一種基于熱電瀝青混凝土的發電路面結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于熱電瀝青混凝土的發電路面結構，包括表面熱供應源瀝青混凝土層、發電瀝青混凝土層、蓄電池、電能收集裝置及若干導電金屬絲；所述發電瀝青混凝土層的上表面與表面熱供應源瀝青混凝土層的下表面相接觸，發電瀝青混凝土層包括若干P型熱電瀝青混凝土及若干N型熱電瀝青混凝土，P型熱電瀝青混凝土的側面與N型熱電瀝青混凝土的側面相接觸，導電金屬絲分別插入于P型熱電瀝青混凝土及N型熱電瀝青混凝土內，電能收集裝置的輸入端分別與導電金屬絲的一端相連接，電能收集裝置的輸出端與蓄電池的輸入端相連接。該結構可以有效的解決熱電路面內部能量收集的問題，實現通過道路溫差進行發電。
【專利說明】一種基于熱電瀝青混凝土的發電路面結構
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于道路領域，具體涉及一種基于熱電浙青混凝土的發電路面結構。
【背景技術】
[0002] 經濟的迅速發展加速我國道路建設的快速完善，目前我國的公路總里程已達423 萬公里。高等級公路路面大多采用浙青混凝土，而浙青混凝土作為黑色路面，近似黑體，對 太陽輻射的吸收能力極強，輻射吸收系數一般在〇. 8-0. 95之間。因此，在夏季高溫時節，路 面吸熱快、溫度高，路表的溫度甚至高于環境溫度20°C -30°C，夏季炎熱地區浙青路面溫度 甚至能達到70°C。同時，浙青混凝土導熱系數較小，積聚的大量熱量不易釋放，內部高溫持 續時間長。溫度的升高會對路面產生不利影響，由于粘彈性體的特性，高溫對浙青路面的 機械性能極為不利，在車輛等外力作用下，高溫的浙青混凝土易發生粘性變形，導致路面損 壞。夜晚路面內部的熱能又緩慢釋放到大氣中，引起環境溫度的上升，尤其是在城市里，可 加劇熱島效應。因此，路面內部積聚的大量熱量不僅會縮短路面的使用壽命，還對環境具有 負面影響。如若可將道路中蘊藏的熱量加以整合利用轉化為電能，首先可降低路面溫度，減 少高溫病害，延長道路使用壽命；同時可大大解決當前資源短缺的現狀，為環境、資源的可 持續發展提供一條綠色的道路，可產生巨大的經濟和社會效益。
[0003] 1821年德國科學家塞貝克發現的熱電效應為熱量轉化為電能提供了理論可能，可 成為路面溫差發電的技術基礎。熱電效應，即將兩種不同的金屬構成閉合回路，當兩個接頭 存在溫差時，回路中將產生電流。根據熱電效應機理，可利用浙青路面表層溫度和下層溫度 存在的較大溫差將路面內積存的熱量轉換為電能，將路面內部積存的廢熱再利用的同時， 可延長道路使用壽命，解決資源短缺現狀，改善環境狀況。熱電浙青混凝土及基于此技術開 發的路面結構具有很好的應用前景，但是目前沒有并見到關于道路熱電方面的研究。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種基于熱電浙青混凝 土的發電路面結構，該結構可以有效的解決熱電路面內部能量收集的問題，從而實現通過 路面溫差進行發電。
[0005] 為達到上述目的，本實用新型所述的基于熱電浙青混凝土的發電路面結構包括表 面熱供應源浙青混凝土層、發電浙青混凝土層、蓄電池、電能收集裝置及若干導電金屬絲； [0006] 所述發電浙青混凝土層的上表面與表面熱供應源浙青混凝土層的下表面相接觸， 發電浙青混凝土層包括若干P型熱電浙青混凝土及若干N型熱電浙青混凝土，P型熱電浙 青混凝土的側面與N型熱電浙青混凝土的側面相接觸，導電金屬絲一端分別插入于P型熱 電浙青混凝土及N型熱電浙青混凝土內，電能收集裝置的輸入端分別與導電金屬絲的另一 端相連接，電能收集裝置的輸出端與蓄電池的輸入端相連接。
[0007] 所述P型熱電浙青混凝土的形狀為條狀；
[0008] 所述N型熱電浙青混凝土的形狀為條狀。
[0009] 所述N型熱電浙青混凝土與P型熱電浙青混凝土的數目相同，且N型熱電浙青混 凝土與P型熱電浙青混凝土相間分布。
[0010] 所述表面熱供應源浙青混凝土層的厚度與發電浙青混凝土層的厚度之比為 1 : 2〇
[0011] 所述表面熱供應源浙青混凝土層采用導電浙青混凝土制作而成。
[0012] 本實用新型具有以下有益效果：
[0013] 本實用新型所述的基于熱電浙青混凝土的發電路面結構包括表面熱供應源浙青 混凝土層、發電浙青混凝土層、蓄電池、電能收集裝置及若干導電金屬絲，在工作過程中，表 面熱供應源浙青混凝土層吸收外界的熱量，從而在發電浙青混凝土層中產生熱力梯度，發 電浙青混凝土層中的N型熱電浙青混凝土及P型熱電浙青混凝土在熱力梯度的作用下產生 電荷，導電金屬絲收集所述電荷，并通過電能收集裝置存儲到蓄電池中，實現熱電路面內部 能量的收集，并且有效的緩解了"道路熱島效應"，提高了路面的高溫穩定性，延長道路的使 用壽命，同時通過道路來進行發電，從而有效的緩解資源短缺的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0015] 其中，1為表面熱供應源浙青混凝土層、2為發電浙青混凝土層、3為電能收集裝 置、4為蓄電池、5為P型熱電浙青混凝土、6為N型熱電浙青混凝土、7為導電金屬絲。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：
[0017] 參考圖1，本實用新型所述的基于熱電浙青混凝土的發電路面結構包括表面熱供 應源浙青混凝土層1、發電浙青混凝土層2、蓄電池4、電能收集裝置3及若干導電金屬絲7， 表面熱供應源浙青混凝土層1的厚度與發電浙青混凝土層2的厚度之比為1 : 2。
[0018] 所述發電浙青混凝土層2的上表面與表面熱供應源浙青混凝土層1的下表面相接 觸，發電浙青混凝土層2包括若干P型熱電浙青混凝土 5及若干N型熱電浙青混凝土 6, P 型熱電浙青混凝土 5的側面與N型熱電浙青混凝土 6的側面相接觸，導電金屬絲7 -端分 別插入于P型熱電浙青混凝土 5及N型熱電浙青混凝土 6內，電能收集裝置3的輸入端分 別與導電金屬絲7的另一端相連接，電能收集裝置3的輸出端與蓄電池4的輸入端相連接， P型熱電浙青混凝土 5的形狀為條狀；N型熱電浙青混凝土 6的形狀為條狀。
[0019] 所述N型熱電浙青混凝土 6與P型熱電浙青混凝土 5的數目相同，且N型熱電浙 青混凝土 6與P型熱電浙青混凝土 5相間分布，表面熱供應源浙青混凝土層1采用導電浙 青混凝土制作而成。
[0020] 本實用新型的具體成型及工作過程為：
[0021] 首先根據《公路路面基層施工技術規范》（JTJ034-2000)對道路基層進行處理，使 其滿足施工技術要求，然后可根據《公路浙青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)進行面層 鋪筑施工，首先進行發電浙青混凝土層2的鋪筑，將導電金屬絲7事先固定成型，后根據單 幅路寬度內分割的P型熱電浙青混凝土 5和N型熱電浙青混凝土 6進行交替施工，發電浙 青混凝土施工完成之后，再進行表面熱供應源浙青混凝土層1的整體施工，道路每隔固定 長度設置蓄電池4,收集道路中轉換的電能，施工全部完成之后根據《公路浙青路面養護技 術規范》（JTJ073. 2-2001)進行養護處理，在適當時間之后開放交通。
[0022] 所述表面熱供應源浙青混凝土層1吸收外界的熱量，從而在發電浙青混凝土層2 中產生熱力梯度，發電浙青混凝土層2中的N型熱電浙青混凝土 6及P型熱電浙青混凝土 5在熱力梯度的作用下產生電荷，導電金屬絲7收集所述電荷，并通過電能收集裝置3存儲 到蓄電池4中。
【權利要求】
1. 一種基于熱電浙青混凝土的發電路面結構，其特征在于，包括表面熱供應源浙青混 凝土層（1)、發電浙青混凝土層（2)、蓄電池（4)、電能收集裝置（3)及若干導電金屬絲（7); 所述發電浙青混凝土層（2)的上表面與表面熱供應源浙青混凝土層（1)的下表面相接 觸，發電浙青混凝土層（2)包括若干P型熱電浙青混凝土（5)及若干N型熱電浙青混凝土 (6)，P型熱電浙青混凝土（5)的側面與N型熱電浙青混凝土（6)的側面相接觸，導電金屬 絲（7) -端分別插入于P型熱電浙青混凝土（5)及N型熱電浙青混凝土（6)內，電能收集 裝置（3)的輸入端分別與導電金屬絲（7)的另一端相連接，電能收集裝置（3)的輸出端與 蓄電池（4)的輸入端相連接。
2. 根據權利要求1所述的基于熱電浙青混凝土的發電路面結構，其特征在于， 所述P型熱電浙青混凝土（5)的形狀為條狀； 所述N型熱電浙青混凝土（6)的形狀為條狀。
3. 根據權利要求2所述的基于熱電浙青混凝土的發電路面結構，其特征在于，所述N型 熱電浙青混凝土（6)與P型熱電浙青混凝土（5)的數目相同，且N型熱電浙青混凝土（6) 與P型熱電浙青混凝土（5)相間分布。
4. 根據權利要求1所述的基于熱電浙青混凝土的發電路面結構，其特征在于，所述表 面熱供應源浙青混凝土層（1)的厚度與發電浙青混凝土層（2)的厚度之比為1 : 2。
5. 根據權利要求1所述的基于熱電浙青混凝土的發電路面結構，其特征在于，所述表 面熱供應源浙青混凝土層（1)采用導電浙青混凝土制作而成。
【文檔編號】E01C9/00GK203878434SQ201420040426
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年1月22日 優先權日:2014年1月22日
【發明者】王朝輝, 封棟杰, 李彥偉, 劉志勝, 趙永禎, 石鑫 申請人:長安大學