Impacto de las actividades de rehabilitación del pavimento sobre las emisiones de CO2 y el consumo de combustible de los vehículos. Caso de estudio de la autovía M-50

Abstract

[ES] Este estudio evalúa el impacto medioambiental de las actuaciones de repavimentación en la autovía M-50 (Madrid, España), a partir de un análisis antes-después basado en datos de vehículos conectados. El objetivo fue cuantificar el efecto de la mejora de la regularidad superficial sobre el consumo de combustible y las emisiones de CO¿ de los vehículos. La metodología se estructuró en cinco fases: (i) validación de datos de regularidad procedentes de vehículos autónomos y conectados; (ii) caracterización del parque de vehículos; (iii) recopilación y filtrado de datos de vehículos conectados; (iv) tramificación de la vía según la regularidad, el trazado en alzado y las zonas intervenidas; y (v) análisis comparativo antes-después. El parque vehicular estuvo compuesto mayoritariamente por turismos diésel (45%) y gasolina (30%), furgonetas (12%), camiones (8%) y autobuses (5%). Se analizaron tramos homogéneos en condiciones de hora valle para evitar distorsiones por congestión, comparando datos de noviembre de 2023 y 2024, asegurando condiciones climáticas similares. Se estudiaron siete tramos intervenidos en sentido creciente de circulación (¿30 km) y tramos de control sin actuaciones. Los datos incluyeron velocidad, consumo, emisiones y regularidad superficial. Los resultados mostraron mejoras significativas tras la repavimentación: (i) reducción de la regularidad, (ii) aumento de la velocidad media y (iii) disminución del consumo y las emisiones. Asimismo, se identificó que el trazado en alzado influye notablemente, siendo los beneficios mayores en tramos con mayor inclinación media. En promedio, se logró una reducción del 9¿10¿% en consumo y emisiones. Teniendo en cuenta que por esta carretera transita aproximadamente 115.000 veh/día y suponiendo una distribución 50-50 entre sentidos de circulación, se estimó un ahorro diario en los tramos intervenidos ¿sentido creciente¿ de 16.206 litros de combustible y 43,75 toneladas de CO¿, que anualmente equivale a aproximadamente 6 millones de litros de combustible y casi 16.000 toneladas de CO¿. Estos resultados evidencian el potencial de las actuaciones de mejora del pavimento para contribuir a la descarbonización del transporte.

[EN] This study assesses the environmental impact of pavement rehabilitation works on the M-50 motorway (Madrid, Spain) through a before-and-after analysis based on connected vehicle data. The objective was to quantify the effect of improved roughness on vehicle fuel consumption and CO¿ emissions. The methodology was structured into five phases: (i) validation of regularity data from autonomous and connected vehicles; (ii) vehicle fleet characterization; (iii) collection and filtering of connected vehicle data; (iv) segmentation of the road based on surface roughness, vertical alignment, and intervention areas; and (v) comparative before-and-after analysis. The vehicle fleet was composed mainly of diesel passenger cars (45%), gasoline cars (30%), vans (12%), trucks (8%), and buses (5%). The analysis focused on homogeneous road sections during off-peak hours to avoid congestion-related distortions, comparing data from November 2023 and 2024 under similar weather conditions. Seven rehabilitated sections (¿30 km) and control sections with no intervention were studied. The dataset included speed, fuel consumption, emissions, and surface roughness. The results revealed significant improvements after repaving: (i) reduced surface irregularity, (ii) increased average speed, and (iii) decreased fuel consumption and emissions. Additionally, the influence of vertical alignment was notable, with greater benefits observed in sections with steeper gradients. On average, a 9¿10% reduction in fuel consumption and emissions was achieved. Considering an average daily traffic volume of approximately 115,000 vehicles and assuming a 50-50 directional split, the estimated daily savings in the rehabilitated (inbound) sections amounted to 16,206 liters of fuel and 43.75 tonnes of CO¿. On an annual basis, this translates to roughly 6 million liters of fuel and nearly 16,000 tonnes of CO¿. These results highlight the potential of pavement improvement actions to contribute to the decarbonization of transport.