路面压电发电技术是一种先进的能量转换技术,通过把压电能量收集装置埋设在路面结构中,将由交通荷载产生的部分机械能转换为电能。压电发电技术是一种将压电元件依附于某种结构来实现能量收集转换的技术。本文针对路面结构特点和交通荷载特点,设计了用于收集路面振动能量的压电能量收集装置,主要研究内容有:（1）薄片式压电元件良好的力电转换特性,但由于结构承载力不足,不能直接应用于路面结构中。根据压电换能器结构不同的能量转换方式,采用薄片式压电元件设计和制备了冲击型和弯曲型两种换能器。分析了两种结构的工作原理,并通过建立对比试验,测试了两种换能器的发电性能,分析加载条件的变化对换能器电能输出的影响规律。测试结果表明弯曲型换能器在有限位移下,低频率加载时的发电性能和工作稳定性强于冲击型换能器。（2）将弯曲型压电换能器制作成路用压电能量收集装置。压电能量收集装置由27片两端固定的压电薄片并联组成,外部封装采用上,中,下组合的箱型结构。依据典型沥青路面结构,将换能器埋设在由夯实的沥青胶砂为底的试件中,制备模拟沥青发电路面试件。（3）分别在室内和室外现场进行了对压电能量收集装置的输出性能测试。室内加载测试结果显示,开路电压随激振频率增大而增大;随着位移增大,输出功率也相应增大。当激振频率为10 Hz,位移为2 mm,在3 kΩ的负载阻值下得到最大输出电压值为30.17V,峰值输出电流为10.01 m A,最大输出功率为303.4 m W。将路用压电能量收集装置埋设在实际的沥青路面内进行性能测试。开路电压值随车速增大而增大,实际路面测试中开路电压值比室内测试值高。当车速为60km/h时,最大开路电压值达到91.0 V。输出功率随外接电阻值的增大而先增大,在最佳负载电阻下达到最大输出功率,之后输出功率下降。试验结果得出,车速对开路电压的影响甚微。轴载增大对开路电压值和输出功率值有所提高。外接负载达到2000Ω时,轴载为22.7 k N时装置的最大输出功率为328.7 m W,峰值输出电压为26.44 V,峰值电流为12.4 m A。对比了国内外现有的部分压电发电装置的最大输出功率,本文设计的压电能量收集装置最大输出功率远高于其他。总而言之,这种新型压电换能器为绿色能源在路面工程的应用提供了一个很好的前景。