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一种可供车辆行驶中充电的 沥青路面

阅读：552发布：2021-04-14

专利汇可以提供一种可供车辆行驶中充电的沥青路面专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种可供电动车辆行驶中充电的沥青路面，自上而下依次为沥青混凝土封层、格栅、聚合物水泥混凝土结构层、基层；其中聚合物水泥混凝土结构层含有发射电路，外接交变电源产生交变电磁场与搭载在行驶车辆底盘中的次级线圈相互感应，构成电磁感应充电系统。解决了电动汽车续航能力不足的问题，在不影响汽车行驶的前提下，延长了电动汽车的行驶距离；同时还解决了传统手动直冲式停车充电可能产生的漏电的安全隐患。沥青混凝土封层采用含铁率较小的集料，在保证路用性能和结构强度的基础上，控制发射电路初级线圈上的路面结构厚度。，下面是一种可供车辆行驶中充电的沥青路面专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可供电动车辆行驶中充电的沥青路面，其特征在于自上而下依次为沥青混凝土封层、格栅、聚合物水泥混凝土结构层、基层；
其中聚合物水泥混凝土结构层含有发射电路，外接交变电源产生交变电磁场与搭载在行驶车辆底盘中的次级线圈相互感应，构成电磁感应充电系统。
2.如权利要求1所述可供电动车辆行驶中充电的沥青路面，其特征在于所述发射电路由振荡信号发生器和谐振功率放大器构成，间隔铺设在聚合物水泥混凝土结构层内部。
3.如权利要求1所述可供电动车辆行驶中充电的沥青路面，其特征在于所述次级线圈接收电压大于316.8V。
4.如权利要求1所述可供电动车辆行驶中充电的沥青路面，其特征在于所述沥青路面上设置有指示行车方向的标线。
5.如权利要求1所述可供电动车辆行驶中充电的沥青路面，其特征在于所述沥青混凝土封层的厚度为10～50mm，聚合物水泥混凝土结构层的厚度为80～250mm，基层厚度为40～
250mm。
6.如权利要求1所述可供电动车辆行驶中充电的沥青路面，其特征在于所述聚合物水泥混凝土结构层的配合比按重量份数比是：石料：砂：水泥：水＝200～350：100～200：50～
150：20～40；聚合物掺量为2.5～10wt％；水胶比为0.25～0.40，砂率为0.10～0.40；抗压强度＞50MPa；抗折强度＞6.5MPa。
7.如权利要求1所述可供电动车辆行驶中充电的沥青路面，其特征在于所述聚合物水泥混凝土结构层中聚合物选用聚羟基丁苯乳胶、聚丙烯醋酯乳液或聚醋酸乙烯乳液。
8.如权利要求1所述可供电动车辆行驶中充电的沥青路面，其特征在于所述沥青混凝土封层由粒径为0.6～13.2mm的集料、改性沥青、粒径小于0.6mm的填料、纤维、外加剂组成，油石比为5～10％。
9.如权利要求1所述可供电动车辆行驶中充电的沥青路面，其特征在于所述格栅可为玻璃纤维格栅、土工布格栅或聚合物格栅。

说明书全文

一种可供车辆行驶中充电的沥青路面

技术领域

[0001] 本发明涉及新型电动汽车充电领域，特别是一种可供车辆行驶中充电的沥青路面。

背景技术

[0002] 世界化石能源的急剧消耗及其使用过程中造成的严重污染，使得改变能源结构已成为当今社会可持续发展的必然趋势。汽车使用的能源也面临着由传统能源向清洁能源转变的严峻挑战，采用绿色无污染电能的电动汽车成为汽车工业的发展方向。然而，电动汽车车载电池的容量有限、必须停车充电，严重制约了电动汽车的发展，因此，亟待开发便捷的电动汽车充电新技术。在行驶过程中对电动汽车进行充电，是解决电动汽车车载容量有限、被迫停车充电，提高电动汽车的续航能力的有效方法。

发明内容

[0003] 本发明目的在于提供一种可供电动车辆行驶中充电的沥青路面。

[0004] 为达到上述目的，采用技术方案如下：

[0005] 一种可供电动车辆行驶中充电的沥青路面，自上而下依次为沥青混凝土封层、格栅、聚合物水泥混凝土结构层、基层；

[0006] 其中聚合物水泥混凝土结构层含有发射电路，外接交变电源产生交变电磁场与搭载在行驶车辆底盘中的次级线圈相互感应，构成电磁感应充电系统。

[0007] 按上述方案，所述发射电路由振荡信号发生器和谐振功率放大器构成，间隔铺设在聚合物水泥混凝土结构层内部。

[0008] 按上述方案，所述次级线圈接收电压大于316.8V。

[0009] 按上述方案，所述沥青路面上设置有指示行车方向的标线。

[0010] 按上述方案，所述沥青混凝土封层的厚度为10～50mm，聚合物水泥混凝土结构层的厚度为80～250mm，基层厚度为40～250mm。

[0011] 按上述方案，所述聚合物水泥混凝土结构层的配合比按重量份数比是：石料：砂：水泥：水＝200～350：100～200：50～150：20～40；聚合物掺量为2.5～10wt％；水胶比为
0.25～0.40，砂率为0.10～0.40；抗压强度＞50MPa；抗折强度＞6.5MPa。

[0012] 按上述方案，所述聚合物水泥混凝土结构层中聚合物选用聚羟基丁苯乳胶、聚丙烯醋酯乳液或聚醋酸乙烯乳液。

[0013] 按上述方案，所述沥青混凝土封层由粒径为0.6～13.2mm的集料、改性沥青、粒径小于0.6mm的填料、纤维、外加剂组成，油石比为5～10％。

[0014] 按上述方案，所述格栅可为玻璃纤维格栅、土工布格栅或聚合物格栅。

[0015] 本发明提供了电动车辆行驶中充电的沥青路面。结构自上而下为沥青混凝土封层、格栅、内有电磁感应充电装置的聚合物水泥混凝土结构层、基层。利用聚合物水泥混凝土结构层，封装和保护电磁感应充电系统中的发射电路(初级线圈)；通过外接交变电源作用下发射电路产生的交变电磁场，与搭载在行驶车辆底盘中的次级线圈相互感应，构成电磁感应充电系统。

[0016] 本发明测量分析了电磁感应充电系统中发射电路电源输入功率、次级线圈输出功率，并结合实验分析了电磁感应装置间介质对其电能转化效率的影响，计算了电能转化效率。结果表明：电磁感应充电系统的电能转化效率随着路面发射电路初级线圈与车载次级线圈间的距离的增大而减小；随沥青路面发射电路初级线圈与车载次级线圈间含铁介质含量的增加而减小。

[0017] 本发明的有益效果在于：

[0018] 解决了电动汽车续航能力不足的问题，在不影响汽车行驶的前提下，延长了电动汽车的行驶距离；同时还解决了传统手动直冲式停车充电可能产生的漏电的安全隐患。

[0019] 沥青混凝土封层采用含铁率较小的集料，在保证路用性能和结构强度的基础上，控制发射电路初级线圈上的路面结构厚度。

[0020] 格栅加铺在聚合物混凝土结构层和沥青混凝土封层之间，有利于减少聚合物水泥混凝土层裂缝对沥青混凝土封层的反射作用，同时可进一步加强路面对车辆荷载作用和发射电路高温作用下的抗变形能力，减少路面裂缝和车辙病害的发生。

[0021] 聚合物混凝土具有强度高、高电阻、耐高温、易散热、耐久性好等优点，不仅能在发射电路产生的高温中保持良好的力学性能，对发射电路装置提供保护，并且具有优良的绝缘性能，有利于保障行驶车辆的安全。附图说明

[0022] 图1：本发明可供车辆行驶中充电的沥青路面剖面示意图；

[0023] 图2：本发明可供车辆行驶中充电的沥青路面结构俯视图；

[0024] 1-沥青混凝土封层；2-格栅；3-聚合物水泥混凝土结构层；4-发射电路；5-基层；6-交变电源；7-标线。

具体实施方式

[0025] 以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

[0026] 本发明可供车辆行驶中充电的沥青路面，其结构如图1、图2所示。包括沥青混凝土封层1、格栅2、内有电磁感应充电装置的聚合物水泥混凝土结构层2、基层4。利用聚合物水泥混凝土结构层3封装和保护电磁感应充电装置中的发射电路4(初级线圈)，外接交变电源6产生交变电磁场与搭载在行驶车辆底盘中的次级线圈相互感应，构成电磁感应充电系统，次级线圈接收电压大于316.8V。

[0027] 封装在聚合物水泥混凝土结构层3内的电磁感应充电装置由若干个发射电路4组成，它们间隔铺设在聚合物水泥混凝土结构层3内部，与交变电源6端连通，每个发射电路4由振荡信号发生器和谐振功率放大器两部分构成。发射电路组数、振荡信号发生器和谐振功率放大器根据需要设计。沥青路面上设置有指示行车方向的标线7。

[0028] 沥青混凝土封层的厚度为10～50mm，聚合物水泥混凝土结构层的厚度为80～250mm，基层厚度为40～250mm。

[0029] 沥青混凝土封层由粒径为0.6～13.2mm的集料、改性沥青、粒径小于0.6mm的填料、纤维、外加剂组成，油石比为5～10％。沥青混凝土封层集料采用玄武岩、辉绿岩、安山岩、石灰岩、石英岩、花岗岩等天然含铁金属元素较低的石料，沥青为改性沥青、改性乳化沥青，填料为水泥、消石灰或矿粉，外加剂包括破乳剂、分散剂、固化剂、稳定剂及增稠剂；沥青混凝土封层采用含铁率较小的集料，在保证路用性能和结构强度的基础上，控制发射电路初级线圈上的路面结构厚度。

[0030] 聚合物水泥混凝土结构层的配合比按重量份数比是：石料：砂：水泥：水＝200～350：100～200：50～150：20～40；聚合物掺量为2.5～10wt％；水胶比为0.25～0.40，砂率为
0.10～0.40；抗压强度＞50MPa；抗折强度＞6.5MPa。水泥采用标号不小于425#的水泥，聚合物可采用聚羟基丁苯乳胶、聚丙烯醋酯乳液、聚醋酸乙烯乳液等。聚合物混凝土具有强度高、高电阻、耐高温、易散热、耐久性好等优点，不仅能在发射电路产生的高温中保持良好的力学性能，对发射电路装置提供保护，并且具有优良的绝缘性能，有利于保障行驶车辆的安全。

[0031] 格栅可为玻璃纤维格栅、土工布格栅或聚合物格栅。格栅加铺在聚合物混凝土和沥青混凝土封层之间，有利于减少聚合物水泥混凝土层裂缝对沥青混凝土封层的反射作用，同时可进一步加强路面对车辆荷载作用和发射电路高温作用下的抗变形能力，减少路面裂缝和车辙病害的发生。

[0032] (1)沥青混合料封层

[0033] 实例1中天然玄武岩集料沥青混凝土的重量比为：10-16mm玄武岩38％，5-10mm玄武岩36％，3-5mm玄武岩8％，小于3mm玄武岩8％，石灰石矿粉10％，改性沥青油石比6.4％，聚酯纤维用量为0.3％。

[0034] 实例2中钢渣集料沥青混凝土的重量比为：10-16mm钢渣粗集料38％，5-10mm钢渣粗集料36％，其余与天然玄武岩集料沥青混凝土用材料相同。两种设计级配相同，但部分集料不同的沥青混凝土的电磁感应电能传递效率及路用性能指标如表1所示。

[0035] 由表1可知，虽然钢渣沥青混凝土马歇尔稳定度、水稳定性能和抗车辙动稳定度等路用性能指标都有一定程度的提高，但由于钢渣集料含铁高达18.2％，其沥青混凝土的电能传导效率降低了9.2％。

[0036] 表1不同铁含量集料沥青混凝土的相关性能指标

[0037]性能参数实例1 实例2
集料铁含量(％) 6.7 18.2
电能转化效率(％) 68.4 62.1
马歇尔强度(kN) 10.2 11.6
浸水马歇尔残留稳定度(％) 88.6％ 92.4％
冻融劈裂残留强度比(％) 85.3％ 87.9％
动稳定度(次/mm) 3200 3930

[0038] (2)格栅

[0039] 实例3为上述天然玄武岩集料沥青混凝土，实例4为上述天然玄武岩集料沥青混凝土试件下加铺网格尺寸为25×25mm的玻璃纤维格栅。

[0040] 两种沥青混凝土试件的抗车辙性能指标如表2所示。由表2可知，增加了格栅以后，格栅孔对骨料具有一定的约束作用，使得沥青混凝土的抗车辙性能可以提高30.4％。由于发射电路产生的热量，沥青混凝土封层下面温度较高，在沥青混凝土封层下面加铺格栅，可显著增强路面在车辆荷载作用下的抗高温变形能力，减少路面车辙病害的发生，同时格栅加铺在聚合物混凝土和沥青混凝土之间，也有利于减少下层裂缝引发的反射裂缝。

[0041] 表2加铺格栅的沥青混凝土的抗变形性能

[0042]

[0043]

[0044] (3)聚合物水泥混凝土

[0045] 实例5中普通水泥混凝土的重量比为：525号硅酸盐水泥、砂、石与水＝100:150:300:30；实例6中的聚合物混凝土是在实例5中掺了3.4％的聚羟基丁苯乳液；实例7中的聚合物混凝土是在实例5中掺了3.4％的聚丙烯醋酯乳液。

[0046] 三种水泥混凝土的力学、热学及绝缘性能指标如表3所示。由表3可知，聚合物混凝土的强度较普通水泥混凝土的强度高，特别是显著提高了水泥混凝土的弯曲强度。合理组成设计的聚合物混凝土具有强度高、高电阻、耐高温、易散热、耐久性好等优点，不仅能在发射电路产生的高温中保持良好的力学性能，对发射电路装置提供保护，并且具有优良的绝缘性能，有利于保障行驶车辆的安全。

[0047] 表3不同水泥混凝土的力学、热学及绝缘性能

[0048]性能参数实例5 实例6 实例7
抗压强度(MPa) 46.5 53.7 51.6
抗拉强度(MPa) 3.2 6.5 5.5
弯曲强度(MPa) 5.4 13.2 12.8
电阻率(kΩ·cm) 29 38 35
导热系数(W/mK) 1.53 1.52 1.58
使用温度(℃) 200 200 200

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