对测试结果有很大的影响;有学者建立了一个模型来描述基于内部愈合的裂缝界面的沥青材料的自愈合特性。
基于分子动力学的沥青自愈合行为研究
290.4
5
0
15
39.93
沥青质
C42H50O
575.0
4
2
3
C66H81N
888.5
8
3
2
C51H62S
707.2
7
2
3
17.19
收 稿 日 期 :2019-09-25 基 金 项 目 :国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (51508428). 作者简介:汤 文(1982-),男,武汉科技大学副教授,博士.E-mail:tangwen@
基于分子动力学的沥青自愈合行为研究
汤 文,王基双,吕悦晶
(武汉科技大学汽车与交通工程学院,湖北 武汉 430065)
摘要:选取12种沥青分子及1种 SBS分子分别建立了 基 质 沥 青 与 SBS 改 性 沥 青 的 分 子 结 构 模 型,并 利 用 分 子 动 力 学 研 究 了 沥 青 自 愈 合 过 程 中 沥 青 分 子 的 运 动 规 律 及 扩 散 行 为 。 结 果 表 明 ,沥 青 自 愈 合 过 程 按 沥 青 分 子 的运动特征可分为自由运 动、互 相 渗 透 及 无 序 化 运 动 3 个 阶 段;沥 青 不 同 组 分 的 扩 散 系 数 存 在 显 著 差 异 且 SBS的添加能显著增大沥青质的扩散系数;在中低温条件下,SBS改性沥青整体扩散系数较大,自 愈 合 性 能 较 基 质 沥 青 更 佳 ,但 高 温 时 情 况 则 相 反 。 关 键 词 :沥 青 ;SBS 改 性 沥 青 ;自 愈 合 ;分 子 动 力 学 ;扩 散 系 数 中图分类号:U416.217 文献标志码:A 文章编号:1674-3644(2020)02-0123-05
已有研究证实,沥青具有一定的自愈合能力, 分模型模拟 沥 青 的 微 观 分 子 结 构 。 [4] 有 鉴 于 此,
不同裂缝损伤和愈合温度条件下沥青自愈合行为的分子模拟
2023年6月赵毅等：不同裂缝损伤和愈合温度条件下沥青自愈合行为的分子模拟图4所示；最后，在不同温度范围内对沥青的比体积数值进行线性拟合。
由图4中70#基质沥青分子模型的线性拟合结果可知，沥青分子模型的玻璃态转化温度为292K ，与实际70#沥青玻璃态转化温度286K 十分接近[30]，满足试验要求。
2.4 内聚能密度与溶解度参数内聚能密度（cohesive energy density ，CED ）是指单位体积内的摩尔聚合物由液态转化为气态所需要的能量。
溶解度参数（solubility parameter ，SP ）是衡量沥青分子相溶性的一项物理常数，也是表征沥青体系内分子间相互作用力的重要指标[31-33]。
内聚能密度和溶解度参数测算如表5所示。
模拟得到的沥青的内聚能密度和溶解度参数均在参考范围内，说明沥青模型内的沥青分子具有较好的相溶性[34]。
3 沥青分子模型自愈合过程3.1 沥青分子自愈合模型目前应用最广泛的是以10Å宽的裂缝宽度作为沥青自愈合模型的损伤，为进一步研究不同裂缝宽度即不同损伤程度对沥青自愈合行为影响，参考文献[18-20]中沥青自愈合模型的构建方式，本文构建了不同裂缝宽度（10Å、30Å、50Å）的沥青分子自愈合模型，用来模拟沥青不同的损伤程度（10%、30%、50%）。
70#基质沥青分子自愈合模型与自愈合过程如图5所示。
3.2 沥青分子模型自愈合过程MS 试验模拟沥青自愈合行为，发现沥青自愈合主要可分为3个阶段：①沥青分子在裂缝表面游离；②沥青分子向裂缝方向扩散；③沥青裂缝愈合。
与WOOL 和O ’Conner [35]提出的沥青愈合机制相符合，即表面排列、表面接近、湿润、扩散和随机化。
为清楚地观察到沥青分子在裂缝周围扩散的规律，本文以沥青裂缝宽度为50Å为例，绘制沥青分子自愈合模型在1atm 、温度313K 条件下的密度变化情况，如图5所示。
沥青自愈合特性研究综述
沥青自愈合特性研究综述摘要：疲劳开裂是沥青路面典型病害也是沥青路面面层松散、坑洞以及基层损坏的主要诱因，近年来，采用纤维加筋、改性沥青等材料以及长寿命路面结构等措施来增强沥青路面的抗裂性，但是这些措施仅仅只能抑制或延缓沥青路面裂缝的产生，不能从根本上起到抑制裂缝产生的作用。
如果沥青路面的裂缝能像皮肤伤口那样自愈合，“无缝”沥青路面或许能梦想成真。
关键词：自愈合沥青疲劳开裂1.沥青胶浆自愈合特性研究1.1沥青胶浆自愈合能力评价方法及相关结论通过查阅相关文献，关于沥青胶浆的自愈合特性的评价，得出了以下结论：（1）沥青胶浆自愈合能力可用DSR间歇式疲劳试验进行评价，间歇式加载方式的引入能较好的反应实际路面的荷载情况。
在此基础上，可以通过耗散能概念，对沥青胶浆的自愈合能力进行评估。
（2）可通过在连续DSR震荡模式下引入间歇期，即愈合时间的方式对沥青胶浆进行自愈合劈来试验，自愈合能力可用愈合速率来表征。
（3）在应力控制模式下，加载应力越大，试验温度越低，沥青胶浆的抗疲劳能力和愈合能力均呈下降趋势。
（4）沥青胶浆的愈合能力具有时间依赖性，同样条件下，愈合时间越长，同等疲劳破坏比列下沥青胶浆模量恢复程度越高，愈合效果越显著。
1.2沥青胶浆自愈合机理研究沥青的粘弹特性是其具备自愈合能力的基础。
Phillips在1998年提出了沥青裂缝自愈合的三个步骤：（1）在表面能的作用下，裂缝上下表面接触并润湿。
（2）沥青裂缝的闭合导致的应力加强和沥青流动。
（3）由于沥青结构的扩散导致的沥青力学性能的完全恢复。
其中，步骤1被认为是最快完成的，这个阶段只能恢复沥青的刚度，步骤2和步骤3需要花费一定的时间，但是可以恢复刚度和强度。
沥青混凝土裂缝的自愈合实质上是裂缝上下表面沥青分子为降低表面能而自发进行的界面浸润与吸附和分子扩散，其原动力来源于裂缝界面分子范德华力和氢键形成的化学吸附。
荷兰代尔夫特理工大学的álvaro García提出了毛细管流动假设，他认为在沥青内部产生细小裂缝时，如果温度合适，沥青会由于毛细管作用从裂缝底部向上移动，直至充满整个裂缝。
基于分子动力学的聚氨酯改性沥青自愈合行为研究
基于分子动力学的聚氨酯改性沥青自愈合行为研究
夏广林;刘云
【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》
【年(卷),期】2024(48)2
【摘要】文中采用分子动力学方法建立了基质沥青和PU改性沥青自愈合模型.通过密度、能量、温度,以及Z轴浓度曲线研究了PU改性沥青的自愈合行为.通过扩散系数、自由体积分数和氢键分析了PU对沥青自愈合的影响.结果表明:PU改性沥青的自愈合行为分为:能量获取、流动扩散、自愈合,以及分子平衡四个阶段.当温度相同时,PU对沥青的自愈合有促进作用.PU与沥青分子间氢键的形成,使愈合结束的模型强度更高.
【总页数】6页(P353-358)
【作者】夏广林;刘云
【作者单位】河海大学道路与铁道工程研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U414
【相关文献】
1.超临界CO2在聚氨酯体系中溶解扩散行为的分子动力学模拟研究
2.沥青混凝土疲劳损伤自愈合行为研究进展(4)——沥青自愈合分子动力学模拟
3.基于分子动力学的沥青自愈合行为研究
4.沥青胶结料自愈合行为分子动力学模拟研究进展
5.基于分子动力学聚合物改性沥青黏附性能研究
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分子模拟在沥青研究中的应用
分子模拟在沥青研究中的应用国晓璇;丁世赢;白牛牛;李晶【摘要】应用分子模型构建适当的分析方法将是研究沥青分子结构和运动状态的重要手段，也是研究沥青性能和应用的重要措施。
本文介绍了分子模拟的多种方法：分子动力学方法、蒙特卡洛方法、量子力学方法、分子力学及布朗动力模拟，并总结这些方法在沥青性能研究中的应用。
%It is important to study the structure and movement state of asphalt molecular and the performance and application of asphalt by using molecular model to construct appropriate analytic method.Several methods of molecular simulation were introduced, such as molecular dynamics method, montecarlo method, quantum mechanics method, molecular mechanics method and brown dynamic simulation method.The application of these methods was summarized in the asphalt performance research.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)014【总页数】3页(P37-39)【关键词】沥青;分子模拟;多孔蓄盐集料技术;自愈合【作者】国晓璇;丁世赢;白牛牛;李晶【作者单位】广西大学化学化工学院，南宁广西530004;广西大学化学化工学院，南宁广西 530004;广西大学化学化工学院，南宁广西 530004;广西大学化学化工学院，南宁广西 530004; 广西石化资源加工及强化技术重点实验室，广西南宁530004【正文语种】中文【中图分类】TU535At present，generally according to the physical properties of asphalt to grading asphalt，classification is generally based on the asphalt processing，the workability，safety，and so on.For example，China adopted to asphalt penetration as the classification basis，classification method of PG American SHAP program development is according to the requirement of pavement performance to determine，but a large number of studies show that，even if the same grade of asphalt，there are also differences in their chemical structures，so based on the physical properties of asphalt grading evaluation has certain limitation and needs to study their chemical structures.Because of many kinds of asphalt molecules and complex，studying on the test method with chemical structure characteristics research of asphalt and analyzing chemical structure and characteristics of asphalt by using molecular simulation technology is the combination of theoretical method and computing technology.Molecular simulation technology is the microscopic behavior of simulating molecular motion with theoretical method and computing technology，it can be effectively used for the analysis of molecular structural characterization，arranging relations and so on，even inensuring the accuracy at the same time，it can realize the simulation of large scale atoms.1 The main method of molecular simulation1.1 Molecular Dynamics MethodMolecular dynamics methodis，a main computer simulation method，whose purpose is to research properties related to time and temperature of the system and calculate a classic multi system balance and transport properties.The method is based on a particular particle as the basic research object，regard system as particle collection with certain characteristic，according to the time sequence or the change of temperature，on the basis of the classical Newton mechanics equation and all kinds of electric field research the microscopic molecular motion law and solve the equations of motion，analyze the force conditions of each particle in the system，describe the motion trajectory of each atom in the molecule，obtain the macroscopic properties of the system and the basic law in order to determine the motion state of particles.Molecular Dynamics method is relatively more practical and the most widely applied calculation method of complex system at present，using this method can obtain the dynamic process of the system such as atomic diffusion and atomic phase change，and the thermodynamic physical quantity such as thermal expansion coefficient，hot melt and enthalpy，etc，so it can be widely applied to the study of various system and characteristics［1－3］.1.2 Monte Carlo MethodMonte Carlo method has been applied to the study of polymer science inthe 1950s.The advantage is that this method can be easier to solve multidimensional or factor complex issues，and the disadvantage is that it can only compute statistic mean，but it is not fit for systemic dynamic information.Monte Carlo method is on the basis of the random motion of particles in the system and combines probability distribution in statistical mechanics，in order to get system statistics and thermodynamic data.In other words，this method grasp the main features of the problem，obtains the approximate solution of the problem with mathematical modeling［3－4］.Monte Carlo method can be regarded as the product of mathematical statistics combined with computer，so Monte Carlo methodis the best method to study the stochastic problem such as size distribution of molecular weight，molecular conformation and degradation，etc.1.3 Quantum MechanicsMethodQuantum Mechanics method has a strong theoretical basis，it is the interaction of electrons with quantum chemistry knowledge description，is on the basis of the study of electrons in molecules delocalization，represents all the electronic behavior for the wave function，rather than using the potential energy function of empirical representation.This method describes simple non real system，is for a small number of electrons single molecule at absolute zero in vacuum to calculate.Quantum Mechanics method relies on calculating the relationship between the various micro parameters in molecular structure such as charge density，bond order，atomic orbital，energy level，etc，and properties to designnew molecules with specific kinetic energy.Quantum Mechanics method is divided into two categories:ab initio method and semi－empirical method.Ab initio method does not use any empirical parameters，uses the Haree－Fock－roothann equation，in order to calculate all kinds of desired integral，then get self－consistent solution.This method has now widely used to calculate equilibrium geometry graphics，torsional potential and electronic excitation energy of small molecules.But semi－empirical method is used to calculate the conformational energy and structure of X －ray analysis of results，in order to analyze the equilibrium properties.With the development of computer hardware and algorithm，Quantum Mechanics method has been applied to the study of large molecules，and it has a better effect［1，4－5］.1.4 Molecular Mechanics MethodMolecular Mechanics method is non quantum mechanics technique which solves the problem on the molecular level.The principle is that molecular internal stress in a certain extent reflects relative potential size of the calculated molecular structure.Molecular Mechanics method is based on the principle of Born－Oppenheimer，ignores the movement of electrons in the calculation，while regards the energy of system as function of atomic nuclear type and position，the potential energy function is named for force field.Molecular force field contains many parameters，these parameters can be calculated by quantum mechanics or got by experimental method.This method can be used to determine the relative stability of molecular structure，is widely used to calculate the molecularconformation，thermodynamic parameters，spectroscopic parameters of various compounds［1，5］.1.5 Brown Dynamic Simulation MethodBrown Dynamic Simulation method is suitable for the macromolecular solution system，in the calculation，the large molecular motion is divided into relying on the force field motion and random forces from the solvent molecules.The method is used to calculate the water solution of biochemical molecules such as protein，DNA etc.2 Molecular simulation application in asphalt study2.1 Study on the compatibility of SBS and asphaltModified asphalt is to add a certain modifier in the ordinary asphalt(matrix asphalt)，it can improve the performance of asphalt pavement.SBS polymer modified asphalt stand out in numerous agent modified，mainly because SBS can meet the requirements of high temperature performance(eg:rutting resistance at high temperature，flowing)and low temperature performance(eg:anti cracking at low temperature)，and can be used for modifying asphalt of a large proportion of heavy truck，more overload trunk road.But the composition structure and properties of SBS and matrix asphalt have big differences.Meanwhile SBS can automatically reduce the trend surface，resulting in the formation of an unstable system in blending，it is easy to happen SBS separation from asphalt in the heat storage process，so the study on the compatibility of SBS and asphalt has important significance［6－7］.Research on Molecular simulation application in SBS modified asphaltfrom Cong Yufeng，first choosed a sort of representative matrix asphalt to construct its three dimensional amorphous cell average structure.Then it need simulate to obtain the most stable conformation at different temperatures with Molecular Mechanics methodand Molecular Dynamics method，through the analysis of molecular motion trajectory data，calculated cohesive energy density of amorphous model at different temperatures，and calculated the solubility parameter，then studyed the compatibility mechanism of SBS and asphalt［8］.Research on the compatibility of monomer grafting SBS and asphalt was based on asphalt three components analytical method，constructed asphalt molecular model，at 298 K did dynamics simulation of SBS molecular，sought a single SBS molecule energy value and solubility parameter，then need study on using methyl methacrylate，acrylic acid，maleic anhydride before and after grafting compatibility change of SBS and asphalt，then drew the conclusions:the compatibility of grafted SBS molecule and asphalt is better than original SBS molecule，and in the three kinds of grafted SBS molecules，maleic anhydride grafted SBS solubility parameter increases the most，so it is the best compatibility with asphalt［9］.2.2 Research on chemical－mechanical coupling effect and salt precipitation characteristics of porous storage saltIn China's plateau mountainous area it is humid and rainy in winter，the rain water gathers in the low temperature road，so it is easy to produce road icing causing the road wet and slippery，then easy to cause traffic accident.Traditional deicing methods such as manual work，adding snowmelting agent are easy to cause environmental pollution，so new anticoagulation ice pavement technology has been widely applied.The technology of porous storage salt aggregate is a kind of new active anticoagulation ice pavement technology，due to the internal structure of porous storage salt cement stone contains a lot of salt ions，and pore is thick，porosity is high，on the one hand it can make a lot of salt ions separate out to reduce surface coagulation freezing point，on the other hand it can improve pavement performance and durable effect.The study on chemical－mechanical coupling effect and salt precipitation characteristics of porous storage saltfrom ZhaoXiaohua which used molecular dynamics simulation technology to visually analyze salting out process and mechanism of salt storage foamed cement stone aggregate，then drew the conclusions:It need let the stored in the material internal salt separate out in certain conditions，then the key link to make porous storage salt foamed cement stone aggregate reduce the road icing can be realized［10－11］.2.3 Study on self－healing property of asphaltFatigue cracking is one of the main problems in the application process of asphalt pavement，at present the study on fatigue performance of asphalt pavement generally uses mechanics method，constructs asphalt fatigue model，predicts the fatigue life of pavement.In the process of constructing asphalt fatigue model selfhealing property of asphalt is an important factor to be considered，by the influence of self－healing factors the actual fatigue life of asphalt pavement is generally greater than the testdata under laboratory conditions，because in the intermittent period of pavement under load micro cracks produced by the loads can automatically heal.It is critical for accurate prediction of asphalt pavement fatigue life to correctly evaluate self－healing property of asphalt accounting for the proportion of asphalt fatigue model［12－14］.Zhou yan used molecular simulation as a research tool，analyzed the possibility of using the chemical structure index numerical value of H/C and CH2/CH3 as evaluation indicator of asphalt self－healing performance.The research resulted indicate that the numerical value of CH2/CH3 and H/C asphalt molecular model constructed by two different modeling methods and asphalt self－healing properties showed a good linear relationship，and it was the same as test conclusion trend，thus comed to a conclusion:We can use the numerical value of CH2/CH3 andH/C as evaluation indicator of asphalt self－healing performance［14－15］.3 The prospect of the asphalt researchWith the rapid development of the scientific age，people's requirements for asphalt performance are rising.In order to make research and development of asphalt better，first we should understand the relationship of asphalt components and analyze the microstructure of asphalt components.Whether it is considered from the complexity of asphalt molecular species，or from the difficulty of studying their structure with test method，analyzing the structure and motion of asphalt molecules with molecular simulation technology is the most effectivemethods.So to grasp and improve molecular simulation technology better，building the relationship between the microstructure changes of asphalt and pavement performance index will be the key research.References［1］ Chen Guozheng，Zhu Shenmin，Cheng Shiyuan.Molecular Simulation Methods and Its Applications in Polymer［J］.Material Report，1997，11(6):49－51.［2］ Ou Yangfangping，Xu Hui，Guo Aimin，Li Yanfeng.Molecular Simulation Methods and Its Application in Molecular Biology［J］.China Journal of Bioinformatics，2005，3(1):33－36.［3］ Feng Yujun.Application of Molecular Simulation Technology in Oilfield Chemistry and Related Field［J］.Oilfield Chemistry，1998，15(1):70－75.［4］ Mo Li，Huang Damao，Tang Faqing.Molecular Dynamic Simulation and Its Application in the Research of biological macromolecules［J］.Chemistry of Life，2007，27(3):243－245.［5］ Zhuang Changqing，Yue Hong，Zhang Huijun.Application of Molecular Simulation Methods and Simulation Software in Polymer Materials［J］.Plastics Technology.［6］ Ji Yonghai，Guo Shuhua，Li Rui.Mechanism of Compatibility and Stability of SBS Modified Asphalt［J］.Acta Petrolei Sinica(Petroleum Processing 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环氧沥青 自愈合 分子动力学
环氧沥青自愈合分子动力学环氧沥青是一种特殊的材料，它具有自愈合的能力。
本文将通过分子动力学的角度来探讨环氧沥青的自愈合机制。
自愈合是指材料在受到破坏后，能够自动修复并恢复其原有性能。
环氧沥青的自愈合能力源于其分子结构的特殊性。
环氧沥青是由环氧树脂和沥青混合而成的复合材料，它们的分子之间存在着一种特殊的相互作用力。
这种相互作用力可以使材料在受到破坏后重新结合，从而实现自愈合。
在分子动力学模拟中，我们可以通过模拟环氧沥青的分子运动来研究其自愈合机制。
首先，我们需要构建一个包含大量环氧树脂和沥青分子的模拟系统。
然后，我们可以通过引入外界的破坏力来模拟环氧沥青的破坏过程。
在模拟过程中，我们可以观察到环氧沥青分子的运动和排列方式发生了改变。
这些变化可以使受损的部分重新结合，从而实现自愈合。
具体来说，环氧树脂和沥青分子之间的相互作用力包括范德华力、静电力和共价键等。
当环氧沥青受到外界的破坏力时，这些相互作用力会被打破，分子之间的排列发生变化。
然而，由于分子之间的相互作用力的存在，受损的部分可以重新结合，从而实现自愈合。
在模拟过程中，我们可以观察到环氧沥青分子的自愈合速度取决于多种因素。
首先，环氧沥青分子的浓度会影响自愈合的速度。
较高的浓度意味着更多的分子可以参与到自愈合过程中，从而加快自愈合的速度。
其次，环氧沥青分子的相互作用力的强度也会影响自愈合的速度。
较强的相互作用力可以使受损的分子更容易重新结合，从而加快自愈合的速度。
除了分子浓度和相互作用力的影响，环境条件也会对环氧沥青的自愈合能力产生影响。
例如，温度的变化可以改变环氧树脂和沥青分子之间的相互作用力。
较高的温度可以使相互作用力减弱，从而降低自愈合的速度。
而较低的温度则可以使相互作用力增强，从而加快自愈合的速度。
总的来说，环氧沥青的自愈合能力是由其分子结构的特殊性决定的。
通过分子动力学模拟，我们可以深入研究环氧沥青的自愈合机制，并进一步优化材料的自愈合性能。
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第一种是 建立沥青 性能对沥青 的疲 劳寿命具 有重 要影 响 ｊ 。Ｂ ｈ ａ ｓ ｉ ｎ 【 构建 了沥青 模型 。目前有两种构建沥青分子模型 的方法 ： 分子平均结构模 型 ， 如 Ｊ ｅ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｓ等 ， 利用 Ｓ Ｈ Ｒ Ｐ计 划 的沥青 分 的 自愈合模型 ， 将沥 青 的 自愈 合分 为润湿 和本 体愈 合两 个过 程 。 构 建 了多种沥 青平 均分子结 构模 型 ； 第二 种 润湿是指裂缝较 宽时两个 断裂面流 动到一起 的过程 ， 本体 愈合 又 子结构的分析数据 ， 是建立每一组分的平均分子模型 ， 按每一组分 的质量 比组 装在 一 可分为两个 阶段 ， 本体愈合 第一 阶段 是指裂 缝较 窄 （ ｎ ｍ级） 时 断
性 由其力学性能 和表 面 自由能决定 ， 本体 愈合 阶段 的特性 主要受 本研究引用上述两种建模方法 ， 对沥青化 学结构 与 自愈合 性 采 用 第 一种 方 法 构 建分 子 模 型 时 ， 引 用 了 断裂面处沥青分 子 的扩散性 能影 响， 因为在 断裂面 位置 ， 沥 青分 能 的关系 进行 分 析 ， ６种 Ｊ ｅ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｓ 构建 的平均分子模型 ， 如 图 １所示 ， 可 以直 接计算平 子存在浓度差 ， 受布 朗运 动 的影 响 ， 沥青 分子 会从 高浓 度处 往低
关键词 ： 沥青 ， 疲 劳寿命 ， 裂缝 ， 自愈合 ， 分 子模 拟
中图分类号 ： Ｔ Ｕ ５ ３ ５ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
疲劳开裂是 沥青 路面应用过程 中出现 的主 要 问题 之一 ， 目前 多采用力学法研 究沥 青路 面 的疲 劳性 能 ， 构建 沥青 的疲 劳模 型 ，
基 于 分 子 模 拟 技 术 的 沥 青 自愈 合 性 能 研 究
周 艳 李佩林
４ ０ ０ ０ ６ ０ ） （ 重庆 市智 翔铺道技 术工程有限公 司， 重庆
摘 要： 以分子模拟作为研究手段 ， 对采 用化学 结构 指标 Ｈ ／ Ｃ和 Ｃ Ｈ ２ ／ Ｃ Ｈ ， 值作为沥青 自愈合性能评价指标 的可行性进行 了分析 ， 研究结论表 明 ， 采用两种不 同建模 方法构建的沥青分 子模 型的 Ｃ Ｈ ： ／ Ｃ Ｈ ， 和Ｈ ／ Ｃ值都 与沥青 的 自愈合 性能 表现 出较 好的线性 关 系， 且与试验结论的趋势相 同 ， 因此认为可 以用 Ｃ Ｈ ： ／ Ｃ Ｈ ， 和Ｈ ／ Ｃ值作 ： 为沥青 自愈合性 能的评价 指标。
Ｋ ｉ ｍ的研究表明具 有较 长支 链且 支链 数 目较少 的沥 青分 子 自愈合能力较好 ， Ｂ ｈ ａ ｓ ｉ ｎ等采用 分子扩散 运动 的观点解 释 了 Ｋ ｉ ｍ 的试验结论 ， 沥青 的 自愈合 性能与时间关 系受沥青分 子的扩散 能
沥青分子 的扩 散能 力受扩 散 Ｄ 系数决定 ， Ｄ可 以 由下 式 预测路面 的疲劳 寿命 … 。在构建 沥青疲劳 模型 的过程 中， 沥青 的 力影响 ， 计算得出 ： 自愈合性能是一 个必 须考 虑 的因素 ， 受 自愈合 因素 的影 响 ， 沥青
如Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ 等” 以沥青的三组分分析法 为 裂面重新接触到 一起 的过程 ， 本体 愈合第 二阶段是 指断裂 面重新 起作为沥青的分子模型 ， 将 每一组分 分子 单独建模 ， 组装在一起建立沥青分子模型。 接触到一起之后 力学 性，
特性决定沥青 的自愈合性能 ， 而沥青 本体愈合 阶段特性 主要 由沥 青分子扩散能力决定 ， 因此 可以认 为沥青 分子的扩散 能力 决定 沥
１ 沥 青 自愈 合机理 研 究
研究表 明 ， 沥青存 在 明显的 自愈合 特性 ， 而且 沥青 的 自愈合
２ 模 型 的构 建 与分 析
运用分子模拟技术对沥青进行研 究 ， 首先 需建立 沥青 的分 子
第３ ９卷 第 ６期 ２ ０ １ ３ 年 ２ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮⅪ ＡＲＣＨｎ ＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ｌ ＿ ３９ Ｎｏ． ６
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０１ ３
・８ ３・
文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ８ ３ — ０ ３
准确预测沥青路 面疲 劳寿命至关重要 。
下 问题进行研究 ：
因此按 照 Ｂ ｈ ａ ｓ ｉ ｎ 的自 愈 合模 型 ， 沥青 的本体愈 合 阶段 评价沥青 ｃ ａ愈合 性能在沥青疲 劳模 型 中所 占的 比重 ， 需对 以 长时间 ，
１ ） 研 究沥青 的 自愈合机理 ； 青的 自愈合性能 。本文在 Ｋ ｉ ｍ和 Ｂ ｈ ａ ｓ ｉ ｎ的研究基础 上 ， 运用分 子 ２ ） 对沥青 的 自 愈合性 能进 行定量评价 ； 模拟技术 ， 构建沥 青裂缝 模型 ， 以扩散系 数作 为沥青 自愈合 性 能 ３ ） 发展合适 的沥青 自愈合性 能测试方法 。 对采用 Ｉ － Ｉ ／ Ｃ和 Ｃ Ｈ ： ／ Ｃ Ｈ ，评价 沥青 自愈合 能力 的可 本文 以分子模 拟技术 作为主要分 析工具 ， 在沥 青 自愈 合机理 的评价指标 ， 提 高对 沥青性 能与 化学结 构间关 系 的认 识 ， 并 探 研究的基础上 ， 选择 两个 在实 验室 条件下 可 以直接 测得 的指 标 ， 行性进行研究 ， 对能否用这两个指标评 价沥青 自愈合性能进行分 析。 索利用分子模拟这种技术手段对沥青进行研究 的可能性 。
路 面的实际疲劳 寿命 通常大于实验室 条件下 的测试数 据 ， 因为在 路面承受荷载 的间歇 期 内， 由荷 载产 生 的微裂 缝能 自动 愈合 Ｊ 。
正确评价沥青 的 自愈合 性能 在沥 青疲 劳模 型 中所 占的 比重对 于
２ １
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其 中， ｒ 为分子在时间 ｔ 内运动 的距离 。 沥青疲劳过程 中产生大量的微裂缝 ， 微裂 缝的 自愈合 对沥青 性能的恢复起主要作用 ， 而当裂缝 扩展到 一定 程度后 愈合需要较