بازسازی آسفالت برای جاده های کم حجم آفریقا: انتخاب های فنی تحت محدودیت های مالی

مقاله

10 ژوئن 2020

بیش از 70 درصد از شبکه جاده های آفریقا کم حجم و بیشتر آسفالت است. این مقاله بررسی می‌کند که چگونه جوانسازی آسفالت تحت محدودیت‌های خاص نگهداری جاده‌های آفریقا ارزش ایجاد می‌کند.

واقعیت شبکه جاده آفریقا: 70 درصد کم حجم، عمدتاً سنگفرش

شبکه جاده ای آفریقا بیش از 3 میلیون کیلومتر (به استثنای چین) را در بر می گیرد که بیش از 70 درصد آن به عنوان جاده های کم حجم طبقه بندی می شود (متوسط ​​ترافیک روزانه زیر 2000 وسیله نقلیه). یکی از ویژگی های کلیدی این جاده ها این است که اکثر آنها آسفالت هستند - نه به این دلیل که آفریقا آسفالت را انتخاب کرده است، بلکه به این دلیل که پروژه های کمک های تاریخی و شرایط وام اغلب روکش آسفالت را مشخص می کند. امروزه، بخش قابل توجهی از این روسازی‌ها به چرخه اصلی بازسازی خود رسیده‌اند: بانک توسعه آفریقا گزارش می‌دهد که حدود 35 درصد از شبکه جاده‌ای در جنوب صحرای آفریقا در وضعیت "فقیر" یا "بسیار ضعیف" است. این نشان‌دهنده یک نیاز عظیم تعمیر و نگهداری است، اما در عین حال، بودجه جاده‌ها در سراسر کشورهای آفریقایی به طور جهانی محدود است - کشورهای جنوب صحرای آفریقا به طور متوسط ​​1.5-2.5٪ از تولید ناخالص داخلی را به تعمیر و نگهداری جاده اختصاص می‌دهند که بسیار کمتر از 3-4٪ توصیه شده بین‌المللی است. تحت چنین محدودیت های بودجه ای، مدل سنتی "حذف و جایگزین" - حذف کامل روسازی قدیمی و قرار دادن مخلوط آسفالت کاملا تازه - از نظر اقتصادی ناپایدار است.

چرا بازسازی برای آفریقا اجتناب ناپذیر است: منطق تحت محدودیت سرمایه

در زمینه تعمیر و نگهداری جاده های آفریقا، منطق ارزشی جوانسازی آسفالت با کشورهای توسعه یافته متفاوت است. در اروپا و آمریکای شمالی، بازسازی عمدتاً توسط مقررات کربن و قیمت‌های کل انجام می‌شود. در آفریقا، محرک های اصلی محدودیت های ارز خارجی و عدم وجود زنجیره های عرضه محلی است. اول، وابستگی به واردات قیر - عملاً هیچ کشور آفریقایی قیر تولید نمی کند و تمام آن وارداتی است. قیر وارداتی نه تنها گران است (شامل کرایه حمل و نقل و تعرفه) بلکه در معرض نوسانات ارزی نیز قرار دارد. استفاده از بازسازی RAP می تواند مصرف قیر تازه را تا بیش از 60 درصد کاهش دهد و مستقیماً هزینه های ارز را کاهش دهد. دوم، عرضه کل ناپایدار - معادن سنگ‌های آفریقا از نظر ظرفیت، کیفیت و استانداردهای زیست‌محیطی بسیار متفاوت هستند، در حالی که سنگدانه‌های قدیمی در RAP قبلاً مواد محلی ثابت شده‌اند و تحت تأثیر نوسانات زنجیره تأمین معدن قرار نمی‌گیرند. سوم، ظرفیت فنی محدود - بخش‌های مهندسی در سراسر کشورهای آفریقایی دارای سطوح فنی ناهموار هستند، و سیستم 3 در 1 (ترکیب گرم + اصلاح + جوان‌سازی) طراحی مخلوط را ساده‌تر می‌کند: پیمانکار نیازی به افزودن سه محصول جداگانه ندارد و مانع فنی را کاهش می‌دهد. چهارم، سازگاری گیاه - بازسازی مخلوط گرم نیازی به تجهیزات خاصی ندارد و می‌تواند با کارخانه‌های اختلاط موجود استفاده شود، که برای گیاهان آفریقایی که اغلب پیر هستند و نگهداری ضعیفی دارند، حیاتی است.

وضعیت فعلی و تنگناها در بازیافت RAP آفریقا

بازیافت RAP آفریقا با چندین چالش منحصر به فرد روبرو است. اول، منابع پراکنده RAP - پروژه‌های جاده‌ای آفریقا معمولاً در بخش‌هایی اجرا می‌شوند و هر بخش قراردادی حجم آسیاب محدودی تولید می‌کند و ساخت عرضه RAP مقیاس‌پذیر را دشوار می‌کند. در مقابل، یک پروژه بین ایالتی ایالات متحده می تواند ده ها هزار تن RAP را از یک پاس آسیاب تولید کند. دوم، عدم درجه بندی RAP - اکثر کشورهای آفریقایی سیستم های ذخیره سازی RAP درجه بندی شده ایجاد نکرده اند. مواد آسیاب از بخش‌های مختلف با هم مخلوط می‌شوند و باعث ایجاد تنوع زیادی در محتوای قیر و درجه‌بندی سنگدانه‌ها می‌شوند و به طور مستقیم کنترل کیفیت مخلوط‌های بازیافتی را کاهش می‌دهند. سوم، استانداردهای فنی عقب مانده - استانداردهای بازیافت آسفالت آفریقا عمدتاً استانداردهای اروپایی یا آمریکایی را بدون در نظر گرفتن ویژگی های خاص مواد محلی کپی می کنند. چهارم، کمبود سرمایه - بازیافت و ذخیره سازی RAP نیاز به سرمایه گذاری اولیه (تجهیزات غربالگری، حیاط ذخیره سازی) دارد، که بار اضافی برای بخش های جاده آفریقایی که از قبل با بودجه محدودی مواجه هستند، می باشد. در پاسخ به این تنگناها، جوان کننده از FangService با فلسفه "موانع فنی کم" طراحی شد: کنسانتره مایع، به طور مستقیم از طریق سیستم های افزودنی موجود پمپ می شود، بدون نیاز به تجهیزات ذخیره سازی یا گرمایش خاصی.

مورد میدانی: پروژه بازسازی جاده ثانویه در نیجریه

در یک پروژه بازسازی جاده ثانویه در نیجریه، بخش مهندسی با یک معضل معمولی مواجه شد: بودجه فقط برای آسفالت کردن 40٪ از بخش برنامه ریزی شده کافی بود، در حالی که راه حل معمولی مخلوط گرم 60٪ بیش از بودجه هزینه داشت. پس از معرفی آسفالت، محتوای RAP به 55% رسید، دمای اختلاط از 180 درجه سانتیگراد به 130 درجه سانتیگراد کاهش یافت، و هزینه جامع حدود 35٪ کاهش یافت و اجازه داد کل بخش در بودجه اولیه تکمیل شود. داده های کلیدی از این مورد: اول، منبع RAP روسازی آسفالت ساخت و ساز در سال 2010، با محتوای قیر حدود 5.2٪ بود و نفوذ قیر قدیمی از 65 dmm اولیه به 28 dmm کاهش یافته بود. دوم، دوز جوان کننده 10٪ از توده قیر RAP بود، و نفوذ پس از جوانسازی به 52 dmm (80٪ قیر بکر) بازیابی شد. سوم، پایداری مارشال مخلوط به 12.5 کیلو نیوتن رسید که الزامات فنی نیجریه برای جاده های فرعی را برآورده می کند. اهمیت این مورد این است که نشان می‌دهد تحت محدودیت‌های بودجه و فنی آفریقا، جوان‌سازی آسفالت یک «گزینه محیطی ایده‌آل‌گرایانه» نیست، بلکه «تنها راه‌حل اقتصادی مقرون‌به‌صرفه» است.

ارزش ویژه مخلوط گرم در آفریقا: هزینه های سوخت و پنجره های ساخت و ساز

در مهندسی راه آفریقا، ارزش بازسازی مخلوط گرم (120-140 درجه سانتیگراد) نسبت به مخلوط گرم (170-190 درجه سانتیگراد) به سه دلیل بیشتر از کشورهای توسعه یافته است. اول، قیمت سوخت - قیمت گازوئیل و نفت سنگین در آفریقا معمولاً بالاتر از سطح بین‌المللی است (از جمله حق بیمه پس از حذف یارانه)، که باعث می‌شود هزینه سوخت نسبت بیشتری از هزینه کل داشته باشد، بنابراین 30 درصد صرفه‌جویی در سوخت حاصل از مخلوط گرم وزن اقتصادی بیشتری را به همراه دارد. دوم، راندمان تجهیزات - کارخانه های اختلاط آفریقایی معمولا قدیمی تر و کمتر کارآمد هستند و کاهش دمای اختلاط مستقیماً بار تجهیزات و نرخ خرابی را کاهش می دهد. سوم، پنجره های ساختمانی - بسیاری از مناطق آفریقا نمی توانند در طول فصل باران کار کنند، و پنجره تراکم گسترده تر بازسازی مخلوط گرم (حدود 30 تا 50٪ طولانی تر از مخلوط گرم) به این معنی است که کارهای بیشتری را می توان در فصل قابل ساخت تکمیل کرد. علاوه بر این، بازسازی مخلوط گرم بخار و بو را کاهش می دهد، که اهمیت عملی برای حفاظت از سلامت کارگران دارد - در شرایط ساخت و ساز در مزرعه آفریقا، حفاظت از سلامت شغلی اغلب یک نگرانی نادیده گرفته شده اما ضروری است.

زنجیره های تامین محلی: از "وابسته به واردات" تا "مبتنی بر منابع محلی"

ارزش عمیق تر جوان سازی آسفالت در آفریقا توانایی آن در تبدیل تعمیر و نگهداری جاده از یک مدل وابسته به واردات به یک مدل مبتنی بر منابع محلی است. طبق مدل سنتی، مواد اصلی برای تعمیر و نگهداری جاده های آفریقا - قیر و سنگدانه - تقریباً به طور کامل وارد یا در مسافت های طولانی حمل می شوند. این بدان معناست که هزینه های پروژه هم در معرض نوسانات قیمت بین المللی و هم نوسانات نرخ ارز است. در مقابل، RAP یک ماده محلی است - در حال حاضر در جاده های آفریقا وجود دارد و فقط باید بازیابی و پردازش شود. جوان کننده آسفالت نیز بسیار بومی سازی شده است: اگرچه مواد فعال آن ممکن است از واردات باشد، اما می توان آن را رقیق کرد و به صورت محلی مجددا بسته بندی کرد و حجم و هزینه حمل و نقل را کاهش داد. ارزش این زنجیره تامین محلی به ویژه زمانی برجسته می‌شود که زنجیره‌های تامین جهانی به دلیل بیماری‌های همه‌گیر، تحریم‌ها و درگیری‌های ژئوپلیتیکی مختل می‌شوند - در طول همه‌گیری کووید-19 2020، بسیاری از کشورهای آفریقایی با کمبود شدید قیر مواجه شدند و قیمت‌ها بیش از 50 درصد افزایش یافت. اگر آن کشورها ذخایر RAP و ظرفیت بازسازی بالا را حفظ می کردند، تأثیر اختلال زنجیره تامین به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یافت.

تصمیم تدارکات: نقاط انتخاب جوان کننده برای پروژه های آفریقایی

برای خریداران در پروژه های جاده آفریقا، انتخاب جوان کننده آسفالت مستلزم در نظر گرفتن عوامل متفاوت از کشورهای توسعه یافته است. اول، پایداری ذخیره سازی - شرایط انبارداری آفریقا معمولاً ضعیف است (دمای بالا، بدون کنترل دما)، و جوان کننده باید ثبات عملکرد را در شرایط ذخیره سازی غیر ایده آل حفظ کند. جوان کننده از FangService اختلاف نقطه نرمی را در دمای 2 درجه سانتیگراد پس از 48 ساعت در دمای 160 درجه سانتیگراد کنترل می کند که بسیار بیشتر از نیاز صنعت به 5 درجه سانتیگراد است. دوم، سازگاری با قیر محلی - کشورهای آفریقایی از قیر از منابع مختلف (وارداتی از کشورهای مختلف تولید کننده نفت) استفاده می کنند و دستگاه جوان کننده باید با منابع مختلف قیر سازگار باشد. سوم، دسترسی به پشتیبانی فنی - پروژه های آفریقایی اغلب فاقد بودجه برای پشتیبانی فنی در محل هستند، بنابراین توانایی تامین کننده برای ارائه پشتیبانی فنی از راه دور و ترکیب کمک های طراحی یک نکته کلیدی است. چهارم، مشخصات بسته بندی - بسته بندی کوچک (به عنوان مثال، درام های 25 کیلوگرمی) در پروژه های آفریقایی نسبت به بسته بندی های بزرگ (درام های 1000 کیلوگرمی، به دلیل شرایط نگهداری و جابجایی محدود در محل، عملی تر است. پنجم، قیمت و شرایط پرداخت - پروژه های آفریقایی معمولاً با بودجه محدود هستند، و توانایی تامین کننده برای ارائه یک شبکه محلی قابل انعطاف برای ارائه شرایط پرداخت قابل انعطاف است. View the Asphalt Rejuvenator Supplier