Development and assessment of lightweight walkable pavement slabs with integrated solar panels
Notice bibliographique
Résumé
Sustainability plays a vital role in modern engineering, particularly in urban pavement design. This research explores the integration of solar energy with recycled materials to develop a durable and eco-friendly pavement solution. Existing solar pavement systems often struggle with durability and inefficient energy storage, limiting their practical use. To address these challenges, a novel solar pavement slab was developed, incorporating photovoltaic panels, batteries, and LED lighting within a lightweight concrete base enhanced with recycled materials. A comprehensive experimental study was conducted to optimise the mechanical properties of foamed concrete (FC) for walkable pavement slabs. Various recycled materials, including waste foundry sand, recycled tyre steel fibres, and polystyrene, were incorporated to improve strength, reduce self-weight, and enhance sustainability. Waste foundry sand was partially replaced for normal sand, creating a more environmentally friendly concrete mix while minimising dependence on virgin materials. Results indicate that replacing 25% of fine aggregates with waste foundry sand increased compressive strength by 100% while reducing overall weight. Additionally, incorporating steel fibres and controlled quantities of recycled materials further enhanced structural performance. The final prototype, measuring 400 × 400 × 50 mm, featured a tempered glass or acrylic optical layer over a photovoltaic module and was successfully tested under different environmental conditions. The findings confirm the feasibility of using lightweight foamed concrete with recycled materials to develop efficient and resilient solar pavements. This approach not only enhances the sustainability of construction materials but also supports environmental conservation by reducing carbon emissions. In situ testing demonstrated reliable LED lighting and battery charging performance during summer, with battery voltages averaging 4.19 volts overnight. However, reduced sunlight in winter led to minor declines in performance, highlighting the need for further optimisation. This study contributes to sustainable infrastructure development by integrating renewable energy into urban paving solutions and encouraging the use of recycled materials. Future research could focus on improving battery efficiency and extending applications to snow-melting systems and street lighting.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».