[发明专利]基于分子动力学模拟的改性沥青性能预测方法

摘要

本发明是一种基于分子动力学模拟的改性沥青性能的预测方法，属于改性沥青技术领域。主要解决目前在运用分子动力学模拟软件时尚未建立软件模拟结果与改性沥青路用性能间关系的问题。本发明先测得SBS改性沥青的密度、针入度、软化点及延度，分别分析密度与软化点、针入度的相关性，然后通过分子动力学软件建立SBS改性沥青共混体系模型，并进行密度计算和拉伸模拟，比较模拟与试验结果，优化分子模拟算法，预测三大指标，最后进行三大指标实验，以验证模拟与实验结果的一致性。本发明提供的方法可以准确快速地预测SBS改性沥青的三大指标，从而可以有效地指导SBS改性沥青的生产实践，同时对提高SBS改性沥青的使用效果，对建造优良的路面工程具有重要意义。

主权项

1.一种基于分子动力学模拟的改性沥青性能的预测方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：/n(1)测试SBS改性沥青的密度、软化点、针入度及延度，分析SBS改性沥青的密度分别与软化点和针入度的相关性，得到SBS改性沥青密度与针入度、密度与软化点的关系式；/n(2)通过利用Materials Studio软件的Sketch和Build模块，分别构建基质沥青单个沥青系统晶胞模型、SBS嵌段共聚物分子结构模型，基于模型能量最低进行几何结构优化，验证两个模型的合理性；/n(3)利用Materials Studio软件的Amorphous cell模块，组建SBS改性沥青共混体系模型，选择合适的模拟参数，对该共混体系模型进行弛豫，使整个系统处于一个相对平衡的状态，再对SBS改性沥青进行在等温等压(NPT)系综下的模拟，得出共混体系的密度值；/n(4)将Materials Studio构建的SBS改性沥青共混体系模型导入Lammps软件，对SBS改性沥青共混体系模型进行平衡，降低共混体系能量，在相同的应变率下对SBS改性沥青共混体系模型进行拉伸模拟，以确定SBS改性沥青共混体系模型拉断时的拉伸长度；/n(5)分析步骤(3)中SBS改性沥青共混体系密度值与步骤(1)中实测的SBS改性沥青密度之间的相关性，再分析步骤(4)中拉伸长度与步骤(1)中实测的SBS改性沥青延度之间的相关性，进一步优化分子动力学模拟算法，分别提高数值模拟得到的密度值、拉伸长度与实测的密度、延度之间相关性，直接由分子动力学数值模拟预测SBS改性沥青的软化点、延度及针入度；/n(6)采用沥青软化点测定法(环球法)(GBT4507-2014)、沥青延度测定法(GBT4508-2010)、沥青针入度测定法(GBT4509-2010)分别测定SBS改性沥青软化点、延度及针入度，以验证分子动力学数值模拟结果与实测结果的一致性，确定SBS改性沥青共混体系模型和算法。/n