Massatalouden ja kuljetusratkaisujen optimointi infrarakentamisessa

Thumbnail Image

Files

master_Kallio_Salome_2025.pdf (2.76 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Engineering | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-09-27

Department

Major/Subject

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Geoengineering

Language

fi

Pages

107

Series

Abstract

The objective of this master’s thesis was to determine the most effective methods for managing earthworks mass balance in civil engineering and infrastructure projects from the contractor’s perspective. A further objective was to evaluate the applicability of a developed calculation tool in case projects. The focus was on implementation-phase methods that reduce costs and emissions. The study comprises a literature review on mass balance optimization methods and an applied section. In the applied section, a novel tool which is using Open Route Service matrix routing data was developed. The tool was evaluated in six infrastructure project case studies, and its performance was compared with established methods. The results indicate that the most significant way to reduce emissions and costs is the local reuse of excavated soils that are suitable for utilization. For soils that cannot be reused, the key factors are the selection of disposal sites and the optimization of transport routes. In the case studies the routes selected in the projects were most often among the most cost-efficient calculated routes. This finding supports the reliability of the tool. It was also observed that the most cost-efficient route is not often the one with the lowest emissions. Based on the case-studies the choosing routes based on emission minimization would have increased total costs on the studied routes by an average of 12 %. Based on the observations, the developed tool is adaptable and easy to implement in organizations with basic skills in Geographic Information Systems. Its greatest value is in the ability to quickly evaluate several different route combinations, considering costs and environmental impacts of the routes. The tool can be developed further and applied to support contractor decision-making and for example in municipal-level land use planning.

Diplomityön tavoitteena oli tunnistaa urakoitsijan näkökulmasta vaikuttavimmat keinot maa- ja infrarakennusprojektien massatalouden hallintaan sekä arvioida työn yhteydessä kehitetyn laskentatyökalun soveltuvuutta käytännön hankkeissa. Tarkastelun kohteena olivat toteutusvaiheessa hyödynnettävät menetelmät, joiden avulla voidaan vähentää kustannuksia ja päästöjä. Tutkimus koostui kahdesta osasta: kirjallisuuskatsauksesta massatalouden optimointiratkaisuihin sekä soveltavasta osuudesta, jossa kehitettiin Open Route Service-matriisireititysdataa hyödyntävä laskentatyökalu. Työkalua arvioitiin kuuden infraprojektin tapaustarkastelujen avulla ja sen toimivuutta verrattiin muihin käytössä oleviin menetelmiin. Tulosten perusteella merkittävin keino päästöjen ja kustannusten vähentämiseen on hyödyntämiskelpoisten kaivumaiden osalta mahdollisimman paikallinen hyödyntäminen. Hyödyntämiskelvottomien maiden osalta korostuvat läjityspaikan valinnan ja kuljetusreittien optimointi. Tapaustarkasteluissa projekteilla toteutuneet reitit sijoittuivat useimmiten laskennallisesti kokonaisedullisimpien reittien joukkoon, mikä vahvistaa kehitetyn työkalun tuottaman tiedon luotettavuutta. Tapaustarkasteluiden perusteella havaittiin, että kustannuksiltaan edullisin reitti ei ole aina päästöiltään vähäisin. Päästöperusteinen reittivalinta olisi nostanut tarkastelluilla reiteillä kokonaiskustannuksia keskiarvoisesti 12 %. Kehitetyn työkalun todettiin olevan joustavasti mukautettavissa ja suhteellisen helposti käyttöönotettavissa organisaatioissa, joissa on perustason paikkatieto-osaamista. Työkalun tuoma suurin lisäarvo on mahdollisuus arvioida nopeasti jopa satoja erilaisia reittiyhdistelmiä huomioiden reiteiltä kertyvät maksut ja reitin ympäristövaikutukset. Työkalua voidaan jatkokehittää ja soveltaa urakoitsijan päätöksenteon lisäksi myös esimerkiksi kuntatason maankäytön suunnittelussa

Description

Supervisor

Siren, Topias

Thesis advisor

Matikainen, Antti

Keywords

massatalous, paikkatieto, GIS, infrarakentaminen, optimointi, kiertotalous

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202510208266

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG