随着全球道路建设对天然集料 (VA) 需求的激增，钢铁工业副产品——电弧炉 (EAF) 钢渣的资源化利用成为缓解资源压力、践行循环经济的重要方向。研究表明，钢渣因其高硬度与稳定性，可替代天然集料应用于沥青路面表层，但其规模化应用仍需系统验证混合料的长期性能与环境效益。当前研究多聚焦于钢渣混合料的短期力学性能，缺乏全生命周期视角下的环境评估，且实验室数据与工程实践的衔接尚存空白。来自雅典国立技术大学道路工程实验室Christina Plati教授团队在Recycling期刊发表最新研究，通过实验室测试、现场验证，对含有粒化EAF钢渣混合料与传统集料进行了综合性能的评估，并使用生命周期评价 (LCA) 对两种混合物进行了环境评估。

研究背景与危害

该研究聚焦于电弧炉 (EAF) 钢渣混合料在沥青路面表层应用的可行性，通过对比含EAF钢渣的沥青混合料 (mix B) 与传统沥青混合料 (mix A) 的性能，通过实验室测试、现场验证与生命周期评价 (LCA) 三维度体系，对其机械、功能和环境属性三方面进行综合评估。

1. 实验室性能验证

通过刚度模量测试与车辙试验对比传统混合料 (mix A) 与钢渣混合料 (mix B) 的力学特性，结果表明mix A和mix B在机械性能和抗车辙性能上总体相当。其中，在高温条件下，mix B的刚度模量高于mix A，表明在高温环境下，含EAF钢渣的沥青混合料具有更好的稳定性。

2. 现场长期性能监测

在两条柔性路面试验段 (表层分别为含和不含EAF钢渣的沥青混合料) 开展10年原位跟踪，利用落锤式弯沉仪 (FWD) 与抗滑性能检测仪评估结构响应。落锤式弯沉仪 (FWD) 测量结果显示，使用EAF渣混合料的路面在结构性能上与传统混合料路面不相上下。此外，抗滑性能测试表明，无论是仅含传统混合料 (mix A) 还是含EAF钢渣混合料 (mix B) 的路面，在十年的测量期内都展现出高抗滑性能，且两者在这方面表现相当。

3. 生命周期环境评价

环境层面，研究运用生命周期评估 (LCA) 工具，核算了两种混合料生产流程的环境足迹。LCA分析有力地证实了，在沥青表层用EAF钢渣集料替代传统集料 (VA)，可在酸化、气候变化、富营养化和光化学污染等环境影响方面带来改善。

图1. VA和EAF钢渣生产过程对环境影响的比较。

研究意义与未来方向

本研究通过多尺度评价体系，证实钢渣替代天然集料用于沥青路面表层的可行性。总体而言，无论是从材料品质还是环境影响角度考量，含EAF钢渣集料的沥青表层都展现出相较仅含传统集料 (VA) 的沥青表层相当甚至更优的性能。该研究为EAF钢渣集料在道路建设领域的应用提供了有力的技术和环境支撑，指明了未来研究方向，包括探究水分或湿度增加对含EAF钢渣集料沥青混合料性能的影响，以及将沥青混合料的抗裂性能纳入关键评估参数。同时，鉴于电力是EAF钢渣供应与生产的主要能源，后续研究应把电力生产潜力纳入LCA分析，并通过生命周期成本分析 (LCA) 评估这类材料在表层应用的经济前景，以期为铺路行业提供更具前瞻性的决策依据。

阅读英文原文：https://www.mdpi.com/2982568

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/recycling

Recycling 期刊介绍

主编：Michele John, Curtin University, Australia

期刊发表资源回收、再利用、废弃物管理与循环经济等相关领域的原始性、首创性成果，主题涵盖工业资源回收的创新工艺、工具与方法学，废弃物处理技术，循环经济，零废弃项目实践，回收利用相关政策，回收经济学，回收过程的环境与社会影响，以及产品(生态)设计与回收等方向。目前已被ESCI (Web of Science)、Scopus、FSTA、DOAJ等数据库收录。

2023 Impact Factor：4.6

2024 CiteScore：8.9

Time to First Decision：20.9 Days

Acceptance to Publication：2.8 Days