Sustainability potentials of asphalt materials, pavement structures, and maintenance strategies applied to urban roads

Die ca. 51 Milliarden Tonnen Treibhausgase, die jedes Jahr durch menschliche Aktivitäten freigesetzt werden, sammeln sich seit Jahrzehnten in der Atmosphäre und erhöhen deren Temperatur. Um eine Verschlimmerung der Klimakrise zu vermeiden, müsste die Zufuhr weiterer Treibhausgase gestoppt werden, wobei dies nicht realistisch erscheint. Daher investieren die Regierungen weltweit in Lösungen, die dazu beitragen können, die Auswirkungen des Klimawandels abzuschwächen. In anbetracht des enormen Einflusses der Straßennetzinfrastrukturen auf die Gesamtauswirkungen des Treibhausgasausstoßes wurde das SaferUp!-Projekt – finanziert durch ein Programm der Europäischen Union – konzipiert, um innovative Lösungen für städtische Asphaltdecken zu entwickeln, die die Nachhaltigkeit und Lebensqualität von Städten fördern. Im Rahmen des SaferUp!-Projekts untersucht diese wissenschaftliche Arbeit die ökologischen und wirtschaftlichen Auswirkungen des Straßennetzes einer mittelgroßen europäischen Stadt (Münster, Deutschland), unter Anwendung von Ökobilanz- und Lebenszykluskostenbewertungsinstrumenten. Das Hauptziel ist es, potenzielle Asphaltmaterialien, Belagsstrukturen und Instandhaltungsstrategien zu identifizieren, die die Nachhaltigkeit des Straßennetzes von Münster verbessern und den Entscheidungsprozess von Stakeholder unterstützt. Diewissenschaftliche Arbeitist in vier Publikationen (Paper I, II, III und IV) unterteilt, die sich gegenseitig ergänzen. In den Publikationen I und II wird ein "Cradle-to-Gate"-Ansatz angewandt, bei dem die Umweltauswirkungen der Herstellung von Asphaltmischungen aus herkömmlichen und alternativen Materialien (z. B. Reststoffe und wiederverwertete Asphaltmischungen) analysiert werden. Im Gegensatz dazu wird in den Publikationen III der "Cradle-to-Cradle"-Ansatz angewandt, bei dem alle ökologischen und wirtschaftlichen Auswirkungen von der Rohstoffbeschaffung bis zum Recyclingprozess über lange Analysezeiträume (20 bis 100 Jahre) bewertet werdet. Die
The approximately 51 billion tons of greenhouse gases released every year by human activities have been accumulating for decades into the atmosphere, raising the Earth’s temperature. To avoid worsening the climate scenario, it would be necessary to stop adding more gases, which nowadays is not realistic. Hence, government leaders worldwide are investing in solutions that can help mitigate the effects of climate change. Considering the enormous influence of road network infrastructures on the overall impacts generated, the SaferUp! project - funded by a European Union program - was designed to develop innovative solutions for urban pavements, promoting the sustainability and livability of cities. As an outcome of the SaferUp! project, this dissertation investigates the environmental and economic impacts of the road network of a mid-size European city (Münster, Germany), applying Life Cycle Assessment (LCA), Road Network Evaluation Tool (RONET), and the Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA) method. The main goal is to identify potential asphalt materials, pavement structures, and maintenance strategies that improve the sustainability of Münster's road network, supporting the decision-making process of the stakeholders. The study is divided into four publications (henceforth, Paper I, II, III, and IV) that complement each other. Papers I and II apply a 'cradle-to-gate' approach, analyzing the environmental impacts of the production of asphalt mixtures composed of traditional and alternative materials (e.g., residues and reclaimed asphalt mixtures). In contrast, Paper III applies the 'cradle-to-cradle' approach, evaluating all the environmental impacts from the raw material acquisition until the recycling process, over long periods of analysis (20 to 100 years). The environmental indicators used to perform the impact assessment are the Global Warming Potential (GWP, expressed in kg of CO2 equivalent) and non-renewable Cumulative Energy Demand (nr-CED, expressed in MJ)
Mayara Sarisariyama Siverio Lima, MSc.
Kumulative Dissertation aus vier Artikeln
Dissertation Universität Innsbruck 2022
Kurzfassung deutsch, englisch und spanisch