近年来,基于压电效应的道路振动能量收集技术受到了商业界和学术界的广泛关注。因为它可以为交通附属设施及低功耗无线传感器设备提供能量,从而为物联网和智能交通提供支持。本研究以室内和现场试验为基础,结合理论分析和有限元分析等方法对两种新型路用压电换能器结构及其疲劳寿命等关键问题进行研究。主要内容如下:（1）针对压电能量采集器在道路上的长期应用研究缺失的问题进行研究。根据压电发电理论和压电陶瓷的主要性能参数,结合实验室测试比选适用于道路发电的压电陶瓷型号,最终采用了PZT-53H。通过千万次间歇性加载试验、百万次持续性加载试验、不同激励频率和荷载下的加载试验,研究了PZT-53H压电换能器在等效交通荷载条件下的疲劳退化规律,评估了道路压电能量采集器的疲劳寿命。最后使用SEM扫描电镜对失效加载前后的压电换能器进行了观察,探讨了其疲劳退极化的微观机制。（2）针对曲面压电换能器输出性能较好但承载力不足且曲率难以控制的问题进行研究。研发了一种曲率可控的新型路用瓦式换能器,通过实验室测试研究了曲率半径,弹簧钢片厚度,边界条件和荷载分布方式对瓦式换能器输出功率的影响。结果表明瓦式换能器有足够的电量代替电池,为道路桥梁健康监测的无线传感器节点供电。（3）针对道路压电能量采集器的输出功率一直停留在毫瓦甚至是微瓦级别的问题进行研究。研发了一种基于改进型鼓式换能器的瓦特级道路压电能量采集器,并通过单元试验和有限元分析确定了其最优尺寸。室内和现场试验测试结果均表明在目前国内外所有研究中,输出功率首次达到数十瓦特级别。讨论了基于该瓦特级道路压电能量采集器的压电发电地板和隧道LED诱导灯应急系统的应用前景。