长安大学 工程机械学院 张中华 晏双龙 杜书权 解江浩

仿生纳米材料对沥青与集料界面黏附性的影响研究

长安大学 工程机械学院 张中华 晏双龙 杜书权 解江浩

随着我国交通量的不断增长，许多高速公路出现了早期破坏现象，尤其是在水的作用下沥青与集料之间的黏结力较弱导致的界面破坏，加剧了车辙、疲劳裂缝、松散和坑槽等路面病害的出现。因此，从不同的角度和材料方面认识并提高沥青与集料之间的黏结力具有重要意义。

一、研究的可行性分析

仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学，是在20世纪中期才出现的一门边缘科学。仿生学主要研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，研发出性能优越的复合材料、仪器、装置和机器等。仿生学模仿生物的某种特性，可以实现材料的智能化设计，在某些方面超越自然也是有可能的。

2000年，Autumn在Nature上发表的一篇关于壁虎微结构及吸附机理的文章掀起了全球壁虎研究的热潮。基于壁虎的超强吸附能力，可以模仿壁虎脚掌的复杂结构，人们建立了壁虎脚掌的力学模型，制造出仿壁虎纳米材料——碳纳米管。

1.碳纳米管概述。碳纳米管是由一种由六角网状的石墨烯片卷成的具有螺旋周期的管状结构。按照石墨烯片的层数，可以将碳纳米管分为单臂碳纳米管和多臂碳纳米管。

2.碳纳米管的特性。

（1）具有极好的物理特性。例如，无可匹敌的拉伸强度和弹性模量、低密度（抗拉强度可达50～200 GPa，是钢的100倍，密度却只有钢的1/6）、高比强度、巨大的曲面面积、高传导性以及惊人的长径比等优异性能。……