Aplicação de algoritmos genéticos na otimização de estratégias de manutenção e reabilitação de pavimentos flexíveis
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca de teses e dissertações da Universidade de Passo Fundo (BDTD UPF) |
Texto Completo: | http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/2285 |
Resumo: | Brazilian highways have been the main form of freight and people transportation. However, most part of the highways in the country present some type of deterioration, what makes their users to be the most damaged. Part of this problem can be assigned to the fact that, mostly of the times only the implementation costs are considered when a road is being projected, putting aside the costs that will occur during its lifetime, as the ones of maintenance or rehabilitation, costs that can consume significant part of the investment. In the imminent publication of a new design method, MeDiNa, by the National Department of Transportation Infrastructure, that is under public consultation since 2018, it is believed that a cost analysis of road projects can be of great value for decision makers. Therefore, this paper aimed the development of a tool, to be used together with MeDiNa, to make the life cycle cost analysis of structures dimensioned there and optimization of maintenance strategies of the pavement. Firstly, a module to life cycle cost analysis was developed, using Monte Carlo simulation, for the road implementation costs. A second module was made for the optimization of maintenance and rehabilitation strategies making use of genetic algorithms. After the tool development, one structure was evaluated and validated through results comparison. It was observed that the results obtained in both methodologies had little variability, needing to be emphasized that, in the developed tool, the conservation costs were higher, what resulted in maintenance costs reduced, when confronted to the compared methodology. Users costs represent an important fraction of total costs and the appropriate maintenance of the road contributes to the no increase of this portion, besides reducing the need of more costly interventions. |
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Part of this problem can be assigned to the fact that, mostly of the times only the implementation costs are considered when a road is being projected, putting aside the costs that will occur during its lifetime, as the ones of maintenance or rehabilitation, costs that can consume significant part of the investment. In the imminent publication of a new design method, MeDiNa, by the National Department of Transportation Infrastructure, that is under public consultation since 2018, it is believed that a cost analysis of road projects can be of great value for decision makers. Therefore, this paper aimed the development of a tool, to be used together with MeDiNa, to make the life cycle cost analysis of structures dimensioned there and optimization of maintenance strategies of the pavement. Firstly, a module to life cycle cost analysis was developed, using Monte Carlo simulation, for the road implementation costs. A second module was made for the optimization of maintenance and rehabilitation strategies making use of genetic algorithms. After the tool development, one structure was evaluated and validated through results comparison. It was observed that the results obtained in both methodologies had little variability, needing to be emphasized that, in the developed tool, the conservation costs were higher, what resulted in maintenance costs reduced, when confronted to the compared methodology. Users costs represent an important fraction of total costs and the appropriate maintenance of the road contributes to the no increase of this portion, besides reducing the need of more costly interventions.O Brasil possui o modal rodoviário como sendo o principal meio para transporte de cargas e pessoas, porém grande parte das rodovias existentes no país apresentam algum, ou diversos, tipos de defeitos, o que faz com que seus usuários sejam os maiores prejudicados. Parte desse problema pode ser atribuído ao fato de que, em grande parte das vezes, apenas os custos de implantação sejam considerados quando do seu planejamento, não se considerando os custos que ocorrerão ao longo de seu ciclo de vida, como os de manutenção ou reabilitação do pavimento, os quais podem consumir investimentos significativos. Sabendo-se da iminente publicação, pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes, de um novo método de dimensionamento, o MeDiNa, que se encontra em consulta pública desde 2018, acredita-se que uma análise dos custos que compõem as obras rodoviárias durante seu ciclo de vida possa ser de grande serventia para os tomadores de decisões. Dessa forma, essa dissertação teve como objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta, utilizada em conjunto com o MeDiNa, para realização da análise de custo do ciclo de vida de estruturas lá dimensionadas e otimização das estratégias de manutenção do pavimento. Primeiramente desenvolveu-se um módulo para análise de custo de custo do ciclo de vida de forma probabilística, com uso da simulação de Monte Carlo, para os custos de implantação da rodovia. Um segundo módulo foi desenvolvido para otimização das estratégias de manutenção e reabilitação com uso de algoritmos genéticos. Após desenvolvimento da ferramenta, uma estrutura foi avaliada e validada através da comparação de resultados. Observou-se que os resultados obtidos em ambas as metodologias tiveram pouca variabilidade, destacando-se que, na ferramenta desenvolvida, os custos de conservação foram maiores, o que acarretou redução dos custos de manutenção da via, quando em comparação com a metodologia comparada. Os custos aos usuários representam importante parcela dos custos totais e a adequada manutenção da via contribui para o não aumento dessa parcela, além de diminuir a necessidade intervenções mais onerosas.Submitted by Jucelei Domingues (jucelei@upf.br) on 2022-09-01T00:37:52Z No. of bitstreams: 1 2021LuanaCarolineGirardiBasso.pdf: 3152792 bytes, checksum: 5cb45826f05b2fd22a25fc943ed34dc9 (MD5)Made available in DSpace on 2022-09-01T00:37:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2021LuanaCarolineGirardiBasso.pdf: 3152792 bytes, checksum: 5cb45826f05b2fd22a25fc943ed34dc9 (MD5) Previous issue date: 2021-04-06application/pdfporUniversidade de Passo FundoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil e AmbientalUPFBrasilFaculdade de Engenharia e Arquitetura – FEARPavimentos flexíveisPavimentos flexíveisPlanejamento rodoviárioRodovias - CustosENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILAplicação de algoritmos genéticos na otimização de estratégias de manutenção e reabilitação de pavimentos flexíveisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-41729612957170071185005006008147033241558623806-6274833215046395772info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca de teses e dissertações da Universidade de Passo Fundo (BDTD UPF)instname:Universidade de Passo Fundo (UPF)instacron:UPFORIGINAL2021LuanaCarolineGirardiBasso.pdf2021LuanaCarolineGirardiBasso.pdfapplication/pdf3152792http://tede.upf.br:8080/jspui/bitstream/tede/2285/2/2021LuanaCarolineGirardiBasso.pdf5cb45826f05b2fd22a25fc943ed34dc9MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82053http://tede.upf.br:8080/jspui/bitstream/tede/2285/1/license.txt1ea0bfd7af108792edd8df732bb777fcMD51tede/22852022-08-31 21:37:52.795oai:tede.upf.br: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Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://tede.upf.br/oai/requestbiblio@upf.br || bio@upf.br || cas@upf.br || car@upf.br || lve@upf.br || sar@upf.br || sol@upf.br || upfmundi@upf.br || jucelei@upf.bropendoar:2022-09-01T00:37:52Biblioteca de teses e dissertações da Universidade de Passo Fundo (BDTD UPF) - Universidade de Passo Fundo (UPF)false |
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