Building a high-speed line requires significant investment and its design strongly influences the operation, with the aggravating circumstance that subsequent modifications not initially planned are not always feasible at a reasonable cost. It is therefore necessary to define optimal infrastructure configurations. Design principles of high-speed lines have remained unchanged for 50 years and are similar to all lines. For this reason it is crucial to review, update and adapt them to the future and specific requirements of each line. This thesis identifies two dimensions which should be considered when designing a new high speed line: -Time dimension: capacity requirements are not constant throughout the life cycle of the infrastructure. Usually there is an upward trend but subject to many uncertainties. Thus, the time dimension involves the study of scalable design, which allows adapting supply to demand mitigating the risk of any cost overrun. - Spatial dimension: not all lines and even not all sections of a line have the same functionality in a railway network. Traffic patterns, demand volumes and speed requirements, differ from one section to another, so that the equipment must also be different and adapted to the particular conditions. Moreover, sometimes a new highspeed line is planned to link populations that hitherto had conventional line to reduce travel times. In such cases, a decision will have to be taken on what to do with the existing line. The aim of this thesis is to undertake a systematic analysis considering both dimensions and addressing in detail technical and economic aspects to finally present the Two-dimensional design methodology for high speed lines as a tool to achieve efficient design. The analysis is confined to the track layout of new high speed lines. On the basis of a detailed analysis of the high-speed networks in Japan, France and Spain, common design patterns are identified. Furthermore, using graph theory and network science, it is quantified how the structure and topology of the networks influence operation and capacity. An analysis of the economic implications of adopting different designs (single track, double track, scalable design…) is performed. Infrastructure investment, maintenance and operation costs, as well as costs and revenues of a railway operator and external costs are discussed. All cost and revenue drivers are identified. Guideline values are provided, detailed enough to undertake a socio-economic assessment in the absence of actual data. Subsequently, technical aspects are addressed, analysing in depth time and spatial dimensions, presenting, evaluating and comparing the design solutions available. The analysis is based on simulation, combining different infrastructure variants, train types and headways. It allows drawing some general conclusions, always bearing in mind that each line has its particularities and constraints. Following study of economic and technical aspects in both dimensions they are interconnected, presenting the Two-dimensional design methodology for high speed lines. The proposed methodology is applied to the Ourense-Lugo high speed line to verify its usability. / La construcción de una línea de alta velocidad requiere una cuantiosa inversión y su diseño condiciona fuertemente la operación, dándose la circunstancia agravante de que realizar modificaciones posteriores no previstas inicialmente no siempre es factible a un coste razonable. Por ello resulta necesario acercarse a una configuración óptima de la infraestructura. Los principios de diseño de líneas de alta velocidad han permanecido inmutables y similares para todas las líneas desde hace 50 años, urge por tanto realizar una revisión y actualización de los mismos adaptándolos a los requerimientos futuros y particulares de cada línea. En general las líneas se planifican desde un principio para atender elevados volúmenes de tráfico incurriendo en el riesgo de que la demanda prevista no se alcance hasta muy avanzado el ciclo de vida de la infraestructura o, en el peor de los casos, por razones estructurales no llegue a alcanzarse. Dicho sobredimensionamiento, aunque sea temporal, supone un sobrecoste y asignación ineficiente de los recursos económicos. En esta tesis se identifican dos dimensiones que deben considerarse al diseñar una nueva línea de alta velocidad: - Dimensional temporal: los requerimientos de capacidad no son constantes a lo largo del ciclo de vida de la infraestructura, por lo general la tendencia es creciente pero existen múltiples incertidumbres. Por ello la dimensión temporal comprende el estudio de la escalabilidad del diseño, de manera que la capacidad ofertada sea acorde a la demanda y evolucione con ésta, evitándose así sobrecostes. - Dimensión espacial: no todas las líneas e incluso no todas las secciones de una línea tienen la misma funcionalidad en una red ferroviaria. Los patrones de tráfico, volúmenes de demanda y los requisitos de velocidad, difieren de unas secciones a otras y por tanto también el equipamiento debe ser diferente y adaptado a las condiciones particulares. Por otra parte, en ocasiones las nuevas líneas de alta velocidad se plantean para enlazar poblaciones que hasta la fecha disponían de línea convencional, con el objetivo de reducir los tiempos de viaje y en estos casos en necesario decidir qué hacer con la línea preexistente. Ambas cuestiones se engloban en la dimensión espacial. El objetivo de esta tesis es realizar un análisis sistemático y conjunto de las dos dimensiones abordando en detalle aspectos técnicos y económicos para finalmente presentar la Metodología de diseño bidimensional de líneas de alta velocidad como herramienta para el diseño eficiente de las mismas. Se define como diseño eficiente aquel que garantiza la disponibilidad, la robustez y el nivel de servicio adecuado a un coste asumible, no sólo en condiciones normales de explotación sino también en estados degradados. El análisis se circunscribe al diseño de la configuración en planta de nuevas líneas de alta velocidad. Se parte de un análisis de las redes de alta velocidad de Japón, Francia y España que permite conocer las realidades de diseño existentes y determinar la estructura y topología de las redes y como éstas condicionan la operación y los flujos de tráfico que por ellas pueden circular. El estudio realizado se apoya en la teoría de grafos y la ciencia de redes y permite constatar la homogeneidad de los diseño pese a las particularidades de cada tramo en cuanto a volúmenes de tráfico y ubicación en la red. A continuación se realiza un análisis de las implicaciones económicas de los diferentes diseños que se pueden adoptar en una línea de alta velocidad. Se analizan los costes de construcción, mantenimiento y operación de infraestructura, los costes e ingresos de un operador de viajeros y los costes externos, introduciéndose como novedad la identificación de todos los inductores de costes e ingresos y aportándose valores unitarios orientativos suficientemente desagregados como para poder realizar una evaluación socioeconómica a falta de datos reales. Se abordan posteriormente los aspectos técnicos, analizando en profundidad la problemática de las dimensiones temporal y espacial, presentando, evaluando y comparando las diferentes opciones de diseño existentes. Los análisis realizados se basan en la realización de numerosas simulaciones en las que combinan diversas configuraciones de vías, tipologías de tráfico y niveles de capacidad demandados. Estos trabajos permiten extraer algunas conclusiones generales, siempre teniendo presente que cada línea y sus condicionantes son particulares. Una vez estudiados los aspectos económicos y los técnicos en ambas dimensiones se ponen todos en relación, presentando la Metodología de diseño bidimensional de líneas de alta velocidad que es objeto de esta tesis. La metodología propuesta se emplea para plantear y evaluar el diseño de la línea de alta velocidad Ourense-Lugo constatando su validez y aplicabilidad.

Assembling original documents, historical material, completed or unrealized projects and the evolution of governmental and professional structures, this dissertation explores the development and construction of urban expressways in American cities, from their conception at the dawn of the 20th-century, to the end of the 1960’s. Beyond the force of its physical imprint, and its impact on the operative restructuring of the city, the arrival of the urban expressway led to profound doubts about the value and the meaning of the urban, about the legitimacy or professional relevance of urbanism—the discipline that ostensibly had the expertise to deal with the city—and an institutional and political structure supported by what were in theory democratic ideals, but which were, in many cases, closely tied to private interests. Much has been written about the reasons behind the construction of the system of expressways and the need for great technical ability in order to complete this system. More still has been written about the consequences of this system, frequently linked to a string of negative adjectives when discussing their impact on the urban fabric. And not a few have written about the intricate political web behind this infrastructure. Nevertheless, relatively little has been written about urban expressways and the invisible network of questions, episodes, causes and consequences that shaped the decisions that would later be translated into a radical change of the American city.Theory versus method, disciplinary impotence versus professional competence, institutional orphanhood versus executive institutionalization would be, both successively and simultaneously, battlegrounds for a debate unleashed through a series of specific outgrowths of what is, or what may perhaps once have been, a mere piece of infrastructure.This dissertation will explore these questions, understanding the urban expressway in the American city to be only the tip of the iceberg of a profound change in the history of what we still refer to, generically, as the urban / Conjugando archivos originales, material histórico, proyectos ejecutados o nunca realizados y la evolución de estructuras profesionales y gubernamentales, esta tesis explora las autopistas urbanas en las ciudades de Estados Unidos desde su germen a comienzos de la primera mitad de siglo XX hasta finales de la década del ‘60. El advenimiento de las autopistas urbanas produjo, más allá de su impresión física y su impacto en la reestructuración operativa de las ciudades, profundos cuestionamientos sobre el valor y significado de lo urbano, la legitimidad o relevancia profesional sobre la disciplina que pretendía ser su especialista, el urbanismo, y una estructura institucional y política siempre sostenida sobre supuestos ideales democráticos pero perversamente atado a intereses privados. Mucho se ha sido escrito sobre las razones para la construcción del sistema de autopistas como infraestructuras y el desarrollo de una rigurosa pericia técnica para su ejecución, más aún sobre sus consecuencias, casi siempre adjetivadas como nefastas, en los entornos urbanos, y no pocos han escrito sobre la intrincada red política detrás de ellas. Sin embargo, poco se ha escrito sobre las autopistas urbanas en forma específica y la invisible trama de cuestiones, episodios, causas y consecuencias que dieron forma a decisiones que se traducirían luego en el más drástico cambio de la ciudad en Estados Unidos.Teoría versus método, impotencia disciplinar versus competencia profesional, orfandad institucional versus institucionalización ejecutiva serán por turnos, y simultáneamente, campos de batalla para un debate desencadenado a través de unas ramificaciones específicas de lo que en apariencia es, o era si alguna vez lo fue, simplemente una pieza de infraestructura.Esta tesis indagará en estas cuestiones, entendiendo las autopistas urbanas en las ciudades de Estados Unidos sólo como la punta del iceberg de un cambio rotundo en el curso de la historia, de la que aún genéricamente llamamos, urbana.

El comportamiento a fatiga de las mezclas bituminosas es de vital importancia para el diseño de pavimentos. Como componente que cohesiona la mezcla, el ligante hidrocarbonado influye fuertemente en esta propiedad de la mezcla. Por ello es necesario estudiar el comportamiento a fatiga de este material. Clásicamente las propiedades de los ligantes en condiciones de fatiga han sido estudiadas mediante la obtención de la ley de fatiga del material. Para ello son necesarios numerosos ensayos cíclicos a amplitud de deformación o carga constante, denominados barridos de tiempo. Este tipo de ensayos son largos y costosos. Esta tesis doctoral presenta un nuevo procedimiento de ensayo que pretende caracterizar el comportamiento a fatiga de ligantes con menor número de ensayos y de menor duración. El nuevo procedimiento se basa en aplicar ensayos cíclicos de amplitud de deformación ascendente. Este tipo de ensayos son conocidos como barridos de deformaciones y por ello, el nuevo procedimientos se nombró EBADE (Ensayo de BArrido de DEformaciones). Previo a un procedimiento inicial de calibración el EBADE ha sido empleado para caracterizar el comportamiento a fatiga de varios ligantes y se ha demostrado que los resultados obtenidos mediante este ensayo están relacionados con la ley de fatiga del material, cuya obtención implica un consumo de tiempo muy superior. Así mismo, se ha demostrado que la pérdida de módulo experimentada por el ligante durante los ensayos cíclicos es, en su mayor parte, debida a la tixotropía del material y no a un proceso de daño irreversible. Como aportación final, se propone el empleo de dos parámetros obtenidos en los ensayos EBADE, el módulo inicial y la deformación de fallo, como parámetros característicos del comportamiento de los ligantes bituminosos a fatiga, en substitución de las leyes de fatiga obtenidas por medio de los ensayos de barrido de tiempo. / The fatigue behavior of bituminous mixtures plays a major role in pavement design. The asphalt binder has a strong influence in that property and because of that it is necessary to study its fatigue behavior. Typically the fatigue properties of binders have been studied by obtaining the fatigue law of the material. This requires several cyclic tests at constant strain or stress amplitude, called time sweep tests. Such tests are long and expensive. This thesis presents a new test procedure that aims to characterize the fatigue behavior of binders with fewer and shorter tests. The new procedure is based on applying increasing strain amplitude cyclic tests. The test was called EBADE, standing for strain sweep tests in Spanish. Prior to an initial calibration procedure, the EBADE has been used to characterize the fatigue behavior of several binders and demonstrated that the results obtained by this test are related to the fatigue law of the material, which calculation involves several time consuming tests. In addition, it has been proven that modulus loss experienced by the binder during cyclic testing is mostly due to the thixotropy of the material and not to a process of irreversible damage. As a final remark, two parameters obtained in the EBADE tests, initial modulus and failure strain, are proposed to characterize the fatigue behavior of asphalt binders, instead of the fatigue laws obtained by means of the time sweep tests.

Tesi per compendi de publicacions. La consulta íntegra de la tesi, inclosos els articles no comunicats públicament per drets d'autor, es pot realitzar prèvia petició a l'Arxiu UPC / The relationship between the railway network and the city system has been the subject of numerous studies in recent decades. The railway has assumed great importance as a key element of transport infrastructure for the both regional organisation of the cities and associated territories that it connects. It has conditioned such different phenomena as urban morphology, socio-economic development and the regional hierarchy of settlements. The proliferation of Historical Geographic Information Systems (HGIS) and the creation of territorial databases has opened the door to a series of new ways of analysing the possible effects associated with the railway. The current work proposes new methods and instruments which make it possible to model and quantify a number of new explanatory variables and to thereby provide a better understanding of the resulting correlations. Understanding that the use of macroscopic models does not always guarantee a sufficient degree of explanation, we have also proposed a series of case studies to establish the conditions under which these correlations are obtained. Models that study the correlations between railway coverage and population growth, territorial accessibility and the distribution of population, and the impact of railways and strategies for territorial expansion are just a few of the tools presented here. Morphological analyses of cities in relation to the railway, rail colonisation based on the railway network, and the relationship between rail infrastructure and regional development are just a few of the themes that we have studied in detail with the aim of improving our understanding of the specific dynamics involved. This study also demonstrates the great potential of the railway to transform the city system. However, this is a potential has not always been appropriately exploited by railway promotors nor by the inhabitants of the territories served by the railway network. It is essential to structure specific urban planning policies in order to maximise the benefits accruing to the local territory and to minimise the negative impact that the railway has on it. The current study proposes a number of indicators that could help to achieve both of these goals. / La relació entre xarxa ferroviària i el sistema de ciutats ha estat llargament estudiada des de fa dècades. Com a infraestructura de transport, el ferrocarril ha esdevingut un element cabdal en la configuració urbana i territorial de les ciutats connectades. N'ha condicionat aspectes tan diversos com la morfologia urbana, el desenvolupament sòcio-econòmic o la jerarquia regional de les localitat. Amb la proliferació dels Sistemes d'Informació Geogràfica Històrics, per a la creació de bases de dades territorials, s'obre un nou ventall de possibilitats a l'hora d'analitzar els possibles efectes causats pel ferrocarril. El present treball planteja nous mètodes i instruments, que permeten modelitzar i quantificar noves variables explicatives, podent arribar així a una major comprensió de les correlacions esmentades. Al mateix temps, i donat que la implementació de models macroscòpics no sempre és prou explicativa, es plantegen també diversos estudis de cas per tal de verificar les condicions en les que es compleixen les correlacions establertes. La correlació entre cobertura ferroviària i creixement poblacional, la correlació entre accessibilitat territorial i distribució de població o la influència ferroviària en la estratègia d'expansió territorial representen alguns dels models aquí plantejats. Al mateix temps, l'anàlisi morfològic de ciutats en relació al ferrocarril, la colonització ferroviària basada en el ferrocarril o la interrelació entre infraestructures i desenvolupament regional son alguns dels tòpics desenvolupats en detall per tal de comprendre les dinàmiques específiques. Amb tot, es demostra un gran potencial transformador del ferrocarril sobre el sistema de ciutats. Ara bé, aquest potencial no sempre ha estat aprofitat de forma adequada pels promotors ferroviaris o pels habitants dels territoris servits. La necessitat d'articular polítiques urbanístiques específiques per maximitzar els beneficis territorials i minimitzar els impactes causats és essencial. I el present treball planteja certes indicacions que permetrien un millor encaix d'ambdós elements

Cette étude s’intéresse aux modes de transport terrestre utilisés pour les biens et marchandises dans l’ancienne Égypte. On en dénombre plusieurs, dont les plus importants sont la palanche, la barre de portage, le traîneau, et le transport à dos d’âne. Cette recherche s’appuie principalement sur des ressources documentaires iconographiques et plastiques, provenant de mastabas et d’hypogées datés de l’Ancien et du Moyen Empire. Elle a pour enjeu de préciser les conditions d’utilisation des différents modes de transport, tant sur un plan chronologique, que sociologique, ou topographique. / This study deals with means of land transport used for goods and merchandises in ancient Egypt. We can count a few, among which the most important are yoke, carrying pole, sledge and donkeys. This research is mainly based on iconographic and sculptural documentary resources from mastabas and hypogea dating from the Old and Middle Kingdom. Its main concern is to explain the conditions of use of the different means of land transport, on a chronological, sociological as well as on a topographical level.

El Problema de Enrutamiento de Vehículos (VRP) y sus diferentes variantes básicas son un dominio ampliamente estudiado en la comunidad científica de optimización. Algunos estudios han utilizado combinaciones específicas de restricciones encontradas en la vida real para definir los emergentes VRP Enriquecidos. Este trabajo aborda la integración de heurísticas, probabilidad sesgada, simulación, técnicas de computación distribuida & paralelas, y programación con restricciones. Los enfoques propuestos han solucionado algunas variantes del VRP: en primer lugar, las familias deterministas: VRP con flotas Heterogéneas (HVRP), VRP con flotas Heterogéneas y costo variable (HVRP-V), VRP con flota Heterogénea y Múltiples viajes (HVRPM), VRP con matriz de costo Asimétrica (AVRP), VRP con flota Heterogénea y matriz de costo Asimétrica (HAVRP), VRP con ventanas de Tiempo (VRPTW), y VRP Distancia limitada (DCVRP); en segundo lugar, las familias de naturaleza estocástica: VRP con Demandas estocásticas (VRPSD), y Problemas de Inventario y Enrutamiento de Vehículos con Demandas estocásticas (IRPSD). Una extensa revisión bibliográfica se ha realizado para cada una de estas variantes. Un primer enfoque propone la combinación de una aleatorización sesgada con heurísticas clásicas para la solución de problemas deterministas. Un segundo enfoque se centra en la combinación de heurísticas aleatorias con simulación (Simheuristics) para ser aplicados sobre los problemas estocásticos comentados. Por último, se propone un tercer enfoque basado en el trabajo conjunto de heurísticas aleatorias con programación de restricciones para resolver varios tipos de problemas de enrutamiento. Los algoritmos heurísticos desarrollados han sido aplicados en varios casos de referencia --entre ellos, dos estudios de casos reales de distribución en España-- y los resultados obtenidos son, en general, prometedores y útiles para los decisores. / The Vehicle Routing Problem (VRP) is a well known domain in optimization research community. Its different basic variants have been widely explored in the literature. Some studies have considered specific combinations of real-life constraints to define the emerging Rich VRP scopes. This work deals with the integration of heuristics, biased probability, simulation, parallel & distributed computing techniques, and constraint programming. The proposed approaches are tested for solving some variants of VRPs, namely, first, the deterministic families: Heterogeneous VRP (HVRP), Heterogeneous VRP with Variable cost (HVRP-V), Heterogeneous fleet VRP with Multi-trips (HVRPM), Asymmetric cost matrix VRP (AVRP), Heterogeneous fleet with Asymmetric cost matrix VRP (HAVRP), VRP with Time Windows (VRPTW), and Distance-Constrained VRP (DCVRP); second, the stochastic nature families: VRP with Stochastic Demands (VRPSD), and Inventory Routing Problem with Stochastic Demands (IRPSD). An extensive literature review is performed for all these variants, focusing on the main contributions of each work. A first approach proposes a biased-randomization of classical heuristics for solving the deterministic problems addressed here. A second approach is centered on the combination of randomized heuristics with simulation (Simheuristics) to be applied on the commented stochastic problems. Finally, a third approach based on the joined work of randomized heuristics with constraint programming is proposed to solve several types of routing problems. The developed heuristic algorithms are tested in several benchmark instances --between these, two real-life case studies in Spain are considered-- and the results obtained are, on average, highly promising and useful for decision makers.