一种温差发电沥青路面结构及其铺筑工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种温差发电沥青路面结构及其铺筑工艺，包括以下步骤：在所述路基上铺设所述刚性基层；在所述刚性基层上设置所述黏结层；在所述黏结层上铺设所述绝热层；在所述绝热层上设置所述环氧沥青黏结层；在所述环氧沥青黏结层上设置所述导热板；在所述导热板上铺设所述沥青混合料面层；在所述导热板上设置所述能量转换模块；在所述能量转换模块上设置所述降温模块；在所述降温模块上设置所述保护装置。本发明专利技术实现了路面路用性能与发电功能的融合，同时延长了路面使用寿命，有效降低了路面温度，缓解了城市热岛效应，减缓了路面高温病害。本发明专利技术利用了沥青路面不易释放的大量热量，将热能转换为电能，其结构简单，铺筑工艺简便。

A kind of asphalt pavement structure and its paving technology for thermal power generation

【技术实现步骤摘要】
一种温差发电沥青路面结构及其铺筑工艺
本专利技术属于道路工程路面铺装
，具体涉及一种温差发电沥青路面结构及其铺筑工艺。
技术介绍
能源是驱动人类经济并使生活质量提高的关键因素，以煤、石油、天然气等为主的化石燃料占据了世界能源消费的85％，由此使当今化石能源短缺和环境污染问题凸显，开发可再生的绿色能源以及能源的多元化和高效多级利用是系统解决能源与环境问题的重要技术途径，也是当今社会可持续发展所面临的重大挑战之一。其中能量收集技术可以捕获未使用和浪费的能量，并将这部分能量转换成可再生清洁能源，热能、风能、太阳能、风能、动能都可通过不同的技术手段进行收集利用。沥青路面由于具有表面平整、行车舒适、耐磨性好、振动小、噪声低等优点，被广泛应用于高速公路、城市道路、桥面铺装、机场道面等。但是，沥青路面为黑色路面，类似于黑体，对太阳辐射的吸收系数高达0.8～0.95，是强吸/放热体，可吸收、排除大量热量，尤其在夏季高温时节，白天沥青路面表面温度可达60℃，甚至更高，积聚的大量热量不易释放，路面在行车荷载等外力作用下容易发生车辙、推移、拥包、泛油等病害；路面高温持续时间长，加速了沥青材料的热老化；夜晚路面内部蓄积的大量热量缓慢释放到大气中，对城市热温体系造成很大的影响，加剧城市热岛效应。
技术实现思路
针对现有技术中的技术问题，本专利技术提供了一种温差发电沥青路面结构及其铺筑工艺，能够延长路面的使用寿命，有效降低路面温度，缓解了城市热岛效应，减缓了路面高温病害，具有显著的经济效益和社会效益。为解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案予以解决：一种温差发电沥青路面结构，包括路基，所述路基上铺设有刚性基层，所述刚性基层上铺设有绝热层，所述刚性基层与所述绝热层之间设置有用于黏结二者的黏结层，所述绝热层上铺设有沥青混合料面层，所述沥青混合料面层的厚度为20～40mm，所述绝热层与所述沥青混合料面层之间设置有导热板，所述绝热层与所述导热板之间设置有用于黏结二者的环氧沥青黏结层；所述导热板的一端从所述沥青混合料面层的一侧伸出，且所述导热板的伸出部分上设置有用于将温差能转化为电能的能量转换模块，所述能量转换模块上设置有降温模块，所述降温模块为空腔结构，空腔内用于通入冷却液，所述降温模块上套设有保护装置。一种温差发电沥青路面结构的铺筑工艺，包括以下步骤：步骤一：在所述路基上铺设所述刚性基层；步骤二：在所述刚性基层上设置所述黏结层；步骤三：在所述黏结层上铺设所述绝热层；步骤四：在所述绝热层上设置所述环氧沥青黏结层；步骤五：在所述环氧沥青黏结层上设置所述导热板；步骤六：在所述导热板上铺设所述沥青混合料面层；步骤七：在所述导热板上设置所述能量转换模块；步骤八：在所述能量转换模块上设置所述降温模块；步骤九：在所述降温模块上设置所述保护装置。进一步地，执行所述步骤一之前，在所述路基上进行测量放样，在路基上放出路面结构中线和第一边线，并在所述第一边线外放出与第一边线平行的第二边线，所述第二边线与所述第一边线之间的距离比所述导热板的伸出部分长度大1～5mm。进一步地，所述步骤一具体为：将贫混凝土或水泥混凝土摊铺在所述路基上，并进行碾压，形成所述刚性基层，并对所述刚性基层表面进行刻槽和拉毛处理。进一步地，所述步骤二具体为：将环氧树脂材料或环氧沥青材料均匀涂覆在所述刚性基层上形成所述黏结层，所述黏结层的厚度为2～3mm。进一步地，所述步骤三中，所述绝热层为建筑用聚氨酯绝热夹芯板，将若干所述建筑用聚氨酯绝热夹芯板沿路面方向间隔设置，且相邻两所述建筑用聚氨酯绝热夹芯板之间的间距为2～3mm，所述建筑用聚氨酯绝热夹芯板边缘与所述第一边线平齐，并用钢轮压路机静压2～3遍。进一步地，所述步骤四具体为：将环氧沥青材料均匀涂覆所述绝热层上形成所述环氧沥青黏结层，所述环氧沥青黏结层的厚度为2～3mm。进一步地，所述步骤五中，所述导热板为金属板，将若干所述导热板沿路面方向间隔设置，且相邻两所述导热板之间的间距为80～100mm，每个所述导热板与所述第二边线平齐，所述导热板黏结好后先人工静压5～10分钟，然后用0.6～0.7MPa的压力静压2～3小时。进一步地，所述步骤六中，铺设所述沥青混合料面层3时，控制沥青混合料距所述第一边线20～30mm，然后采用钢筒式压路机碾压2遍，接着采用胶轮压路机碾压3遍，最后采用振动压路机静压3遍。进一步地，所述步骤八中，在所述降温模块的侧表面贴一层2～3mm隔温保温板，并填补所述降温模块与所述沥青混合料面层之间的缝隙，然后采用钢轮压路机静压3～5遍；所述步骤九中，所述保护装置为槽钢，将所述槽钢套设在所述降温模块上，并用铆钉锚固所述槽形钢底部。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术一种温差发电沥青路面结构，在路基与绝热层之间设置有刚性基层，通过设置刚性基层能够有效的提高绝热层的黏结效果，提高本专利技术结构的耐久性，设置绝热层，绝热层能够防止路面吸收的热量继续向地面下方传导，确保能够在导热板处聚集高热量，在绝热层上铺设有沥青混合料面层，沥青混合料面层能够高效的吸收热量，且将其厚度控制在20～40mm，确保其吸收的热量能够有效的传导到导热板处，同时也能够满足道路路面的行驶要求，绝热层与沥青混合料面层之间设置有导热板，导热板将热量导出至能量转换模块处，能量转换模块上设置的降温模块，降温模块为空腔结构，空腔内通入冷却液后对能量转换模块处进行降温形成温度差，产生温度差能。可见，本专利技术将温差发电技术与道路工程相结合，依靠路表与路域环境持续的温度差将热能转换为电能，突破了传统路面材料的功能，实现了路面路用性能与发电功能的融合，同时延长了路面使用寿命，有效降低了路面温度，缓解了城市热岛效应，减缓了路面高温病害，具有显著的经济效益和社会效益。本专利技术利用了沥青路面不易释放的大量热量，将热能转换为电能，其结构简单，铺筑工艺简便，能量转换效率高，可操作性强，可广泛应用于热带和亚热带地区的高速公路、城市道路、桥面铺装结构、偏远山区道路等路面结构中。本专利技术一种温差发电沥青路面结构的铺筑工艺，步骤一对刚性基层进行碾压处理使基层光滑、平整，易于黏结层的粘接，对碾压后的刚性基层进行刻槽和拉毛处理，使平整的基层表层具有一定的粗糙度，保证了基层与黏结层之间具有一定的摩擦阻力，从而保证了基层与黏结层之间粘接的可靠性，为温差发电沥青路面结构提供了稳定的基础；步骤二采用环氧树脂材料或环氧沥青材料充分考虑了材料性能和造价，均具有很大的优势，控制黏结层的厚度就是控制环氧树脂材料或环氧沥青材料的固化时间，减小了材料的流动度，保证了工期按时完成；步骤三在相邻两建筑用聚氨酯绝热夹芯板之间设置一定的间距，能够防止聚氨酯绝热夹芯板在钢轮压路机静压时出现挤压变形而导致整体结构发生较大的位移，使用钢轮压路机静压能够保证粘接的建筑用聚氨酯绝热夹芯板的整体稳定性；步骤四在绝热层上涂覆环氧沥青能够保证导热模块的导热性能，控制环氧沥青黏结层厚度能够控制环氧沥青的固化时间，减小环氧沥青的流动性；步骤五设置相邻两导热板之间的间距既保证了导热板高效的传热效率又保证了温差发电沥青路面结构在反复的荷载作用下结构的耐久性能，先人工静压是为了使绝热层与导热板初步粘接不发生相对位移，接着采用0.6～0.7MP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温差发电沥青路面结构，其特征在于：包括路基(1)，所述路基(1)上铺设有刚性基层(2)，所述刚性基层(2)上铺设有绝热层(5)，所述刚性基层(2)与所述绝热层(5)之间设置有用于黏结二者的黏结层(4)，所述绝热层(5)上铺设有沥青混合料面层(3)，所述沥青混合料面层(3)的厚度为20～40mm，所述绝热层(5)与所述沥青混合料面层(3)之间设置有导热板(7)，所述绝热层(5)与所述导热板(7)之间设置有用于黏结二者的环氧沥青黏结层(6)；所述导热板(7)的一端从所述沥青混合料面层(3)的一侧伸出，且所述导热板(7)的伸出部分上设置有用于将温差能转化为电能的能量转换模块(8)，所述能量转换模块(8)上设置有降温模块(9)，所述降温模块(9)为空腔结构，空腔内用于通入冷却液，所述降温模块(9)上套设有保护装置(10)。

【技术特征摘要】
1.一种温差发电沥青路面结构，其特征在于：包括路基(1)，所述路基(1)上铺设有刚性基层(2)，所述刚性基层(2)上铺设有绝热层(5)，所述刚性基层(2)与所述绝热层(5)之间设置有用于黏结二者的黏结层(4)，所述绝热层(5)上铺设有沥青混合料面层(3)，所述沥青混合料面层(3)的厚度为20～40mm，所述绝热层(5)与所述沥青混合料面层(3)之间设置有导热板(7)，所述绝热层(5)与所述导热板(7)之间设置有用于黏结二者的环氧沥青黏结层(6)；所述导热板(7)的一端从所述沥青混合料面层(3)的一侧伸出，且所述导热板(7)的伸出部分上设置有用于将温差能转化为电能的能量转换模块(8)，所述能量转换模块(8)上设置有降温模块(9)，所述降温模块(9)为空腔结构，空腔内用于通入冷却液，所述降温模块(9)上套设有保护装置(10)。2.根据权利要求1所述的一种温差发电沥青路面结构的铺筑工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在所述路基(1)上铺设所述刚性基层(2)；步骤二：在所述刚性基层(2)上设置所述黏结层(4)；步骤三：在所述黏结层(4)上铺设所述绝热层(5)；步骤四：在所述绝热层(5)上设置所述环氧沥青黏结层(6)；步骤五：在所述环氧沥青黏结层(6)上设置所述导热板(7)；步骤六：在所述导热板(7)上铺设所述沥青混合料面层(3)；步骤七：在所述导热板(7)上设置所述能量转换模块(8)；步骤八：在所述能量转换模块(8)上设置所述降温模块(9)；步骤九：在所述降温模块(9)上设置所述保护装置(10)。3.根据权利要求2所述的一种温差发电沥青路面结构的铺筑工艺，其特征在于：执行所述步骤一之前，在所述路基(1)上进行测量放样，在路基(1)上放出路面结构中线和第一边线，并在所述第一边线外放出与第一边线平行的第二边线，所述第二边线与所述第一边线之间的距离比所述导热板(7)的伸出部分长度大1～5mm。4.根据权利要求2所述的一种温差发电沥青路面结构的铺筑工艺，其特征在于：所述步骤一具体为：将贫混凝土或水泥混凝土摊铺在所述路基(1)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋玮，袁东东，沙爱民，肖晶晶，童峥，贾猛，单金焕，周博，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61