一种基于有机压电材料的发电路面的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于有机压电材料的发电路面，包括沥青混凝土下面层、导电沥青混凝土上面层、导电沥青混凝土中面层、整流电路、蓄电池以及由压电材料制作而成的粘层，导电沥青混凝土上面层、导电沥青混凝土中面层及沥青混凝土下面层由上到下依次分布，导电沥青混凝土中面层的上表面与导电沥青混凝土上面层的下表面通过粘层相粘结，导电沥青混凝土上面层及导电沥青混凝土中面层内的两条轮迹分布带上均铺设有金属网电极，金属网电极与蓄电池通过整流电路相连接。本实用新型可以在不影响道路施工与道路使用寿命的情况下进行发电。
【专利说明】一种基于有机压电材料的发电路面
【技术领域】
[0001]本实用新型属于道路工程领域，具体涉及一种基于有机压电材料的发电路面。
【背景技术】
[0002]随着我国道路系统建设日益完善，新型能源俭约型道路的研究开发将逐渐崭露头角。上个世纪末期，许多材料研究者发现了压电材料，对压电材料给与一定的应力，材料将产生电能。道路工程从开放交通到完全破坏，路面将承受几十万次甚至几百万次的车辆荷载，若将此机械能通过压电材料转化为电能，将会带来无限的经济与社会效益。
[0003]因此如何将行车荷载在路面内产生的机械能转化为电能并有效的收集，成为人们研究的重点。目前，国内外已针对路面内机械能量的收集已经取得了一些突破性的研究成果，但是国内外对于发电路面系统的应用实例较少，发电路面系统的设计、应用、优化等技术仍处于起步阶段，尚存在一些问题，比如现有关于路面机械能收集的主要形式是在浙青混凝土内设置压电能量换能器，在道路修筑时，把这些压电换能器直接用于路面内，将很大程度的干扰施工的流畅性，严重的影响机械化施工的开展；若把这些压电换能器以开挖的形式埋入路面内部，将对路面造成不同程度的损害，影响道路的使用寿命。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于有机压电材料的发电路面，该发电路面可以在不影响道路施工与道路使用寿命的情况下进行发电。
[0005]为达到上述目的，本实用新型所述的基于有机压电材料的发电路面包括浙青混凝土下面层、导电浙青混凝土上面层、导电浙青混凝土中面层、整流电路、蓄电池以及由压电材料制作而成的粘层，导电浙青混凝土上面层、导电浙青混凝土中面层及浙青混凝土下面层由上到下依次分布，导电浙青混凝土中面层的上表面与导电浙青混凝土上面层的下表面通过粘层相粘结，导电浙青混凝土上面层及导电浙青混凝土中面层内的两条轮迹分布带上均铺设有金属网电极，金属网电极与蓄电池通过整流电路相连接。
[0006]所述粘层采用有机压电材料PVDF制作而成。
[0007]所述金属网电极内的网格宽为3?5mm,长为3?5mm。
[0008]所述粘层的厚度为I?5mm。
[0009]本实用新型具有以下有益效果:
[0010]本实用新型所述的基于有机压电材料的发电路面包括浙青混凝土下面层、导电浙青混凝土上面层、导电浙青混凝土中面层、整流电路、蓄电池及由压电材料制作而成的粘层，当行车经过导电浙青混凝土上层面时，由压电材料制作而成的粘层在压力的作用下产生电荷，导电浙青混凝土上面层内的金属网电极及导电浙青混凝土中面层内的金属网电极收集粘层产生的电荷，并经整流电路整流后存储到蓄电池中，从而实现路面的发电，通过不仅能够实现对车辆荷载产生的机械能向电能的最大限度转化，同时通过粘层增加路面各层之间的粘结性，从而有效的延长路面的使用寿命。[0011]进一步，所述粘层采用有机压电材料PVDF制作而成，具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能，使用周期长，从而有效提高路面的使用寿命O
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图；
[0013]图2为本实用新型的主视图。
[0014]其中，I为导电浙青混凝土中面层、2为导电浙青混凝土上面层、3为粘层、4为金属网电极、5为整流电路、6为蓄电池、7为浙青混凝土下面层。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述:
[0016]参考图1及图2，本实用新型所述的基于有机压电材料的发电路面包括浙青混凝土下面层7、导电浙青混凝土上面层2、导电浙青混凝土中面层1、整流电路5、蓄电池6以及由压电材料制作而成的粘层3，导电浙青混凝土上面层2、导电浙青混凝土中面层I及浙青混凝土下面层7由上到下依次分布，导电浙青混凝土中面层I的上表面与导电浙青混凝土上面层2的下表面通过粘层3相粘结，导电浙青混凝土上面层2及导电浙青混凝土中面层I内的两条轮迹分布带上均铺设有金属网电极4，金属网电极4与蓄电池6通过整流电路5相连接，粘层3采用有机压电材料PVDF制作而成，金属网电极4内的网格宽为3?5_，长为3?5mm,粘层3的厚度为I?5mm。
[0017]本实用新型的具体工作过程如下:
[0018]行车荷载经过导电浙青混凝土上面层2时，行车荷载对粘层3产生压力，粘层3在压力的作用下发生极化并产生电荷，金属网电极4对粘层3产生的电荷进行收集，再经整流电路5整流后输入到蓄电池6中，从而实现路面的发电及电能的收集。
[0019]导电浙青混凝土技术源自《中国公路学报》文献“PAN基碳纤维导电浙青混凝土的制备及性能”，有机压电技术源自《北京理工大学学报》文献“基于PVDF压电片发电的特性研究”，下面层浙青混凝土为道路领域常规配方的浙青混凝土，其材料组成采用长安大学硕士学位论文《SBS掺量对改性浙青混合料路用性能的影响》17页中公开的级配与浙青用量。
【权利要求】
1.一种基于有机压电材料的发电路面，其特征在于，包括浙青混凝土下面层(7)、导电浙青混凝土上面层(2)、导电浙青混凝土中面层(I)、整流电路(5)、蓄电池(6)以及由压电材料制作而成的粘层(3)，导电浙青混凝土上面层(2)、导电浙青混凝土中面层(I)及浙青混凝土下面层(7)由上到下依次分布，导电浙青混凝土中面层(I)的上表面与导电浙青混凝土上面层(2)的下表面通过粘层(3)相粘结，导电浙青混凝土上面层(2)及导电浙青混凝土中面层(I)内的两条轮迹分布带上均铺设有金属网电极(4)，金属网电极(4)与蓄电池(6)通过整流电路(5)相连接。
2.根据权利要求1所述的基于有机压电材料的发电路面，其特征在于，所述粘层(3)采用有机压电材料PVDF制作而成。
3.根据权利要求1所述的基于有机压电材料的发电路面，其特征在于，所述金属网电极⑷内的网格宽为3?5mm,长为3?5_。
4.根据权利要求1所述的基于有机压电材料的发电路面，其特征在于，所述粘层(3)的厚度为I?5mm。
【文档编号】E01C7/18GK203716020SQ201420043928
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】王朝辉, 高志伟, 郭滕滕, 李彦伟, 赵永祯, 刘志胜, 石鑫 申请人:长安大学