随着社会的发展，人们对可靠的不间断电力能源的需求不断增加，同时人们的环保意识也日益增强，开发清洁、环保、可靠、廉价的新能源已成为当今世界新的研究热点。机械能是一种新型的绿色能源，本课题就是针对路面中大量的机械能，基于压电材料的压电效应这一基本原理来开发适用于道路使用环境的压电发电技术，围绕采用压电方式来收集路面内的机械振动能这一目的进行了一系列的研究，以此迎合对绿色能源的需求。本文首先对压电材料和压电振子进行了深入的理论分析，在此基础上选用PZT-5H作为主要压电材料，并结合路面车轮荷载的低频强制振动式的作用特性，采用简支支撑方式的圆片叠堆式压电振子作为路用压电发电装置的核心部件，并制作压电换能器。然后通过室内加载试验对所研制的压电换能器进行了一系列的结构优化设计，以研发适用于道路使用环境的路用压电换能器。其次，分别采用理论计算和室内加载试验两种方式对压电装置的发电能力进行了研究。采用理论计算得出在加载频率为10Hz的标准轴载一次作用下，铺设在上面层与中面层之间的压电换能装置的发电性能最优，输出电压达223.33V，电流为3.03μA，功率可达到近0.67mW，一次作用产生的电能约为2.65mJ。室内试验研究结果表明随着外力作用力的增大，压电换能器的电压值也增大，最大电压峰-峰值可以达到65.2V，一次试轮碾压作用可产生0.23mJ的电能。选择合适的铺设方案，一天内可以产生约1.5度的电能，可以满足信号指示灯使用的需要。本文的研究表明压电发电路面作为一种将机械能转化成电能的绿色能源利用技术是实际可行的，具有广阔的应用前景，顺应绿色减排、节能环保的时代主题。