[發明專利]一種具有能量回收功能的剛性路面結構

在審

• 申請號: 202111229694.2
• 申請日: 2021-10-22
• 公開（公告）號: CN113863080A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 魯飛;龔新杰;郭鍵;張軍;王愛峰;隋昌龍;馮曉慶;彭玉婷;趙二林
• 申請（專利權）人: 周口市公路勘察設計院
• 主分類號: E01C5/22
• 分類號: E01C5/22;H01L41/113
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請涉及一種路面結構的技術領域，尤其是涉及一種具有能量回收功能的剛性路面結構，其包括路基層和路面層，所述路面層與路基層之間設置有平動彈性層，所述路面層通過平動彈性層支撐在路基層上，所述路面層沿著道路的軸線方向間隔設置多塊，相鄰的兩塊路面層之間的位置設置有壓電換能器。本申請具有路面沿道路軸線變形的能量進行收集的效果。

技術領域

本申請涉及一種路面結構的技術領域，尤其是涉及一種具有能量回收功能的剛性路面結構。

背景技術

道路的路面上用于行走車輛，路面在車輛行走的作用下會產生應力、應變、位移和振動，路面的變化具有能量的轉化，因此可對路面的能量進行回收。常用的收集道路能量的方法是基于壓電效應的，利用壓電材料的壓電效應將由于沖擊和振動產生的機械能通過壓電振子向電能轉化，使輸出的能量進行儲存或直接利用。

公告號為CN106868971B的專利文件中公開了一種可收集壓電能量的瀝青混凝土路面層，包括瀝青混凝土和設置于瀝青混凝土內部的多層堆疊式壓電換能器，堆疊式壓電換能器由壓電陶瓷片堆疊而成；壓電陶瓷片的外部包裹有封裝層。在碾壓成型后的瀝青混凝土上開鑿用于埋置堆疊式壓電換能器。堆疊式壓電換能器設計在道路行車道輪跡分布帶下，沿道路軸線縱向延伸，當車輛行走時經過碾壓的堆疊式壓電換能器能夠產生電能，用于道路警示標志或照明電路中。

但是上述結構中發明人認為，車輛在路面上剎車時產生的路面變形的能量無法收集。

發明內容

為了使路面沿道路軸線變形的能量進行收集，本申請提供一種具有能量回收功能的剛性路面結構。

本申請提供一種具有能量回收功能的剛性路面結構，采用如下的技術方案：

一種具有能量回收功能的剛性路面結構，包括路基層和路面層，所述路面層與路基層之間設置有平動彈性層，所述路面層通過平動彈性層支撐在路基層上，所述路面層沿著道路的軸線方向間隔設置多塊，相鄰的兩塊路面層之間的位置設置有壓電換能器。

通過采用上述技術方案，使用時，路基層與路面層之間設置平動彈性層，使路面層在平動彈性層的作用下能夠相對于路基層可水平移動，當在路面層的上表面有車輛行駛，對于車輛發生剎車或快速啟動時，車輛對路面層產生沿著道路軸線發生位移，進而路面層之間相對擠壓，進而能夠使處于兩塊路面層之間的壓電換能器進行能量的轉化，使車輛剎車所產生的能夠一部分通過壓電換能器進行收集，同時也能夠使路面層所受到的力減小，提高路面層的使用壽命。

優選的，所述平動彈性層包括彈性圈和填充顆粒，所述彈性圈為環筒形，所述彈性圈的軸線垂直于路基層設置，所述填充顆粒填充于彈性圈的內側和外側。

通過采用上述技術方案，彈性圈內側設置填充顆粒，使彈性圈能夠對填充顆粒的位置進行限制，進而填充顆粒與彈性圈配合能夠產生水平的位移后，在彈性圈的作用下填充顆粒能夠回位，同時填充顆粒在彈性圈內能夠對路面層進行支撐。

優選的，所述路基層的上表面設置有條形磁鐵，所述條形磁鐵的長度方向平行于道路的軸線方向，所述路面層的下表面設置有多個平行的導體，所述導體的長度方向垂直于道路的軸線方向。

通過采用上述技術方案，路基層上表面設置條形磁鐵，導體隨著路面層發生平動時，位于條形磁鐵兩端的導體能夠產生電能，而路面層在隨著車輛的振動而豎向振動時，處于條形磁鐵中部的導體豎向振動，能夠通過產生電能來吸收路面層的振動能量。

優選的，所述路基層的上表面設置有支撐框，每個所述支撐框對應一塊路面層，所述路面層的邊緣下表面用于支撐于支撐框的頂面。

通過采用上述技術方案，支撐框對應一塊路面層設置，路面層的邊緣對應支撐框，進而能夠使支撐框對路面層進行支撐，減少路面層處于相鄰的連接處受力較差發生開裂。

優選的，所述路面層的邊緣處設置有用于支撐于支撐框上的臺階，所述臺階的立面與支撐框之間留有間隙。