面向智慧道路建造的新型路面材料设计与展望

随着传统工程材料与现代新型材料研究的深入,以及人们对道路基础设施需求的不断提升,道路的内在属性和功能定位发生了显著的变化,从早期满足通行基本需求的结构物,演化到具有经济属性和环境属性的固定资产.进入21世纪以来,智慧出行和安全出行的需求,对道路基础设施提出了新的需求.道路作为交通工具的重要载体,需要进一步提升其自身的智慧化水平.材料科学和交叉学科的飞速发展,为设计和建造各类新型路面提供了可能与技术支撑,也推动了路面材料研究领域的不断拓宽.为此,本文介绍了具有自俘能、自发光、自调温和自愈合功能新型路面材料的技术原理、设计、发展与挑战,为新型路面材料的设计和研究提供参考和借鉴.新型路面材料设计的意义不仅仅在于拓展路面的功能,而且在于引发路面材料和结构技术设计理念的更新,进一步丰富和拓展现代道路工程以及相关学科知识体系,推动现代路面工程技术进步和相关产业的发展.     

夹层式压电换能器开路电压影响因素

为探明压电换能器开路电压随各影响因素的变化规律,从而为提高压电路面能量收集效果提供理论依据,采用压电陶瓷晶片PZT-5H及聚氨酯基板制备了夹层式压电换能器。通过室内振动加载试验,研究压电换能器开路电压在不同荷载水平、荷载频率、压电陶瓷晶片并联数量下的变化规律。在此基础上,制备了小尺寸压电路面结构模型,并通过移动加载试验分析面层类型和面层温度对埋置在结构内部的压电换能器开路电压的影响。结果表明:开路电压与荷载水平和荷载频率正相关,但开路电压增长速度随荷载水平和荷载频率的提高逐渐变缓,荷载水平直接影响压电陶瓷晶片应力大小,当施加荷载为5kN,加载频率为4Hz时,压电换能器开路电压稳定在9.44V;开路电压随压电换能器中压电陶瓷晶片并联个数增加而减小,压电陶瓷晶片个数增加,单个压电陶瓷晶片承受荷载变小,当并联个数由1个增加到3个时,开路电压下降了26.6%;不同类型的沥青混合料力学性能不同,AC-13面层下开路电压较AC-10和OGFC-13大,AC-13面层与压电换能器匹配效果较好;温度不仅影响沥青混合料的结构性能还影响压电陶瓷晶片工作性能,温度升高,沥青混合料结构性能变差,压电陶瓷晶片工作性能降低,开路电压降低。