Studio e sviluppo di modelli LCA per le pavimentazioni stradali. Il caso studio della riqualifica di un aeroporto

The increasing integration of environmental sustainability principles into infrastructure design, and in particular road infrastructure, strengthened by D.Lgs 36/2023 and the D.M. 5 Agosto 2024 introducing the Minimum Environmental Criteria (CAM strade), has established the Life Cycle Assessment (LCA) methodology as a key tool for the objective evaluation of environmental performance throughout the entire life cycle of an infrastructure. This thesis develops a methodological and application framework for the life cycle assessment of road pavements, with particular reference to rehabilitation interventions. The first part of the work presents a comprehensive state-of-the-art review, examining the relevant regulatory and technical references, the main methodological challenges, the different approaches to Life Cycle Inventory (LCI) modelling, and the implications of the various life cycle phases. Particular attention is also devoted to the potential use of recycled materials within a circular economy perspective. In the second part of the thesis, the LCA methodological framework is applied to a real airport rehabilitation case study, through the modelling of different intervention types planned for the runway and taxiways. The analysis includes all end-of-life phases (C1–C4) and all production and construction phases (A1–A5), quantifying environmental impacts and comparing the different design solutions both in absolute terms and normalized with respect to the defined functional unit, equal to 1 m² of pavement. The results show that the material production phase represents the dominant contribution to greenhouse gas emissions in terms of Global Warming Potential (GWP), while impacts normalized to the functional unit are strongly influenced by the intervention depth and by the structural configuration of the pavement system. The study demonstrates that the LCA approach, when properly structured and integrated into the technical design process, constitutes an effective decision-support tool for guiding technical choices toward lower environmental impact solutions, in line with ecological transition objectives and the reduction of greenhouse gas emissions.

La sempre più crescente integrazione dei principi di sostenibilità ambientale nella progettazione di infrastrutture viarie, consolidata dal D.Lgs. 36/2023 e dal D.M. 5 agosto 2024 recante i Criteri Ambientali Minimi (CAM Strade), rende l’adozione della metodologia di Life Cycle Assessment uno strumento centrale per la valutazione oggettiva delle prestazioni ambientali nell’arco del ciclo di vita dell’opera. Il presente elaborato di tesi sviluppa un quadro metodologico e applicativo per la valutazione del ciclo di vita delle pavimentazioni stradali, con particolare riferimento agli interventi di riqualifica. Nella prima parte è stata condotta un’ampia analisi dello stato dell’arte, esaminando i riferimenti normativi e tecnici di riferimento, le principali criticità metodologiche, le differenti impostazioni dell’inventario e le implicazioni delle diverse fasi del ciclo di vita. Inoltre, particolare attenzione è stata rivolta alla possibilità di impiego dei materiali di recupero in un’ottica di economia circolare. Nella seconda parte della tesi, l’impianto metodologico LCA è stato applicato a un caso studio reale di riqualifica aeroportuale, attraverso la modellazione delle diverse tipologie di intervento previste sulla pista di volo e sulle taxiway. L’analisi considera tutte le fasi di fine vita (da C1 a C4) e tutte le fasi di produzione e costruzione (da A1 a A5) attraverso la quantificazione degli impatti ambientali e il confronto tra le diverse soluzioni progettuali previste, sia in termini assoluti che in termini normalizzati rispetto all’unità funzionale definita, pari a 1 m2 di pavimentazione. I risultati ottenuti evidenziano come la fase di produzione dei materiali rappresenti il contributo emissivo predominante in termini di potenziale di riscaldamento globale (GWP); al contrario, le emissioni normalizzate rispetto all’unità funzionale risultano fortemente influenzate dalla profondità dell’intervento e dalle caratteristiche del pacchetto di pavimentazione impiegato. Lo studio dimostra come l’approccio LCA, se correttamente impostato e integrato all’interno di una progettazione tecnica, costituisca un supporto decisionale efficace per orientare le scelte tecniche verso soluzioni a minore impatto ambientale, di concerto con gli obiettivi di transizione ecologica e di riduzione delle emissioni climalteranti.