一种基于热电沥青混凝土的发电路面结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于热电沥青混凝土的发电路面结构，包括表面热供应源沥青混凝土层、发电沥青混凝土层、蓄电池、电能收集装置及若干导电金属丝；所述发电沥青混凝土层的上表面与表面热供应源沥青混凝土层的下表面相接触，发电沥青混凝土层包括若干P型热电沥青混凝土及若干N型热电沥青混凝土，P型热电沥青混凝土的侧面与N型热电沥青混凝土的侧面相接触，导电金属丝分别插入于P型热电沥青混凝土及N型热电沥青混凝土内，电能收集装置的输入端分别与导电金属丝的一端相连接，电能收集装置的输出端与蓄电池的输入端相连接。该结构可以有效的解决热电路面内部能量收集的问题，实现通过道路温差进行发电。
【专利说明】一种基于热电沥青混凝土的发电路面结构
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于道路领域，具体涉及一种基于热电浙青混凝土的发电路面结构。
【背景技术】
[0002] 经济的迅速发展加速我国道路建设的快速完善，目前我国的公路总里程已达423 万公里。高等级公路路面大多采用浙青混凝土，而浙青混凝土作为黑色路面，近似黑体，对 太阳辐射的吸收能力极强，辐射吸收系数一般在〇. 8-0. 95之间。因此，在夏季高温时节，路 面吸热快、温度高，路表的温度甚至高于环境温度20°C -30°C，夏季炎热地区浙青路面温度 甚至能达到70°C。同时，浙青混凝土导热系数较小，积聚的大量热量不易释放，内部高温持 续时间长。温度的升高会对路面产生不利影响，由于粘弹性体的特性，高温对浙青路面的 机械性能极为不利，在车辆等外力作用下，高温的浙青混凝土易发生粘性变形，导致路面损 坏。夜晚路面内部的热能又缓慢释放到大气中，引起环境温度的上升，尤其是在城市里，可 加剧热岛效应。因此，路面内部积聚的大量热量不仅会缩短路面的使用寿命，还对环境具有 负面影响。如若可将道路中蕴藏的热量加以整合利用转化为电能，首先可降低路面温度，减 少高温病害，延长道路使用寿命；同时可大大解决当前资源短缺的现状，为环境、资源的可 持续发展提供一条绿色的道路，可产生巨大的经济和社会效益。
[0003] 1821年德国科学家塞贝克发现的热电效应为热量转化为电能提供了理论可能，可 成为路面温差发电的技术基础。热电效应，即将两种不同的金属构成闭合回路，当两个接头 存在温差时，回路中将产生电流。根据热电效应机理，可利用浙青路面表层温度和下层温度 存在的较大温差将路面内积存的热量转换为电能，将路面内部积存的废热再利用的同时， 可延长道路使用寿命，解决资源短缺现状，改善环境状况。热电浙青混凝土及基于此技术开 发的路面结构具有很好的应用前景，但是目前没有并见到关于道路热电方面的研究。 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，提供了一种基于热电浙青混凝 土的发电路面结构，该结构可以有效的解决热电路面内部能量收集的问题，从而实现通过 路面温差进行发电。
[0005] 为达到上述目的，本实用新型所述的基于热电浙青混凝土的发电路面结构包括表 面热供应源浙青混凝土层、发电浙青混凝土层、蓄电池、电能收集装置及若干导电金属丝； [0006] 所述发电浙青混凝土层的上表面与表面热供应源浙青混凝土层的下表面相接触， 发电浙青混凝土层包括若干P型热电浙青混凝土及若干N型热电浙青混凝土，P型热电浙 青混凝土的侧面与N型热电浙青混凝土的侧面相接触，导电金属丝一端分别插入于P型热 电浙青混凝土及N型热电浙青混凝土内，电能收集装置的输入端分别与导电金属丝的另一 端相连接，电能收集装置的输出端与蓄电池的输入端相连接。
[0007] 所述P型热电浙青混凝土的形状为条状；
[0008] 所述N型热电浙青混凝土的形状为条状。
[0009] 所述N型热电浙青混凝土与P型热电浙青混凝土的数目相同，且N型热电浙青混 凝土与P型热电浙青混凝土相间分布。
[0010] 所述表面热供应源浙青混凝土层的厚度与发电浙青混凝土层的厚度之比为 1 : 2〇
[0011] 所述表面热供应源浙青混凝土层采用导电浙青混凝土制作而成。
[0012] 本实用新型具有以下有益效果：
[0013] 本实用新型所述的基于热电浙青混凝土的发电路面结构包括表面热供应源浙青 混凝土层、发电浙青混凝土层、蓄电池、电能收集装置及若干导电金属丝，在工作过程中，表 面热供应源浙青混凝土层吸收外界的热量，从而在发电浙青混凝土层中产生热力梯度，发 电浙青混凝土层中的N型热电浙青混凝土及P型热电浙青混凝土在热力梯度的作用下产生 电荷，导电金属丝收集所述电荷，并通过电能收集装置存储到蓄电池中，实现热电路面内部 能量的收集，并且有效的缓解了"道路热岛效应"，提高了路面的高温稳定性，延长道路的使 用寿命，同时通过道路来进行发电，从而有效的缓解资源短缺的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0015] 其中，1为表面热供应源浙青混凝土层、2为发电浙青混凝土层、3为电能收集装 置、4为蓄电池、5为P型热电浙青混凝土、6为N型热电浙青混凝土、7为导电金属丝。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
[0017] 参考图1，本实用新型所述的基于热电浙青混凝土的发电路面结构包括表面热供 应源浙青混凝土层1、发电浙青混凝土层2、蓄电池4、电能收集装置3及若干导电金属丝7， 表面热供应源浙青混凝土层1的厚度与发电浙青混凝土层2的厚度之比为1 : 2。
[0018] 所述发电浙青混凝土层2的上表面与表面热供应源浙青混凝土层1的下表面相接 触，发电浙青混凝土层2包括若干P型热电浙青混凝土 5及若干N型热电浙青混凝土 6, P 型热电浙青混凝土 5的侧面与N型热电浙青混凝土 6的侧面相接触，导电金属丝7 -端分 别插入于P型热电浙青混凝土 5及N型热电浙青混凝土 6内，电能收集装置3的输入端分 别与导电金属丝7的另一端相连接，电能收集装置3的输出端与蓄电池4的输入端相连接， P型热电浙青混凝土 5的形状为条状；N型热电浙青混凝土 6的形状为条状。
[0019] 所述N型热电浙青混凝土 6与P型热电浙青混凝土 5的数目相同，且N型热电浙 青混凝土 6与P型热电浙青混凝土 5相间分布，表面热供应源浙青混凝土层1采用导电浙 青混凝土制作而成。
[0020] 本实用新型的具体成型及工作过程为：
[0021] 首先根据《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000)对道路基层进行处理，使 其满足施工技术要求，然后可根据《公路浙青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)进行面层 铺筑施工，首先进行发电浙青混凝土层2的铺筑，将导电金属丝7事先固定成型，后根据单 幅路宽度内分割的P型热电浙青混凝土 5和N型热电浙青混凝土 6进行交替施工，发电浙 青混凝土施工完成之后，再进行表面热供应源浙青混凝土层1的整体施工，道路每隔固定 长度设置蓄电池4,收集道路中转换的电能，施工全部完成之后根据《公路浙青路面养护技 术规范》（JTJ073. 2-2001)进行养护处理，在适当时间之后开放交通。
[0022] 所述表面热供应源浙青混凝土层1吸收外界的热量，从而在发电浙青混凝土层2 中产生热力梯度，发电浙青混凝土层2中的N型热电浙青混凝土 6及P型热电浙青混凝土 5在热力梯度的作用下产生电荷，导电金属丝7收集所述电荷，并通过电能收集装置3存储 到蓄电池4中。
【权利要求】
1. 一种基于热电浙青混凝土的发电路面结构，其特征在于，包括表面热供应源浙青混 凝土层（1)、发电浙青混凝土层（2)、蓄电池（4)、电能收集装置（3)及若干导电金属丝（7); 所述发电浙青混凝土层（2)的上表面与表面热供应源浙青混凝土层（1)的下表面相接 触，发电浙青混凝土层（2)包括若干P型热电浙青混凝土（5)及若干N型热电浙青混凝土 (6)，P型热电浙青混凝土（5)的侧面与N型热电浙青混凝土（6)的侧面相接触，导电金属 丝（7) -端分别插入于P型热电浙青混凝土（5)及N型热电浙青混凝土（6)内，电能收集 装置（3)的输入端分别与导电金属丝（7)的另一端相连接，电能收集装置（3)的输出端与 蓄电池（4)的输入端相连接。
2. 根据权利要求1所述的基于热电浙青混凝土的发电路面结构，其特征在于， 所述P型热电浙青混凝土（5)的形状为条状； 所述N型热电浙青混凝土（6)的形状为条状。
3. 根据权利要求2所述的基于热电浙青混凝土的发电路面结构，其特征在于，所述N型 热电浙青混凝土（6)与P型热电浙青混凝土（5)的数目相同，且N型热电浙青混凝土（6) 与P型热电浙青混凝土（5)相间分布。
4. 根据权利要求1所述的基于热电浙青混凝土的发电路面结构，其特征在于，所述表 面热供应源浙青混凝土层（1)的厚度与发电浙青混凝土层（2)的厚度之比为1 : 2。
5. 根据权利要求1所述的基于热电浙青混凝土的发电路面结构，其特征在于，所述表 面热供应源浙青混凝土层（1)采用导电浙青混凝土制作而成。
【文档编号】E01C9/00GK203878434SQ201420040426
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】王朝辉, 封栋杰, 李彦伟, 刘志胜, 赵永祯, 石鑫 申请人:长安大学