ECONOMICAL AND SUSTAINABLE PAVEMENT INFRASTRUCTURE FOR SURFACE TRANSPORT Dr Diofantos Hadjimitsis Assistant t Professor Kyriacos Themistocleous Senior Researcher Constandina Achilleos Research Fellow http://www.cut.ac.cy/ce/ 1
Ανάλυση κόστους κύκλου ζωής (LCC) Η Ανάλυση Κύκλου Ζωής είναι ένα επιπρόσθετο εργαλείο εκτίμησης των περιβαλλοντικών επιβαρύνσεων που συνδέονται με κάποιο προϊόν, μια διεργασία ή μια δραστηριότητα προσδιορίζοντας ρζ και ποσοτικοποιώντας την ενέργεια και τα υλικά που χρησιμοποιούνται, καθώς και τα απόβλητα που απελευθερώνονται στο περιβάλλον, με σκοπό την αξιολόγηση των δυνατοτήτων μείωσης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε συνδυασμό με την ορθολογική χρήση πρώτων υλών και ενέργειας. Κύκλος Ζωής Τα χαρακτηριστικά όλων των έργων είναι ότι έχουν αρχή, διάρκεια και τέλος. Το χρονικό διάστημα από την αρχή μέχρι μχρτο τέλος ενός έργου αναφέρεται φρ ως κύκλος ζωής του έργου.
Βασικά στάδια στον κύκλο ζωής του έργου
Κύκλος Ζωής Έργου
Ανάλυση κόστους κύκλου ζωής (LCC) Ανάλυση κόστους κύκλου ζωής (LCC) Ο υπολογισμός του LCC είναι ζωτικής σημασίας για κάθε μηχανικό, μελετητή, εργολάβο ή ακόμα περισσότερο ρ για τον τελικό χρήστη που καλείται να αποφασίσει και να επιλέξει κατά τον σχεδιασμό νέων εγκαταστάσεων είτε σε ανάγκη επισκευής είτε σε περίπτωση αντικατάστασης υπαρχόντων συστημάτων. Κόστος Κύκλου Ζωής είναι το άθροισμα όλων των δαπανών που προκύπτουν καθ όλη τη διάρκεια ζωής ενός στοιχείου, δηλαδή το σύνολο των δαπανών προμήθειας και ιδιοκτησίας. Με άλλα λόγια, δηλώνει το άθροισμα του κόστους αγοράς, εγκατάστασης, λειτουργίας, συντήρησης και πιθανής αντικατάστασης ή απόρριψης του αντικειμένου κατά τη διάρκεια ζωής της Life cycle costing LCC is a technique which enables comparative cost assessments to be made over a specified period of time, taking into account all relevant economic factors both in terms of initial capital costs and future operational costs. LCC methodology is an iterative process (at each stage of the project, LCC should be refined). LCC takes account of post occupation costs. Designers should work in close collaboration with the supply team (main contractors, manufacturers, suppliers ) to make predictions and estimates. The nominal working life of the asset should be agreed at the initial stages
LCC Μαθηματικά το LCC δίνεται από την εξίσωση: LCC = Cic + Cin + Ce + Co + Cenv + Cm + Cs + Cd Όπου: Cic: Αρχικό κόστος, κόστος αγοράς Cin: Κόστος εγκατάστασης Ce: Ενεργειακό κόστος Co: Κόστος λειτουργίας, απασχόλησης εργαζομένων Cenv: Κόστος περιβαλλοντικών επιπτώσεων Cm: Κόστος συντήρησης και επισκευής Cs: Κόστος απώλειας παραγωγής, αποτελέσματος (downtime costs) Cd: Κόστος απόρριψης, διάθεσης LCC= LCC= I + Repl Res + E + W + OM&R + O Total LCC in present-value (PV) euros of a given alternative I= PV investment costs (if incurred at base date, they need not be discounted) Repl= Res= PV capital replacement costs PV residual value (resale value, salvage value) less disposal costs E= PV of energy costs W= PV of water costs (optional) OM&R= PV of non-fuel operating, maintenance and repair costs. O= PV of other costs (e.g., contract costs )
Όπως αναφέραμε πιο πάνω παίρνοντας το άθροισμα των επιμέρους συντελεστών (Cic, Cin, Ce, Co, Cenv, Cm, Cs, Cd) έχουμε το ζητούμενο LCC για την διάρκεια ζωής κάποιου αντιμειμένου (για παράδειγμα ασφαλτικου οδοστρωμάτος που τυπικά ανέρχεται σε 20 έτη) Θεωρούμε ότι ο χρόνος ζωής του οδικού μας έργου είναι τα 40 έτη. Η πρώτη συντήρηση θα γίνει στα 7 με 8 έτη. Η επόμενη συντήρηση θα λάβει χώρα το 20ο έτος κυκλοφορίας της οδού.
Επιβάλλεται να γίνετε ανάλυση του Κόστους Κύκλου Ζωής. Η αρχική τιμή από μόνη της, δεν αποτελεί το πρωταρχικό κριτήριο επιλογής. Αντίθετα, η ανάλυση του κόστους κύκλου ζωής είναι ένα άριστο εργαλείο για σωστή αξιολόγηση της εκάστοτε προσφοράς που έχουμε στα χέρια μας γιατί εκεί υπεισέρχονται παράγοντες τεράστιας σημασίας που κατά πάσα πιθανότητα έχουν αντίκτυπο στην αρχική τιμή αλλά όχι στο τελικά υπολογίσιμο κόστος.
Ανάλυση Κύκλου Ζωής (περιβαλλοντικών επιβαρύνσεων) Ανάλυση Κύκλου Ζωής Η Ανάλυση Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ) είναι ένα εργαλείο εκτίμησης των περιβαλλοντικών επιβαρύνσεων που συνδέονται με κάποιο προϊόν, μια διεργασία ή μια δραστηριότητα προσδιορίζοντας και ποσοτικοποιώντας την ενέργεια και τα υλικά που χρησιμοποιούνται, καθώς και τα απόβλητα που απελευθερώνονται στο περιβάλλον, με σκοπό την αξιολόγηση των δυνατοτήτων μείωσης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε συνδυασμό με την ορθολογική χρήση πρώτων υλών και ενέργειας. Η μεθοδολογία της Ανάλυσης Κύκλου Ζωής αξιολογεί όλα τα στάδια της ζωής κάποιου προϊόντος από άποψη αλληλεξάρτησης, κάτι που σημαίνει ότι η μια λειτουργία οδηγεί στην επόμενη. Η Ανάλυση Κύκλου Ζωής επιτρέπει την εκτίμηση των αθροιστικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων που απορρέουν από όλα τα στάδια του κύκλου ζωής του προϊόντος, περιλαμβάμβάνοντας συνήθως επιπτώσεις που δεν λαμβάνονται υπόψη σε πιο παραδοσιακές αναλύσεις (π.χ. απόκτηση πρώτων υλών, μεταφορά υλικών, τελική διάθεση προϊόντος, κ.τ.λ.). Με την συμπερίληψη όλων των επιπτώσεων του κύκλου ζωής κάποιου προϊόντος, η Ανάλυση Κύκλου Ζωής παρέχει μια περιεκτική άποψη των περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών του προϊόντος ή της διεργασίας και μια πιο ακριβή εικόνα των πραγματικών αλληλεπιδράσεων στην επιλογή κάποιου προϊόντος. Life cycle assessment (LCA) is for assessing the total environmental impact associated with a product's manufacture, use and disposal and with all actions in relation to the construction and use of a building or other constructed asset throughout its life cycle. LCA does not address economic or societal aspects. LCA includes inputs of energy and resources as well as outputs of waste and emissions to air, water and soil
LCCA-Environmental Impacts Environmental impacts Energy use Emissions Waste Energy use + emissions must be accounted in the agency and user cost of the LCCA. 10
ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑ (3 ΕΙ Η Ο ΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ) Flexible pavement (asphalt) construction, Εύκαμπτο οδόστρωμα (Άσφαλτος) Rigid pavement (Wet concrete) ύσκαμπτο οδόστρωμα (Έκχυτο σκυρόδεμα) LLRP construction using SFRC Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο
Ε ΟΜΕΝΑ DESIGN LIFE=40 YEARS FOR CONCRETE PAVEMENTS DESIGN LIFE FOR FLEXIBLE PAVEMENT=20 YEARS LIFE CYCLE =4O YEARS (CONCRETE=4O YEARS, ASPHALT=40 YEARS (20+20)) 20))
PWD Design Manual 13
Alternative road construction methods examined Asphalt (flexible) road Wet rigid road Dry rigid road SFRC Εύκαμπτο οδόστρωμα (Άσφαλτος) ύσκαμπτο οδόστρωμα (Έκχυτο σκυρόδεμα) Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο Asphalt Wearing Course (WC)(50 mm) Asphalt Base Course Asphalt Wearing Course (WC)(50 mm) Asphalt Wearing Course (WC) (50 mm) (BC)(70 mm) Roller-Compacted Concrete Steel Fibre Reinforced Water-bound Macadam (RCC) Concrete (SFRC) Base (300 mm) (300 mm) (crusher run material type I) (200 mm) Capping layer (crusher run material type II) (400 mm) Road Base (crusher run material type I) (300 mm) Road Base (crusher run material type I) (300 mm) Sub-grade Sub-grade Sub-grade Ισοδύναμα οχήματα απλού αξονικού φορτίου απαιτούμενη ζωή οδοστρώματος 40 χρόνια Ημερήσια κυκλοφορία (επιβατικά, β ά φορτηγά ) Οδός 2 λωρίδων..
Construction processes
Life Cycle Phases Φάσεις της μεθόδου Ανάλυσης Κύκλου Ζωής
Life Cycle Stages Στάδια της μεθόδου Ανάλυσης Κύκλου Ζωής Road Construction
Εργασίες κατασκευής, συντήρησης και οι επιπτώσεις τους στο περιβάλλον
Process diagrams Processes link together to form a complete life cycle picture of the required inputs and outputs (material and energy) to the system Εξέταση δραστηριότητας
Asphalt (Flexible) Road Construction and Maintenance Εύκαμπτο οδόστρωμα (Άσφαλτος) κατασκ κευής δρόμου ιά άγραμμ μα ροής Rehabilitation Εργα ασίες συν ντήρησης
Κράσπεδα Επιχωματώσεις
Φορμάρισμα
Θεμέλιο
Ασφαλτικός τάπητας
Wet Rigid Road Construction and Maintenance ύσκαμπτο οδόστρωμα (Έκχυτο σκυρόδεμα) ιά άγραμμ μα ροής κατασκ κευής δρόμου Εργα ασίες συν ντήρησης
Dry Rigid Road Construction and Maintenance Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο ιά άγραμμα α ροής κατασκ κευής δρ ρόμου Εργα ασίες συν ντήρησης
Construction materials Chalk Marl Gypsum Geographic distribution of aggregates
Costs, Energy Consumption and Environmental Emissions Data Available Material Source Aggregates Cement raw material (minerals) Cement Asphalt Lime Concrete Farmakas Quarries Vasilikos Quarries Vasilikos Cement Plant Nemesis Asphalt concrete plant Hellenic Mining Company Quarry (Mitsero) Athinodorou Concrete Plant Road Construction and Maintenance Process Data Source Construction Data Maintenance Data PWD - Paphos PWD-Nicosia Private consultant who has great experience in road construction
Additional Data Data Emissions to air for cement plans and quarries CO2 emissions for cement plant s Study on concrete and asphalt concrete plants Photos of quarries Emission Inventory Guidebook 06 Source Department of Labour Inspection Environment Service Environment Service Private environmentalist Department of Labour Inspection Collection of data : Visit and interview several govermental officers/ key-persons from private companies (Department of Environment, Department of Labour inspection, Energy Department at the Ministry of Commerce and Industry, Department of Chemistry at NTUA, Athinodorou Beton Ltd, Farmakas Quarries, Vasilikon Quarries, PWD, J&P etc.)
Construction Materials inventory : Απογραφή δεδομένων
Layer Aggregate s (kg) Road Sub Base 4620 Water-bound Macadam Base 3080 Construction Materials inventory : Asphalt (flexible) road construction Lime (kg) Εύκαμπτο οδόστρωμα (Άσφαλτος) Bitumen (kg) Construction Phase Prime Coat (m³) Prime coat 10.5 Tack Coat (m³) BC Asphalt mixing (kg) Asphalt Base course (BC) 1073.76885 10.84615 57.085 1141.7 Tack coat 2.8 WC Asphalt mixing (kg) Asphalt Wearing course (WC) 757.25496 7.64904 47.096 812 TOTAL 9531.02381 18.49519 104.181 10.5 2.8 1141.7 812 Maintenance Phase Rutting repair 173.086848 1.748352 10.7648 0.12 185.6 Depression repair 112.25196 0.422747 2.38128 0.24 0.064 26.04933 18.60667 Patch 28.06299 0.105687 0.59532 0.06 0.016 6.5123325 4.6516675 Joint reflection cracking seal 3.894454 0.039338 0.242208 4.176 Routine Maintenance 1269.185008 9.264496 55.934432 1.68 0.32 130.24665 852.13735 Periodic Maintenance 1514.5099250992 15.29808 94.192 21 1624 Main Maintenance 1831.02381 18.49519 104.181 10.5 2.8 1141.7 812 TOTAL 4614.718738 43.057766 254.307432 33.18 3.12 1304.508313 3501.171688
Construction Materials inventory : Wet (rigid) road construction ύσκαμπτο οδόστρωμα (Έκχυτο σκυρόδεμα)
Construction Materials inventory : Dry y( (rigid) road construction SFRC Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο
Transport distances Asphalt (flexible) road construction Εύκαμπτο οδόστρωμα (Άσφαλτος) Material Transported Route Distance (km) Mode Aggregates for Road Sub-base and Waterbound Macadam Base Prime coat Prime coat Bitumen Tack coat Tack coat Aggregates for BC and WC Lime Base course asphalt Wearing course asphalt Parekklisia Quarry to Construction Site Larnaca Refinery to Episkopi Asphalt Plant Episkopi Asphalt plant to Construction Site Larnaca Refinery to Episkopi Asphalt Plant Larnaca Refinery to Episkopi Asphalt Plant Episkopi Asphalt Plant to Construction Site Parekklisia Quarry to Episkopi Asphalt Plant Mitsero Quarry to Episkopi Asphalt Plan Episkopi Asphalt Plant to Construction Site Episkopi Asphalt Plant to Construction Site 95 27-tonne trailer 81 Tanker 63 Truck 81 Tanker truck 81 Tanker truck 63 Truck 32 27-tonne trailer 78 27-tonne trailer 63 27-tonne trailer 63 27-tonne trailer
Transport distances Wet (rigid) road construction ύσκαμπτο οδόστρωμα (Έκχυτο σκυρόδεμα) Material Transported Route Distance (km) Mode Aggregates for Road Sub-base and Road Base Parekklisia Quarry to Construction Site 95 27-tonne trailer Aggregates for Concrete Parekklisia Quarry to Concrete Plant 74 27-tonne trailer Aggregates for Cement Cement for Concrete Vassiliko Quarries to Vassiliko Cement Plant 16 27-tonne trailer Vassiliko Cement Plant to Concrete Plant 88 Tanker truck Chemical admixtures Chemical Company to Concrete Plant 14 Tanker Concrete Concrete Plant to Construction site 19.5 Mixer Steel for Reinforcement Shop to Construction Site 31.5 Truck Wood for Form Works Shop to Construction Site 31.5 Truck Prime coat Prime coat Bitumen Aggregates for WC Larnaca Refinery to Episkopi Asphalt Plant 81 Tanker Episkopi Asphalt plant to Construction Site 63 Truck Larnaca Refinery to Episkopi Asphalt Plant 81 Tanker truck Parekklisia Quarry to Episkopi Asphalt Plant 32 27-tonne trailer Lime Mitsero Quarry to Episkopi Asphalt Plan 78 27-tonne trailer Wearing course asphalt Episkopi Asphalt Plant to Construction Site 63 27-tonne trailer
Transport distances Dry (rigid) road construction SFRC Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο Material Transported Route Distance (km) Mode Aggregates for Road Base Aggregates for Concrete Aggregates for Cement Cement for Concrete Parekklisia Quarry to Construction Site Parekklisia Quarry to Concrete Plant Vassiliko Quarries to Vassiliko Cement Plant Vassiliko Cement Plant to Concrete Plant 95 27-tonne trailer 74 27-tonne trailer 16 27-tonne trailer 88 Tanker truck Chemical Company to Concrete Chemical admixtures 14 Tanker Plant Steel Fibers Paphos Harbor to Concrete Plant 8 Truck SFRC Prime coat Prime coat Bitumen Aggregates for WC Lime Wearing course asphalt Concrete Plant to Construction site Larnaca Refinery to Episkopi Asphalt Plant Episkopi Asphalt plant to Construction Site Larnaca Refinery to Episkopi Asphalt Plant Parekklisia Quarry to Episkopi Asphalt Plant Mitsero Quarry to Episkopi Asphalt Plan Episkopi Asphalt Plant to Construction Site 19.5 Mixer 81 Tanker 63 Truck 81 Tanker truck 32 27-tonne trailer 78 27-tonne trailer 63 27-tonne trailer
Material Produced Energy : Asphalt (flexible) road construction Power Crude Oil Crude Oil (kwh/kg) (kg/kg) (kg/m³) Mass (kg) Construction Phase Volume (m³) Energy (kg Crude Oil) Energy (kwh) Aggregates g for Road Sub-base Aggregates for Waterbound Macadam Base 1.100141100141 4620 5082.65142 1.100141 3080 3388.43428 Aggregates for BC 1.100141 1073.76885 1181.297136 Aggregates for WC 1.100141 757.25496 833.0872289 Lime for BC 0.095 10.84615 1.03038425 Lime for WC 0.095 7.64904 0.7266588 Bitumen for BC 0.0002866900028669 54.085 0.015505629015505629 Bitumen for WC 0.00028669 47.096 0.013501952 Tack Coat 0.2981576 2.8 0.83484128 Prime Coat 0.2981576 10.5 3.1306548 BC Asphalt mixing 0.000402797 1141.7 0.459873792 WC Asphalt mixing 0.000402797 000 0 812 0.327071489 0 TOTAL 6.538491991 10485.47007 Εύκαμπτο οδόστρωμα (Άσφαλτος) Ενεργειακές καταναλώσεις
Energy : Asphalt (flexible) road construction Εύκαμπτο οδόστρωμα (Άσφαλτος) Maintenance Phase Εργασίες συντήρησης Maintenance Phase Material Power Crude Oil Crude Oil Produced (kwh/kg) (kg/kg) (kg/m³) Volume Energy (kg Energy Mass (kg) (m³) Crude Oil) (kwh) Aggregates 1.100141 22162.2564 24381.60696 Lime 0.095 43.057766 4.09048777 Bitumen 0.0002866900028669 254.307432 0.072907398072907398 Tack Coat 0.2981576 3.12 0.930251712 Prime Coat 0.2981576 22.68 6.762214368 Asphalt mixing 0.000402797 4560.084 1.836789979 TOTAL 13.69265123 24381.60696 Ενεργειακές καταναλώσεις
Material Produced Energy : Wet (rigid) road construction ύσκαμπτο οδόστρωμα (Έκχυτο σκυρόδεμα) Power (kwh/kg) Crude Oil (kg/kg) Crude Oil (kg/m³) Mass (kg) Construction Phase Volume (m³) Energy (kg Crude Oil) Energy (kwh) Aggregates for Road Sub-base Aggregates for Road Base 1.100141 4620 5082.65142 1.100141 4620 5082.65142 Aggregates for WC 1.100141 757.25496 833.0872289 Aggregates g for RCC 1.100141 2173500 2391156.464 Lime for WC 0.095 7.64904 0.7266588 Bitumen for WC 0.00028669 47.096 0.013501952 Prime Coat 0.2981576 10.5 3.1306548 WC Asphalt mixing 0.000402797 812 0.327071489 Concrete 3.1691E-08 584388 0.01851984 Cement 1.3779 365400 503484.66 Reinforced Steel 8.1653E-07 3000 0.00244959 TOTAL 4.218856471 2905639.514 Ενεργειακές καταναλώσεις
Energy : Wet (rigid) road construction ύσκαμπτο οδόστρωμα (Έκχυτο σκυρόδεμα) Maintenance Phase Εργασίες συντήρησης Material Produced Power (kwh/kg) Crude Oil (kg/kg) Crude Oil (kg/m³) Mass (kg) Maintenance Phase Volume (m³) Energy (kg Crude Oil) Energy (kwh) Aggregates 1.100141 3540.94989 3895.544151 Lime 0.095 32.211616 3.06010352 Bitumen 0.00028669 196.222432 0.056255009 Tack Coat 0.2981576 0.32 0.095410432 Prime Coat 0.2981576 33.18 9.892869168 Asphalt mixing 0.000402797 3663.98 1.475841618 TOTAL 14.58047975 3895.544151544151 Ενεργειακές καταναλώσεις
Energy : Dry (rigid) road construction SFRC Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο Material Produced Power (kwh/kg) Crude Oil (kg/kg) Crude Oil (kg/m³) Mass (kg) Construction Phase Volume Energy (kg Energy (m³) Crude Oil) (kwh) Aggregates for Road Base 1.100141 4620 5082.65142 Aggregates for WC 1.100141100141 757.25496 833.0872289 Lime for WC 0.095 7.64904 0.7266588 Bitumen for WC 0.00028669 47.096 0.013501952 Prime Coat 0.2981576 10.5 3.1306548 WC Asphalt mixing 0.000402797 812 0.327071489 Concrete 3.1691E-08 584388 0.01851984 Cement 1.3779 365400 503484.66 Steel Fibers 0.815 11687.76 9525.5244 TOTAL 4.216406881 518925.923 Ενεργειακές καταναλώσεις
Energy : Dry (rigid) road construction SFRC Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο Maintenance Phase Εργασίες συντήρησης Material Produced Power Crude Oil Crude Oil (kwh/kg) (kg/kg) g) (kg/m³) Mass (kg) Maintenance Phase Volume Energy (kg (m³) Crude Oil) Energy (kwh) Aggregates 1.100141 3540.94989 3895.544151 Lime 0.095 32.211616 3.06010352 Bitumen 0.00028669 196.222432 0.056255009 Tack Coat 0.2981576 0.32 0.095410432 Prime Coat 0.2981576 33.18 9.892869168 Asphalt mixing 0.000402797 3663.98 1.475841618 TOTAL 14.58047975 3895.544151 Ενεργειακές καταναλώσεις
Emissions : Asphalt (flexible) road construction Εύκαμπτο οδόστρωμα (Άσφαλτος) Quarry material PM10 (kg) Bitumen C14 (Bq) H₃ (Bq) Aggregates Production for Road Sub-base Aggregates Production for Water-bound Macadam Base CO2 (kg) 25.90448322 Bitumen for BC 24.83 105.44 12.241 17.26965548 Bitumen for WC 12.22 86.94 10.01 Aggregates Production for BC 6.020661677 Bitumen for Construction 37.05 192.38 22.251 Aggregates Production for WC 4.245952036 Bitumen for Maintenance 105.44 469.86 54.46 Aggregates Production for Machinery emissions CO PM10 53.44075241 CO2 (kg) Contruction per layer (kg) (kg) Aggregates Production for Maintenance Lime Production for BC 0.060814699 25.87487102 Road Sub-base 463650.7 2573.4 264.696 Water-bound Macadam Base 386375.6 2144.5 220.58 Lime Production for WC 0.042888404 Prime Coat 26894.27 712.832 106.41 Lime Production for Construction 0.103703103 Tack Coat 26894.27 712.832 106.41 Lime for Maintenance 0.241426229 BC 278573 961.42 114.86 WC 222858.4 769.136 91.888 Εκπομπές
Emissions : Asphalt (flexible) road construction Εύκαμπτο οδόστρωμα (Άσφαλτος) Maintenance Phase Εργασίες συντήρησης Maintenance Works CO 2 (kg) ROG (kg) CO (kg) NO x (kg) SO 2 (kg) PM 10 (kg) WC works 8.81E-08 1.47E-09 3.8E-09 9.1E-09 0.00033 2.9E-10 Asphalt Aggregates 0.001239 BC works 3.56E-07 7.13E-10 10 18E09 1.8E-09 4.28E-09 13E10 1.3E-10 TOTAL 0.001239 2.18E-09 5.6E-09 1.34E-08 0.00033 4.2E-10 Εκπομπές
Emissions : Wet (rigid) road construction ύσκαμπτο οδόστρωμα (Έκχυτο σκυρόδεμα) Machinery emissions per layer CO2 (kg) CO (kg) PM10 (kg) Road Sub-basebase 463650.7 2573.4 264.696696 Road Base 386375.6 2144.5 220.58 RCC 463650.7 2573.4 264.696 Prime Coat 26894.2727 712.832 106.41 WC 222858.4 769.136 91.888 Total 1563429.7 8773.27 948.27 Maintenance Works Maintenance Phase CO 2 (kg) Εργασίες συντήρησης ROG (kg) CO (kg) NO x (kg) SO 2 (kg) PM 10 (kg) WC works 8.81E-08 1.47E-09 3.82E-09 9.1E-09 0.000331 2.94E-10 Asphalt Aggregates 0.000950705 TOTAL 0.000950793 1.47E-09 3.82E-09 9.1E-09 0.000331 2.94E-10 Εκπομπές
Emissions : Dry (rigid) road construction SFRC Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο Machinery emissions per layer CO2 (kg) CO (kg) PM10 (kg) Water-bound Macadam Base 386375.6 2144.5 220.58 SFRC 463650.7 2573.4 264.696 Prime Coat 26894.27 712.832 106.41 WC 222858.4 769.136 91.888 Total 1099779 6199.87 683.574 Maintenance Works Maintenance Phase Εργασίες συντήρησης CO 2 (kg) ROG (kg) CO (kg) NO x (kg) SO 2 (kg) PM 10 (kg) WC works 8.81E-08 1.47E-09 3.82E-09 9.1E-09 0.000331 2.94E-10 Asphalt Aggregates 0.000950705 TOTAL 0.000950793 1.47E-09 3.82E-09 9.1E-09 0.000331 2.94E-10 Εκπομπές
Layer Cost : Asphalt (flexible) road construction Layer width Cost Cost (mm) (euro/m³) (euro/m²) Construction Phase Volume (m³) Area (m²) Total Cost (euro) Road Sub Base 300 32.00 2100 67,200.00 Water-bound 200 40.0000 1400 56,000.00 Macadam Base Prime coat 0.70 7000 4,900.00 Asphalt Base course (BC) 70 220.00 490 107,800.00 Tack coat 0.43 7000 3,010.00 Asphalt Wearing course (WC) 50 225.00 350 78,750.00 Κόστος Κατασκευής TOTAL 317,660.00 Maintenance Phase Routine Maitenance No. within Cost Total Cost Area (m²) Length (m) Works 1km (euro/item) (euro) Rutting repair 40 2 9.83 393.02 Depression repair 40 4 164.88 6,595.20 Patch 20 2 82.44 1,648.80 Crack seal 120 3 15.00 1,800.00 Joint refletion cracking seal Total Cost X n works in Maintenance phase 120 3 0.04 5.01 41,768.13 Periodic Maintenance Works 95,550.00 191,100.00 Main Maintenance Works 214,690.00 214,690.00 Κόστος συντήρησης TOTAL 447,558.13
Layer Cost : Wet (rigid) road construction ύσκαμπτο οδόστρωμα (Έκχυτο σκυρόδεμα) Layer width Cost Cost Volume (m³) Area (m²) Total Cost (euro) (mm) (euro/m³) (euro/m²) Construction Phase Road Sub Base 300 32.00 2100 67,200.00 Road Base 300 40.00 2100 84,000.00 Roller-Reinforced Concrete (RCC) 300 86.07 2100 180,747.00 Prime coat 0.70 7000 4,900.00 Asphalt Wearing course (WC) 50 225.00 350 78,750.00 TOTAL Κόστος Κατασκευής 415,597.00 Routine Maintenance Works No. within 1km Area (m²) Maintenance Phase Length (m) Cost (euro/item) Total Cost (euro) Rutting repair 40 2 9.83 393.02 Depression repair 40 4 164.88 6,595.20 Patch 20 2 82.44 1,648.80 80 Crack seal 120 3 15.00 1,800.00 Joint reflection cracking seal Total Cost X n works in Maintenance phase 120 3 0.04 5.01 41,768.13 Periodic Maintenance Works 95,550.00 286,650.00 Κόστος συντήρησης TOTAL 328,418.13
Cost : Dry (rigid) road construction SFRC Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο Layer Layer width (mm) Cost (euro/m³) Cost (euro/m²) Volume (m³) Area (m²) Total Cost (euro) Construction Phase Road Base 300 40.00 2100 84,000.00 Steel Fibre Reinforced Concrete (SFRC) 300 86.71 2100 182,091.00 Prime coat 0.70 7000 4,900.00 Asphalt Wearing course (WC) 50 225.00 350 78,750.00 Κόστος Κατασκευής TOTAL 349,741.00 Maintenance Phase Routine No. within Length Area (m²) Maitenance Works 1km (m) Cost (euro/item ) Total Cost (euro) Rutting repair 40 2 9.83 393.02 Depression repair 40 4 164.88 6,595.20 Patch 20 2 82.44 1,648.80 Crack seal 120 3 15.00 1,800.00 Joint refletion cracking seal Total Cost X n works in Maintenance phase 120 3 0.04 5.01 41,768.13 Periodic Maintenance Works 95,550.00 286,650.00 Κόστος συντήρησης TOTAL 328,418.13
LCC using the CUT Model analysis Project Details Analysis Options Vl Value of fuser Time Traffic Hourly Distribution Traffic Data Added Time and Vehicle Stopping Costs Alternative-Level Inputs
Simulation Modeling Περιγραφή του μοντέλου Inputs Results M O D Net E Present Vl Value % L agency costs, user costs and discount rates
CUT Model Outputs & Results Simulation and Outputs Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο Εύκαμπτο οδόστρωμα (Άσφαλτος) Total Cost Total Cost Alternative 1: Dry Rigid Pavement Agency Cost ( 1000) User Cost ( 1000) Alternative 2: Flexible Pavement Agency Cost ( 1000) User Cost ( 1000) Undiscounted Sum 380.00 633.10 343.00 759.72 Present Value 364.40 633.10 327.40 759.72 Κόστος Κατασκευής Κόστος συντήρησης Κόστος Κατασκευής Κόστος συντήρησης Lowest Present Value Agency Cost Lowest Present Value User Cost Alternative 2: Flexible Pavement Alternative 1: Dry Rigid Pavement SFRC Κόστος Κατασκευής Κόστος συντήρησης Rigid pavement Higher initial construction costs than flexible asphalt pavement Less maintenance costs in the long term from concrete durability Κόστος Κατασκευής Κόστος συντήρησης
Life Cycle Impact Assessment (Gabi) What is a Life Cycle Impact Assessment (LCIA)? The Life Cycle Impact Assessment (LCIA) phase of an LCA is the evaluation of potential ti human health and environmental impacts of the environmental resources and releases identified during the LCI. Impact assessment should address ecological and human health effects; it should also address resource depletion. Υπολογισμός ενεργειακών καταναλώσεων και ρύπων
Software functionality of GaBi 4 Thinking behind the software converting real life into GaBi 4
Software functionality of GaBi 4 Εύκαμπτο οδόστρωμα (Άσφαλτος) Εξέταση δραστηριοτήτων
Asphalt (flexible) road construction Εύκαμπτο οδόστρωμα (Άσφαλτος) Εξέταση δραστηριοτήτων
Software functionality of GaBi 4 Process dialog window Description of processes with Input and Output-Flows Detailed Documentation of data quality according to ISO requirements for each flow Includes besides Life Cycle Inventory data, information on costs (LCC = Life Cycle Costing) and (in future) on social aspects (LCWT = Life Cycle Working Time) Εξέταση δραστηριοτήτων
ύσκαμπτο οδόστρωμα (Έκχυτο σκυρόδεμα) Wet (rigid) road construction RCC Εξέταση δραστηριοτήτων
Dry (rigid) road construction SFR-RCC Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο Εξέταση δραστηριοτήτων
LCA Results Emissions to air (Mass (Kg)) Εκπομπές κιλά ανα κυβικό μέτρο Εύκαμπτο οδόστρωμα (Άσφαλτος) 600000 500000 400000 Επιπτώσεις στο περιβάλλον 107.25 kg/m 3 300000 200000 100000 ύσκαμπτο οδόστρωμα (Έκχυτο σκυρόδεμα) 79.33 kg/m 3 Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο 65.34 kg/m 3 οδικού δικ κτύου Εκπομ μπές ανά χιλιόμετρο 0 Asphalt Road contruction Wet road construction Dry road contruction Global Warming Potential (GWP 100 years) [kg CO2- Equiv.] Emissions to air Asphalt Road construction 570460.10 Wet road construction 425783.68 Dry road construction 295527.2020 The asphalt environmental impact is the summation of all impact related to bitumen and aggregates production and the energy consumed for the mixing process. The material transportation processes have also a large impact during the construction phase due to the consumption of diesel fuel. Bitumen that is used for asphalt production is the largest contributor to the ozone depletion potential and photochemical ozone creation effect. Diesel consumption for the transportation processes and site preparation contributes significantly to the acidification potential and the eutrophication potential
Life Cycle Interpretation & evaluation of Results Total Cost Alternative 1: Dry Rigid Pavement Alternative 2: Flexible Pavement Agency Cost Agency Cost Total Cost ( 1000) User Cost ( 1000) ( 1000) User Cost ( 1000) Undiscounted Sum 380.00 633.10 343.00 759.72 Present Value 364.40 633.10 327.40 759.72 Lowest Present Value Agency Cost Lowest Present Value User Cost Alternative 2: Flexible Pavement Alternative 1: Dry Rigid Pavement (SFR-RCC) Global Warming Potential (GWP 100 years) [kg CO2- Equiv.] Emissions to air Asphalt Road construction Wet road construction 425783.68 Dry road construction 295527.20 Μεγαλύτερο αρχικό Κόστος Κατασκευής Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο γ ρ ρχ ς ής Μικρότερο κόστος συντήρησης Λιγότερες εκπομπές CO2 Rigid pavement (SFR-RCC) Higher initial construction costs than flexible asphalt pavement 570460.10 Less maintenance costs in the long term from concrete durability More environmental friendly and 295527 20 less CO2 emissions i than Asphalt
Ανακυκλωμένες ίνες από λάστιχο Dry (rigid) road construction procedure using SFRC. λιγότερη δαπανηρή. Και με μικρότερη κατανάλωση όγκου πρώτων υλών,, ενέργειας και εκπομπές CO2
Thanks for your attention Cyprus University of Technology http://www.cut.ac.cy/ce/