一种基于分子动力学模拟的沥青老化机理分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分子动力学模拟的沥青老化机理分析方法，步骤为：首先将沥青分离成沥青质、胶质、芳香分和饱和分4种组分，构建沥青各组分的代表性分子；然后采用LAMMPS软件将代表性分子分别与氧气分子混合，构建沥青各组分的老化反应体系；再采用基于ReaxFF反应力场的分子动力学模拟方法，利用LAMMPS软件对老化反应体系进行老化反应模拟，将结果存储于dump文件中；最后采用VMD软件对dump文件进行可视化表达，识别并绘制沥青各组分代表性分子的分子结构变化图，从而分析沥青老化过程中产生的最终产物、自由基中间产物和自由基链反应，从原子尺度探究沥青的老化机理。该方法过程规范、结果可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分子动力学模拟的沥青老化机理分析方法
本专利技术属于分子动力学模拟
，具体涉及一种基于分子动力学模拟的沥青老化机理分析方法。
技术介绍
沥青路面在使用阶段长期暴露在光、热和氧气环境下，因此非常容易发生老化，老化会使沥青变硬变脆，从而降低沥青路面的强度和耐久性，折损沥青路面的使用寿命。如果能采取措施减缓沥青的老化进程，将能有效防控沥青路面的早期损坏，从而延长道路工程的养护周期，降低道路工程的全寿命周期建设成本。然而，为预防沥青路面的早期损坏，目前常用措施是在沥青或沥青混合料中添加改性剂以提高沥青路面的力学性能，而采用物理或化学方法提升沥青抗老化性能的做法却不多见，原因之一是沥青老化机理尚不明确。已有试验研究表明，沥青老化会生成羰基、亚砜等含氧官能团。沥青老化过程中会生成一些自由基中间体，它们对沥青的老化至关重要，如果在沥青中加入特定的抗老化剂以阻止自由基的形成或阻止自由基链反应向最终产物方向传播，那么沥青的老化就会得以减缓。但是，这些沥青老化过程会生成哪些自由基目前还不清楚。因此，开展沥青老化机理分析，明确沥青老化过程中产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分子动力学模拟的沥青老化机理分析方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1)将沥青分离成沥青质、胶质、芳香分和饱和分4种组分后，对每种组分进行凝胶色谱试验、傅里叶红外光谱试验和元素分析试验，测定所述沥青各组分的相对分子质量、官能团分布和元素组成，根据测得的信息构建沥青各组分的代表性分子；/n步骤2)采用开源软件LAMMPS，将所述沥青各组分的代表性分子分别与氧气分子混合，并构建成一个具有周期性边界条件的立方体盒子，作为所述沥青各组分的老化反应体系；/n步骤3)采用基于ReaxFF反应力场的分子动力学模拟方法，利用LAMMPS软件对所述沥青各组分的老化反应体系进行老化反应模拟，将结果...

【技术特征摘要】
1.一种基于分子动力学模拟的沥青老化机理分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)将沥青分离成沥青质、胶质、芳香分和饱和分4种组分后，对每种组分进行凝胶色谱试验、傅里叶红外光谱试验和元素分析试验，测定所述沥青各组分的相对分子质量、官能团分布和元素组成，根据测得的信息构建沥青各组分的代表性分子；
步骤2)采用开源软件LAMMPS，将所述沥青各组分的代表性分子分别与氧气分子混合，并构建成一个具有周期性边界条件的立方体盒子，作为所述沥青各组分的老化反应体系；
步骤3)采用基于ReaxFF反应力场的分子动力学模拟方法，利用LAMMPS软件对所述沥青各组分的老化反应体系进行老化反应模拟，将结果存储于dump文件中；
步骤4)采用开源软件VMD对所述dump文件进行可视化表达，识别并绘制沥青各组分代表性分子的分子结构变化图，从而分析沥青老化过程中产生的最终产物、自由基中间产物和自由基链反应，从原子尺度探究沥青的老化机理。


2.根据权利要求1所述的一种基于分子动力学模拟的沥青老化机理分析方法，其特征在于，步骤2)所述氧气分子的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾兴宇，胡栋梁，崔冰彦，周洲，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32