泡沫沥青冷再生胶结料界面特性分子动力学研究

王家伟, 郭乃胜

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大连海事大学学报 ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (03) : 143-156. DOI: 10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2024.03.016

泡沫沥青冷再生胶结料界面特性分子动力学研究

  • 王家伟, 郭乃胜
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摘要

为探究泡沫沥青含水率、水泥/石灰、沥青老化程度与温度等因素对泡沫沥青冷再生胶结料(由水泥/石灰、老化沥青和泡沫沥青组成,以下简称胶结料)界面特性的影响,采用分子动力学方法,构建不同类型的胶结料分子模型,以界面能、相互作用能、内聚能密度(CED)与水分子径向分布函数(RDF)为计算表征指标,定量分析胶结料中各组分材料之间的界面特性,进而揭示各组分材料相互作用的微观机理。研究结果表明:在其他组分材料特性相同条件下,包含长期老化沥青(LTAA)的胶结料较包含短期老化沥青(STAA)的胶结料具有较低的界面能、相互作用能、CED和水分子RDF;胶结料中的泡沫沥青含水率为2.4%时,胶结料界面能、相互作用能、CED和水分子RDF最高,胶结料中的泡沫沥青含水率为1.8%时,胶结料界面能、相互作用能、CED和水分子RDF最低;与采用CH表征的石灰相比,采用CSH表征水泥的胶结料具有较高的界面能和相互作用能,但其CED和水分子RDF较低;在温度为303 K~308 K时,含STAA的胶结料相比含LTAA的胶结料具有较高的界面能、相互作用能,但在温度为313 K~318 K时,相应结果则反之,而温度升高时,胶结料的CED基本保持不变;与含CH的胶结料相比,含CSH的胶结料具有较高的界面能、相互作用能,并随着温度的增加逐渐升高,并在318 K时达到最高值,但两者CED均保持稳定;随着温度的增加,不同胶结料的水分子RDF均随之上升,水分子大量向端部集中,对胶结料界面特性造成不良影响。

关键词

道路工程 / 泡沫沥青冷再生技术 / 分子动力学 / 微观机理 / 界面特性

中图分类号

U414

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王家伟, 郭乃胜. 泡沫沥青冷再生胶结料界面特性分子动力学研究. 大连海事大学学报. 2024, 50(03): 143-156 https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2024.03.016

基金

国家自然科学基金资助项目(51308084); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(3132017029); 大连市科技创新基金项目(2020JJ26SN062)

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