[發明專利]熱電瀝青混凝土及基于該熱電瀝青混凝土的發電路面

有效

• 申請號: 201410030017.1
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103819136A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 王朝輝;李蕊;封棟杰;李彥偉;趙永禎;劉志勝;石鑫
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;C04B22/14;E01C9/00;H02N11/00;C04B111/94
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于道路領域，具體涉及一種熱電瀝青混凝土及基于該熱電瀝青混凝土的發電路面。

背景技術

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瀝青混凝土，而瀝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0.8-0.95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℃-30℃，夏季炎熱地區瀝青路面溫度甚至能達到70℃。同時，瀝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，高溫對瀝青路面的機械性能極為不利，在車輛等外力作用下，高溫的瀝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路色的道路，可產生巨大的經濟和社會效益。

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，可利用瀝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，但是目前并沒有見到關于道路熱電方面的研究。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種熱電瀝青混凝土及基于該熱電瀝青混凝土的發電路面，該混凝土熱電轉換率高，該發電路面結構可以有效的解決熱電路面內部能量收集的問題，同時實現通過道路溫差進行發電。

為達到上述目的，本發明所述的熱電瀝青混凝土以按質量百分比為83～90％集料、4～6％的礦粉、2～4％熱電材料、1～2％的導電材料及3～5％的瀝青為原材料制備而成；

當所述熱電瀝青混凝土為P型熱電瀝青混凝土時，熱電材料為黃鐵礦；

當所述熱電瀝青混凝土為N型熱電瀝青混凝土時，熱電材料為方鉛礦。

所述集料的粒徑為0.075～19mm；

所述黃鐵礦及方鉛礦的細度均為200～325目；

所述礦粉的粒徑小于0.075mm。

所述集料為花崗巖、玄武巖、輝綠巖或石灰巖中的一種或幾種按任意比例的混合物。

所述礦粉為花崗巖粉、玄武巖粉、輝綠巖粉或石灰巖粉中的一種或幾種按任意比例的混合物。

所述瀝青為采用SBS改性瀝青、道路石油瀝青、PE改性瀝青、SBR改性瀝青或膠粉改性瀝青中的一種。

相應的，本發明還提供了一種基于熱電瀝青混凝土的發電路面，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，導電金屬絲一端分別插入于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。

所述P型熱電瀝青混凝土的形狀為條狀；

所述N型熱電瀝青混凝土的形狀為條狀。

所述N型熱電瀝青混凝土與P型熱電瀝青混凝土的數目相同，且N型熱電瀝青混凝土與P型熱電瀝青混凝土相間分布。

所述表面熱供應源瀝青混凝土層的厚度與發電瀝青混凝土層的厚度之比為1∶2。

所述表面熱供應源瀝青混凝土層采用導電瀝青混凝土制作而成。

本發明具有以下有益效果：