Life cycle cost analysis: application to an airport pavement

Timothy Heuvinck

Key information

Authors:

Timothy Heuvinck (Timothy Heuvinck)

Supervisors:

Luís Guilherme De Picado Santos (Luís Guilherme De Picado Santos)

Published in

07/06/2015

Abstract

Na construção ou reabilitação de pavimentos de estradas já é comum proceder a uma avaliação no ciclo de vida da sustentabilidade de soluções alternativas (LCA, Life-Cycle-Analysis) e/ou uma avaliação da solução mais eficiente economicamente através de uma análise de custos no ciclo de vida (LCCA, Life-Cycle-Cost-Analysis). No entanto, para pavimentos aeroportuários, estes tipos de avaliação não se fazem comummente. A dissertação descreve os dois tipos de avaliação referidos. A LCA usa a pegada ecológica e a contribuição para o aquecimento global das alternativas em estudo enquanto que a LCCA é mais focada na eficiência financeira no final da vida dessas alternativas. A gestão dum aeroporto está mais focada na eficiência financeira pelo que a LCCA foi usada nesta dissertação. A aplicação foi feita para a pista principal do aeroporto de Lisboa considerando uma profunda reabilitação de 20 cm nas camadas betuminosas existentes. Foram comparadas duas soluções de pavimento flexível, uma em que as misturas betuminosas são um Stone Mastic Asphalt (SMA) e outra onde são um betão betuminoso (AC). Nos cálculos foram considerados custos diretos e indiretos. Os custos diretos estão relacionados com a construção inicial e as intervenções de reabilitação, e foram calculados com informação obtida junto da administração do aeroporto e de empreiteiros que trabalham para ela. Os custos indiretos estão relacionados com a perda de receita diária devido às atividades de reabilitação do pavimento. O valor usado na análise foi um valor aproximado proveniente de informação do tráfego e sobre as taxas aplicadas à operação no aeroporto. O cálculo foi feito pelo Software Aircost (AAPTP, 2011) para um período de 30 anos e taxas de desconto diferentes (2%; 2,5% and 3%). Os resultados da LCCA permitem dizer, para as condições usadas, que a solução SMA é a mais eficiente economicamente e isto tanto para uma análise determinística, onde os parâmetros chave que definem a análise são fixos, como para uma probabilística, onde se admite uma variação segunda determinada lei para aqueles parâmetros. In the construction or rehabilitation investments of highways’ pavements it is already common to perform a Life-Cycle-Analysis (LCA) or Life-Cycle-Cost-Analysis (LCCA) for different alternatives, but for airport pavements is these kind of analysis quite new. In the dissertation are the different steps of both analysis types listed and represented. LCA takes the different ecological footprints and global warming potentials of the alternatives in consideration, and LCCA is more focused on the final cost of the project. For the management of an airport is the cost tag more important, so this approach will be followed in the dissertation. The application is done on the main runway of the Lisbon airport for a deep rehabilitation of 20cm in the existing bituminous layers. There are two different flexible pavement types compared, one where the main bituminous mixture is a Stone Mastic Asphalt (SMA) and other where that is an Asphalt Concrete (AC). In the calculations are the different cost factors defined, the direct costs and the indirect costs. The direct costs are related to the initial construction and M&R activities and are calculated with information from the airport-agency and constructors that work for them. The indirect costs are related with the loss of daily revenue of the airport during work activities. This figure was used more as an assumption made on information of traffic and daily operational taxes for the airport, to get a clue for the value. For the application is an analysis period of 30 years chosen and different discount rates (2%; 2,5% and 3%) used to make the calculation in the Aircost software (AAPTP, 2011). From the results and for the conditions used for the LCCA it can be decided that the SMA-option is the most cost-effective out of the deterministic analysis, where the key parameters have a fixed value, or the probabilistic analysis, where the key parameters can change over an adopted variation law.