摘要：基于ABAQUS建立了沥青路面压电输出(电压)的数值模拟方法,系统地研究了压电换能器属性及铺设参数、路面结构与温度、轴载等对沥青路面压电输出的影响,为优化设计沥青路面压电能收集系统提供参考。通过车辙试验测试了压电式沥青混合料的电压,并与数值模拟结果进行对比,验证数值模拟方法的可靠性。结果表明:路面模型平面尺寸大于5.0 m×5.0 m可保证模拟精度;压电材料PZT-5X具有相对较低的弹性模量和最高的压电参数,因此电压最高,其分别是PZT-4与PZT-5H的1.77倍与1.97倍;长方体与圆筒形状压电换能器的压电基本一致,均为柱形的1.40倍;优先推荐使用内径0.8 cm、外径1.6 cm、高0.2 cm的圆筒PZT-5X压电换能器;电压随轴载与路面温度的增加而增大、随埋置深度的增加而降低,柔性路面结构比半刚性结构的电压大。室内车辙板试件表面和距路表1 cm处的压电换能器的实测电压与数值模拟结果的误差在3.9%之内。

关键词：道路工程 沥青路面 数值模拟 压电输出 能量收集 

单位：长安大学公路学院; 陕西西安710064; 广州市高速公路有限公司营运分公司; 广东广州511385; 深圳高速工程顾问有限公司; 广东深圳518000