[发明专利]热电沥青混凝土及基于该热电沥青混凝土的发电路面

说明书

技术领域

本发明属于道路领域，具体涉及一种热电沥青混凝土及基于该热电沥青混凝土的发电路面。

背景技术

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沥青混凝土，而沥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0.8-0.95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℃-30℃，夏季炎热地区沥青路面温度甚至能达到70℃。同时，沥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，高温对沥青路面的机械性能极为不利，在车辆等外力作用下，高温的沥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路色的道路，可产生巨大的经济和社会效益。

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，可利用沥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，但是目前并没有见到关于道路热电方面的研究。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种热电沥青混凝土及基于该热电沥青混凝土的发电路面，该混凝土热电转换率高，该发电路面结构可以有效的解决热电路面内部能量收集的问题，同时实现通过道路温差进行发电。

为达到上述目的，本发明所述的热电沥青混凝土以按质量百分比为83～90％集料、4～6％的矿粉、2～4％热电材料、1～2％的导电材料及3～5％的沥青为原材料制备而成；

当所述热电沥青混凝土为P型热电沥青混凝土时，热电材料为黄铁矿；

当所述热电沥青混凝土为N型热电沥青混凝土时，热电材料为方铅矿。

所述集料的粒径为0.075～19mm；

所述黄铁矿及方铅矿的细度均为200～325目；

所述矿粉的粒径小于0.075mm。

所述集料为花岗岩、玄武岩、辉绿岩或石灰岩中的一种或几种按任意比例的混合物。

所述矿粉为花岗岩粉、玄武岩粉、辉绿岩粉或石灰岩粉中的一种或几种按任意比例的混合物。

所述沥青为采用SBS改性沥青、道路石油沥青、PE改性沥青、SBR改性沥青或胶粉改性沥青中的一种。

相应的，本发明还提供了一种基于热电沥青混凝土的发电路面，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，导电金属丝一端分别插入于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。

所述P型热电沥青混凝土的形状为条状；

所述N型热电沥青混凝土的形状为条状。

所述N型热电沥青混凝土与P型热电沥青混凝土的数目相同，且N型热电沥青混凝土与P型热电沥青混凝土相间分布。

所述表面热供应源沥青混凝土层的厚度与发电沥青混凝土层的厚度之比为1∶2。

所述表面热供应源沥青混凝土层采用导电沥青混凝土制作而成。

本发明具有以下有益效果：