通过超声波处理的碎橡胶改性沥青的自修复性能与粘附性模拟

《Journal of Applied Polymer Science》：Self-Healing Property and Adhesion Simulation of Crumb Rubber Modified Asphalt Prepared by Ultrasonic

本研究通过超声辅助制备橡胶沥青改性材料（CRMA），采用宏观-微观多尺度方法分析其自愈合性能及界面粘附机制。实验发现超声处理抑制沥青老化，显著提升裂缝恢复率；分子动力学模拟显示超声增强沥青分子活性，促进界面融合，证实超声改性协同实验与模拟验证有效优化CRMA性能，为高性能沥青材料开发奠定理论基础。

　　

摘要

碎橡胶改性沥青（CRMA）与集料界面的相互作用是影响路面使用寿命的关键因素。本研究采用超声辅助工艺制备了CRMA，并采用宏观-微观多尺度方法研究了其自修复性能和粘附机制。激光扫描共聚焦显微镜分析表明，基础沥青的自修复速率显著高于CRMA。超声处理有效抑制了沥青的老化过程，从而提高了裂缝的修复效果。利用Materials Studio构建的分子动力学模型对性能参数进行了计算分析。通过对密度增长率、均方位移（MSD）和结合能的分析，发现超声处理显著增强了沥青的自修复性能。界面分析显示，方解石集料-沥青体系中的相对原子浓度高于石英体系。结合粘附力计算结果，表明超声处理提高了沥青分子的活性，促进了自由组分与集料之间的界面融合。本研究通过实验表征和分子模拟的协同验证，阐明了超声增强改性过程在优化CRMA自修复性能和界面粘附效应方面的作用机制，为开发高性能沥青材料提供了理论基础。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。