基于分子动力学TB复合改性沥青-集料的黏附性机理分析

摘要

为了探究terminal blend（TB）沥青与集料界面的相互作用行为，本文基于分子动力学模拟，利用Materials Studio软件构建基质沥青、TB改性沥青、TB复合SBS改性沥青（TB＿SBS）以及TB复合EVA改性沥青（TB＿EVA）与集料界面模型.通过结合能、黏附功、相对浓度分布以及接触角试验等手段，对上述4种沥青-集料界面进行综合评估.结果表明，胶粉、SBS和EVA这些改性剂显著提升基质沥青的黏附性能，TB＿EVA在不同温度下与基质沥青的黏附功波动较TB＿SBS明显，且在较低温度下黏附功提升更显著，较高温度时后者占据更大优势.分析原因可知，橡胶颗粒和EVA改性剂吸收轻质组分充分溶胀，影响沥青质和胶质的聚集分布状态，从而提高沥青与集料的浸润吸附能力和相互作用力.此外，TB＿SBS在不同温度下黏附功均维持较高水平且黏附功变化范围不超过2.5 mJ/m²,TB＿SBS表现出最佳的抗高温性能，是最具沥青-集料界面黏附潜力的沥青，推测SBS中极性较强的S=O基团吸附AS中的—OH基团及存在于BR中的氢原子，导致其与集料的黏附性显著提高，相关结论与接触角试验所得出的结果一致.尽管数量级和数值因温度和空间尺度差异而不同，但试验验证了模拟方法在预测沥青-集料界面黏附过程中的可靠性与合理性.

关键词

沥青-集料界面 / terminal blend / 分子动力学 / 黏附性 / 接触角

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52278446）; 福建省交通运输厅科技项目（202227）