Comparative Life Cycle Sustainability Assessment of Concrete and Recycled Plastic Composite Railway Sleepers
2026 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Jämförande livscykelbaserad hållbarhetsanalys av betongslipers och plastkompositslipers innehållande återvunnen plast (Swedish)
Abstract [en]
This study evaluates the sustainability performance of recycled plastic composite sleepers in comparison with conventional concrete sleepers within the Swedish railway sector. A Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA) was applied, integrating Environmental Life Cycle Assessment (E-LCA), Life Cycle Costing (LCC), and Social Life Cycle Assessment (S-LCA), to assess environmental, economic, and social performance over the sleepers lifecycles.
The results indicate that concrete sleepers perform better than recycled plastic composite sleepers across all three sustainability dimensions under the assumptions applied in this study. Concrete sleepers show lower total environmental impacts, lower life cycle costs, and lower social risks, leading to a higher aggregated LCSA score. The performance of recycled plastic composite sleepers is mainly influenced by higher impacts from raw material production and electricity use during manufacturing, longer transport distances, and end-of-life treatment asmunicipal solid waste.
Some improvement is observed for the recycled plastic composite sleeper. End-of-life recycling of the recycled plastic composite sleeper reduces climate change impacts, but does not improve the aggregated LCSA score due to higher costs and social risks during the lifecycle. In contrast, the aggregated LCSA score improves for the recycled plastic composite sleeper when transport distances between the manufacturer and the construction site are reduced. Nevertheless, under the study assumptions, these improvements are insufficient to change the overall sustainability ranking, as the concrete sleeper still achieves the highest LCSA score.
Abstract [sv]
Denna studie utvärderar hållbarhetsprestandan hos kompositsliprar tillverkade av återvunnen plast i jämförelse med konventionella betongsliprar inom den svenska järnvägssektorn. En livscykelbaserad hållbarhetsanalys (LCSA) tillämpades, där miljömässig livscykelanalys (E-LCA), livscykelkostnadsanalys (LCC) och social livscykelanalys (S-LCA) integrerades för att bedöma miljömässig, ekonomisk och social prestanda över sliprarnas livscykler.
Resultaten visar att betongsliprar presterar bättre än plastkompositsliprar inom samtliga tre hållbarhetsdimensioner under de antaganden som tillämpats i denna studie. Betongsliprar uppvisar lägre total miljöpåverkan, lägre livscykelkostnader och lägre sociala risker, vilket leder till ett högre aggregerat LCSA-betyg. Prestandan hos plastkompositsliprar påverkas främst av högre påverkan från råmaterialproduktion och elanvändning under tillverkningen, längre transportavstånd samt sluthantering som kommunalt avfall.
Vissa förbättringar kan observeras för plastkompositslipern. Materialåtervinning vid slutet av livscykeln minskar klimatpåverkan, men förbättrar inte det aggregerade LCSA-resultatet eftersom miljövinsterna motverkas av högre kostnader och sociala risker under livscykeln. Det aggregerade LCSA-resultatet förbättras däremot när transportavståndet mellan tillverkare och installationsplats minskar. Trots dessa förbättringar är de, inom studiens antaganden, otillräckliga för att förändra den övergripande hållbarhetsrankningen, där betongslipern fortfarande uppnår högst LCSA-resultat.
Place, publisher, year, edition, pages
2026. , p. 118
Series
TRITA-ABE-MBT ; 2627
Keywords [en]
Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA), Environmental Life Cycle Assessment (E-LCA), Social Life Cycle Assessment (S-LCA), Life Cycle Costing (LCC), Railway sleepers, Concrete sleepers, Recycled plastic composite sleepers
Keywords [sv]
Livscykelbaserad hållbarhetsanalys (LCSA), Miljömässig livscykelanalys (E-LCA), Social livscykelanalys (S-LCA), Livscykelkostnadsanalys (LCC), Järnvägssliprar, Betongsliprar, Plastkompositsliprar
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-377028OAI: oai:DiVA.org:kth-377028DiVA, id: diva2:2040461
Educational program
Degree of Master - Environmental Engineering and Sustainable Infrastructure
Supervisors
Examiners
2026-02-202026-02-20