Optimising the evaluation of sustainable pavements: a life-cycle assessment approach

• Autores: Thomas Mattinzioli
• Directores de la Tesis: Miguel del Sol Sánchez (dir. tes.), Germán Martínez Montes (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Granada ( España ) en 2022
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Agrela Sainz (presid.), Mónica López Alonso (secret.), Eugenio Pellicer Armiñana (voc.), Gordon Airey (voc.), Begoña Moreno Escobar (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Civil por la Universidad de Granada
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de la construcción
      • Ingeniería civil
      • Construcción de carreteras
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: DIGIBUG
• Resumen
  • español

    En la actualidad, en la construcción de pavimentos de carreteras se utiliza grandes cantidades de recursos naturales (algunos de ellos de origen fósil) y se consume gran cantidad de energía, cuyo origen no siempre es renovable. A la vista de la actual crisis climática, es necesario plantear modelos productivos de firmes más sostenibles, para lo cual una opción recomendada es el uso del análisis de ciclo de vida (ACV). El objetivo principal de esta tesis doctoral es de optimizar la aplicación del ACV en pavimentos cuantificando la importancia relativa de sus parámetros en los resultados finales y aportar soluciones para interpretar mejor las alternativas de diseño. Este objetivo principal se alcanzó a través de tres objetivos segundarios: 1) Conocimiento de los estudios previos sobre los requisitos basados en la sostenibilidad y el ACV en los sistemas de clasificación de carreteras sostenibles, 2) la identificación de los riesgos asociados al uso de datos de acceso libre a través de un análisis de variabilidad e incertidumbre, 3) el análisis de la rentabilidad de las estrategias de mitigación del cambio climático para el diseño de pavimentos considerando materiales y métodos de producción alternativos a nivel del producto y el ciclo de vida. Los resultados de esta tesis remarcan el efecto de la incertidumbre de los parámetros de diseño sobre los resultados finales y como optimizar medioambientalmente el diseño de las mezclas asfálticas utilizadas en los pavimentos. Finalmente, líneas de investigación han sido identificadas.

  • English

    As it stands, the construction of road pavements uses large amounts of virgin materials (some of which are fossil-based) and consume quite a large amount of thermal energy with non-renewable fuels too. Considering the growing climate crisis, there is an urgent need for the cleaner production of these assets, for which life-cycle assessment (LCA) has been recommended. This doctoral thesis aims to optimise pavement LCA by quantifying the relative importance of its parameters on final results and to provide solutions to better interpret design alternatives. To achieve this aim, three objectives were achieved: 1) state-of-the-art on sustainability- and LCA-based requirements in sustainable roadway rating systems, 2) identification of the associated risks of using open-source data via a variability and uncertainty analysis, 3) analysis of the cost-effectiveness of pavement design climate change mitigation strategies considering alternative pavement materials and production methods at the product and life-cycle level. Results of this thesis indicate the influence of the uncertainty of design parameters on final results and how to environmentally optimise asphalt pavement design. Finally, future research topics were identified.