综述:沥青路面的可持续性:生命周期评估(LCA)与新兴技术的作用

《Cleaner Materials》:Sustainability of Asphalt Pavements: The role of life cycle assessment (LCA) and emerging technologies

【字体: 时间:2025年10月11日 来源:Cleaner Materials 9

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  沥青路面的环境可持续性研究通过生命周期评估(LCA)和环境产品声明(EPD)量化碳排放、能源消耗及资源使用,探讨再生沥青(RAP)、温拌沥青(WMA)和生物基材料等创新技术对减少环境足迹的潜力。数字技术如IoT传感器和AI模型优化了数据采集与处理,提升LCA和EPD的准确性及决策支持能力。然而,数据标准化不足、区域政策差异及新兴材料评估缺失仍是主要挑战。未来需加强跨区域标准整合,推动数据质量提升,并深化数字工具与材料创新的协同应用,以实现更高效的低碳沥青路面发展。

  在当今全球气候变化和环境问题日益严峻的背景下,沥青路面作为基础设施的重要组成部分,其在整个生命周期中的环境影响受到了越来越多的关注。沥青路面在交通运输和城市建设中扮演着关键角色,但其生产、铺设和维护过程中涉及大量的资源消耗和温室气体排放,这使得沥青材料的可持续性成为行业亟需解决的问题。为了应对这一挑战,科学家和工程师们正在探索一系列创新技术和策略,以减少沥青路面的环境足迹。这些努力不仅包括对传统沥青混合料的改进,还涉及对新型环保材料的开发以及对现有技术的优化。本文综述了生命周期评估(LCA)和环境产品声明(EPD)在沥青材料可持续性研究中的作用,并探讨了数字技术在提升沥青路面环境绩效方面的重要性。

沥青路面的环境影响主要源于其生产阶段的原材料开采、加工和运输,以及使用阶段的维护和修复。因此,对沥青材料进行生命周期评估有助于识别关键的环境影响源,并为减少碳足迹提供科学依据。然而,现有的LCA研究在方法论和数据质量方面存在显著差异,这使得不同项目之间的比较变得困难。例如,不同研究采用的系统边界、功能单位和评估指标各不相同,这导致了结果的不一致和缺乏可比性。为了解决这些问题,需要建立更统一的标准和规范,以确保LCA数据的透明性和可比性。

环境产品声明(EPD)作为一种标准化的环境数据报告工具,能够提供关于沥青材料全生命周期的环境影响信息。EPD不仅有助于材料的环境性能比较,还能够支持采购决策,推动低环境影响材料的使用。然而,目前EPD的实施仍然面临一些挑战,包括数据获取的困难、标准的不统一以及技术实施的复杂性。为了克服这些障碍,需要加强数据共享和标准化,同时提高行业对EPD价值的认识和接受度。

数字技术的应用为沥青路面的环境评估提供了新的解决方案。物联网(IoT)传感器可以收集项目特定的库存数据,而人工智能(AI)则能够自动化数据清洗、质量控制和预测性场景建模。这些工具的结合,使得环境评估能够更加精确和高效,从而支持动态、高分辨率的环境分析。此外,AI和IoT的结合还可以帮助优化沥青混合料设计,减少生产过程中的能源消耗和碳排放,提高沥青材料的可持续性。

为了进一步提升沥青路面的环境绩效,本文提出了一个综合的实施路线图,包括标准化的环境影响报告、直接测量材料和能源流动以及可验证的数字工作流程。这些措施旨在促进从静态的环境文件向行动导向的绩效工具转变,从而推动更清洁的沥青材料和可持续的基础设施发展。同时,文章也指出了当前沥青LCA和EPD研究中存在的主要挑战,包括数据质量和标准化问题、新兴材料的评估困难以及长期路面性能建模的不确定性。

在政策层面,多个国家和地区正在推动EPD的使用,将其纳入公共采购实践。例如,美国的“Buy Clean”政策、欧盟的修订版《建筑产品条例》(CPR)以及其他国家的类似措施,都在逐步提高对环境产品声明的要求。这些政策的实施不仅有助于减少沥青路面的碳足迹,还能够促进行业内的可持续发展。

然而,尽管这些进展为沥青路面的可持续性提供了新的机遇,但仍然存在一些障碍。例如,不同国家和地区的政策和标准存在差异,这可能导致EPD的不一致和难以比较。此外,一些新兴材料和技术在实际应用中的评估仍然存在挑战,需要更多的研究和实践数据支持。为了解决这些问题,需要加强国际合作,推动标准的统一,并鼓励更多行业参与和技术创新。

总的来说,沥青路面的可持续性是一个复杂而重要的议题,涉及材料选择、技术改进和政策支持等多个方面。通过LCA和EPD的综合应用,结合数字技术的进步,可以有效减少沥青路面的环境影响,促进更清洁和可持续的基础设施建设。未来的研究和实践应着重于解决数据质量和标准化问题,推动政策和标准的统一,并加强行业间的合作与创新,以实现沥青路面的全面可持续性转型。
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