對于瀝青再生技術(shù)而言,再生中新舊瀝青的混溶過程是一個關(guān)鍵問題,其直接影響著合適的新瀝青膠結(jié)料等級及其用量的確定,并對保障瀝青再生效果及瀝青路面的路用性能具有重要意義。為此本文采用分子動力學方法,從分子尺度構(gòu)建新舊瀝青混溶模型,在微觀模擬新舊瀝青混溶過程的同時,計算分析再生瀝青的宏觀物理性能。主要研究如下:首先,選擇平均分子模型構(gòu)建基質(zhì)瀝青分子模型,采用添加官能團表征老化的方式構(gòu)建老化瀝青分子模型,選取芳香和鏈狀兩種分子模型作為再生劑分子代表,分別構(gòu)建了基質(zhì)瀝青、老化瀝青和再生劑老化瀝青的晶胞模型。在模擬中使用COMPASSⅡ力場、NVT和NPT系綜,并施加周期性邊界條件,采用Nose-Hoover法控制溫度、Andersen法控制壓強,采用Atom based法計算范德華非鍵作用、Ewald法計算靜電非鍵作用。其次,對所構(gòu)建的瀝青和再生劑分子模型進行熱力學性質(zhì)的驗證,計算其密度、表面自由能、內(nèi)聚功、內(nèi)聚能和溶解度,將計算結(jié)果與已有實驗數(shù)據(jù)相對比,發(fā)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)結(jié)果均在合理范圍內(nèi),表明所構(gòu)建的模型能夠較好地表征瀝青和再生劑材料的特性,適用于接下來的模擬計算。然后,基于實際工程中再生瀝青的過...

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 新舊瀝青混溶狀態(tài)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 新舊瀝青混合程度評價研究現(xiàn)狀
        1.2.3 新舊瀝青擴散理論研究現(xiàn)狀
        1.2.4 分子動力學模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.5 瀝青材料的分子動力學研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目標、方法和技術(shù)路線
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 技術(shù)路線
第二章 分子動力學基本理論
    2.1 分子動力學基本方程
        2.1.1 牛頓運動方程
        2.1.2 拉格朗日運動方程
        2.1.3 Hamilton運動方程
    2.2 分子力場
        2.2.1 分子力場分類
        2.2.2 分子力場應用
    2.3 勢能函數(shù)
    2.4 邊界條件
        2.4.1 非周期性邊界條件
        2.4.2 周期性邊界條件
    2.5 熱力學控制系統(tǒng)
        2.5.1 系綜
        2.5.2 溫度控制方法
        2.5.3 壓力控制方法
    2.6 本章小結(jié)
第三章 分子動力學模型建立及驗證
    3.1 瀝青分子模型構(gòu)建
        3.1.1 基質(zhì)瀝青分子模型
        3.1.2 老化瀝青分子模型
        3.1.3 再生劑分子模型
    3.2 模擬參數(shù)及計算細節(jié)
        3.2.1 時間步長
        3.2.2 熱力學參數(shù)
        3.2.3 非鍵設(shè)置
    3.3 熱力學性質(zhì)及模型驗證
        3.3.1 密度
        3.3.2 表面自由能及內(nèi)聚功
        3.3.3 內(nèi)聚能密度
    3.4 本章小結(jié)
第四章 新舊瀝青混溶過程微觀分析
    4.1 新舊瀝青層狀模型建立
    4.2 新舊瀝青混溶模擬輸入條件
    4.3 新舊瀝青混溶模型數(shù)據(jù)分析
        4.3.1 混溶過程密度分析
        4.3.2 混溶過程相對濃度分析
        4.3.3 混溶過程能量分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 再生瀝青性能微觀分析研究
    5.1 再生瀝青混合模型建立
    5.2 再生瀝青混合模擬輸入條件
    5.3 再生瀝青微觀性能數(shù)據(jù)分析
        5.3.1 擴散系數(shù)
        5.3.2 徑向分布函數(shù)
        5.3.3 相互作用能
    5.4 再生瀝青性能影響因素及機理分析
        5.4.1 溫度影響因素
        5.4.2 再生劑影響因素
        5.4.3 再生劑含量影響因素
        5.4.4 再生劑作用機理
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
致謝
主要參考文獻



本文編號：3856646