近日，我院青年教师田湘与合作者以长沙理工大学为第一完成单位在《Cell》子刊《Cell Reports Sustainability》发表学术论文“Toward sustainable rural infrastructure: Life-cycle and economic assessment of road pavement”。该期刊创刊于2024年1月，专注于可持续发展领域的高质量跨学科研究，是全球可持续发展研究的旗舰期刊之一。
道路基础设施建设是资源消耗和碳排放的重要来源，传统水泥混凝土在生产过程中依赖高能耗煅烧工艺，碳排放强度高，难以满足“双碳”目标需求。针对这一问题，研究团队以工业固废资源化利用为切入点，构建了一种基于一步制地聚物材料（one-part geopolymer）的新型道路铺装体系，并从全生命周期（LCA）与经济性（LCC）双维度系统评估其环境与经济效益。研究结果表明，通过引入替代性碱激发剂并优化原材料体系，新型地聚物混凝土在全球变暖潜势（GWP）方面较传统方案显著降低约70%–80%，相当于每平方米道路减少约240–270 kg CO2当量排放，显著提升了材料体系的低碳优势。进一步分析发现，传统体系中水泥和碱激发剂对碳排放的贡献超过90%，而通过废弃资源（如赤泥）衍生碱源的引入，可有效降低上游环境负担，实现资源循环利用。
该研究从“技术-环境-经济”多维协同视角出发，构建了适用于资源受限地区的可持续道路材料设计框架，证明了地聚物材料在绿色基础设施建设中的应用潜力。相关成果为推动固废资源化利用与低碳建材发展提供了重要理论依据和技术支撑。
(文、图/方媛 一审/张康 二审/蒋友宝 三审/曾铃)
