Sustainability assessment of different solutions for rehabilitation of urban asphalt pavements

Dissertação de mestrado em Engenharia Urbana (área de especialização em Infra-Estruturas Viárias)Nos últimos anos a conservação de pavimentos rodoviários tem assumido um papel mais importante do que a construção de novas estradas. No entanto, dadas as condicionantes económicas do País, nem sempre se utilizam as técnicas de reabilitação que garantem o melhor desempenho dos pavimentos a médio ou longo prazo. Nesse sentido, este trabalho pretende dar um contributo para uma nova abordagem mais abrangente de avaliação de diferentes alternativas de reabilitação de pavimentos, que considerem não apenas a componente económica, mas também a componente ambiental, que começa a ser levada em conta de forma mais séria a nível internacional, assim como a avaliação económica. Assim, com o objetivo principal de avaliar a sustentabilidade de diferentes soluções de reabilitação de pavimentos urbanos betuminosos, realizou-se em estudo de caso aplicado a duas vias urbanas da cidade de Guimarães, tendo sido analisadas três soluções de reabilitação que se julgou serem as mais adequadas para a reabilitação dos pavimentos, em estudo, tendo em conta a função que estes desempenham dentro da rede viária municipal. As soluções estudadas foram: (1) Execução de reforço tradicional; (2) Fresagem das camadas betuminosas existentes e construção das novas camadas; (3) Reciclagem in situ com espuma de betume das camadas betuminosas existentes e aplicação de nova camada de desgaste. Por conseguinte, na referida avaliação da sustentabilidade consideraram-se as fases do ciclo de vida dos pavimentos correspondentes à extração de matérias-primas/produção de misturas e a conservação/reabilitação, para aferição de custos económicos e ambientais inerentes à execução de cada solução de reabilitação. Os resultados obtidos mostraram que, pela simplicidade do seu método construtivo, a solução reforço tradicional é aquela que apresenta os custos mais baixos entre as soluções de reabilitação propostas neste trabalho. Porém, a sua durabilidade poderá estar comprometida, devida à propagação das fendas existentes para as novas camadas ao fim de um período de tempo relativamente reduzido. A reciclagem in situ com espuma de betume torna-se viável do ponto de vista ambiental em trechos com maior extensão, devido o custo que representa a mobilização de equipamentos específicos para esse tipo de trabalho.In recent years the maintenance of road pavements has assumed a more important role than building new roads. However, given the economic conditions of the country, not all rehabilitation techniques that can ensure the best performance of pavements in the medium to long term are used. Taking that into account, this work aims to contribute to a more comprehensive new approach of evaluating different alternatives for pavement rehabilitation that consider not only the economic component, but also the environmental component, which starts to be more seriously taken into account internationally, as well as the economic evaluation. Thus, with the primary objective of assessing the sustainability of different solutions for rehabilitation of urban asphalt pavements, a case study was carried out applied to two urban roads of Guimarães, involving three rehabilitation solutions that have been judged to be the most suitable for the rehabilitation of the pavements in the study, taking into account the role they play within the municipal road network. The solutions studied were: (1) Traditional asphalt overlay; (2) Milling of existing asphalt layers and application of new asphalt layers; (3) In situ recycling of existing bituminous layers with foamed bitumen and application of a new surface course. Therefore, in this sustainability assessment, the lifecycle phases of extraction of raw materials/production of mixtures, and conservation/rehabilitation were considered for evaluating the economic and environmental costs associated with implementing each pavement rehabilitation solution. The results showed that, due to their construction method simplicity, the traditional asphalt overlay solution is one that has the lowest cost among rehabilitation solutions proposed in this work. However, its durability may be compromised due to the crack propagation from the existing layers to the overlay after a relatively short period of time. In situ recycling with foamed bitumen becomes feasible from an environmental point of view in roads with higher length due to the cost of mobilizing specific equipment that is necessary for this type of work