Skid Resistance and Surface Texture Deterioration of Urban Asphalt Pavements in Algeria: Assessment and Service Life Estimation
यह अध्ययन अल्जीरिया में शहरी डामर फुटपाथों के स्किड प्रतिरोध और सतह की बनावट का मूल्यांकन करता है ताकि एक यातायात-आधारित कार्यात्मक सेवा जीवन मॉडल प्रस्तावित किया जा सके, जो यह प्रदर्शित करता है कि घर्षण का क्षरण अक्सर संरचनात्मक विफलता से पहले होता है और राष्ट्रीय डिजाइन कोड के लिए अद्यतन न्यूनतम समुच्चय पॉलिश और बनावट आवश्यकताओं की सिफारिश करता है।
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जब एक कार गीली सड़क पर चलती है, तो टायर और डामर के बीच की पकड़ भौतिक विज्ञान का एक ऐसा मामला है जो पलक झपकते ही घटित होता है। यह पकड़, जिसे 'स्किड रेजिस्टेंस' (skid resistance) कहा जाता है, दो चीजों पर निर्भर करती है: सड़क की सतह में मौजूद पत्थर के चिप्स की सूक्ष्म खुरदरापन (microscopic roughness), जो रबर को पकड़ने के लिए सैंडपेपर की तरह काम करता है, और सड़क की सतह की बड़ी, दृश्यमान बनावट (texture), जो टायर के नीचे से पानी को बाहर निकालने के लिए एक जल निकासी प्रणाली (drainage system) के रूप में कार्य करती है। यदि सड़क बहुत चिकनी है, तो पानी बाहर नहीं निकल पाता, और टायर तरल की एक पतली परत पर फिसलने लगता है, जिससे पूरी पकड़ खत्म हो जाती है। सड़क इंजीनियरों के लिए चुनौती यह अनुमान लगाना है कि एक नई सड़क कितनी लंबी अवधि तक सुरक्षित रहेगी, इससे पहले कि यातायात उसे खतरनाक चिकनाई तक घिस दे। अल्जीरिया में, सड़क को फिर से बनाने (resurface) के लिए आधिकारिक नियम एक साधारण अनुमान है: सड़क पर कितना यातायात चलता है या उसे बनाने के लिए किन पत्थरों का उपयोग किया गया है, इसकी परवाह किए बिना, हर आठ से दस साल में ऊपरी परत को बदल दें। यह दृष्टिकोण यह मान लेता है कि केवल समय ही दुश्मन है, लेकिन यह इस वास्तविकता को अनदेखा करता है कि भारी ट्रकों वाली सड़क एक शांत साइड स्ट्रीट की तुलना में बहुत तेजी से घिसेगी, और कुछ पत्थर कांच जैसी चिकनाई में घिस जाते हैं जबकि अन्य खुरदरे बने रहते हैं।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने यह परीक्षण करने के लिए हाथ मिलाया कि क्या यह निश्चित समय सीमा अल्जीयर्स के व्यस्त शहरी सड़कों के लिए तर्कसंगजनक है। उन्होंने एक विशेष वाहन चलाया जो गीले डामर पर निरंतर घर्षण (friction) रिकॉर्ड करने के लिए एक मापने वाले पहिये का उपयोग करता था, जिसने 61.1 किलोमीटर सड़क को कवर किया। उन्होंने सड़क की बनावट की गहराई (texture depth) मापने के लिए 125 छोटे नमूने भी लिए, जिसका अर्थ था यह जांचना कि डामर में खांचे कितने गहरे थे। परिणाम चौंकाने वाले थे। उनके द्वारा सर्वेक्षण की गई प्रमुख एक्सप्रेसवे और मुख्य सड़कों पर, सड़क की लंबाई के दो-तिहाई हिस्से में घर्षण का स्तर इतना कम था कि यूनाइटेड किंगडम (एक देश जिसमें सख्त सुरक्षा मानक हैं) में इस पर तत्काल जांच शुरू कर दी जाती। इन सड़कों की बनावट समान रूप से उथली थी, जिसकी औसत गहराई केवल 0.23 मिलीमीटर थी, जो सुरक्षित ड्राइविंग के लिए पर्याप्त माने जाने वाले 0.60 मिलीमीटर से बहुत कम है। बनावट की इस कमी का मतलब था कि जैसे ही कारें गति पकड़तीं, गीली सड़क पर उनकी पकड़ लगभग तुरंत खत्म हो जाती। शोधकर्ताओं ने पाया कि घर्षण का स्तर बनावट से मेल नहीं खाता था; सड़कें न केवल चिकनी थीं, बल्कि खतरनाक रूप से फिसलन भरी भी थीं, जिससे संकेत मिलता है कि या तो डामर का मिश्रण ही दोषपूर्ण था या सतह बिटुमेन (bitumen) से भर गई थी, जिससे नीचे के खुरदरे पत्थर छिप गए थे।
यह समझने के लिए कि सड़कें इतनी खराब स्थिति में क्यों थीं, टीम ने यातायात का अध्ययन किया। उन्हें एक स्पष्ट पैटर्न मिला: भारी ट्रकों द्वारा सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले लेन सबसे अधिक पॉलिश और फिसलन भरे थे। इसने पुष्टि की कि वाणिज्यिक वाहनों का भार और आवृत्ति, टूट-फूट के प्राथमिक कारक थे। हालांकि, कुछ सबसे खराब सड़कों पर घर्षण इतना कम था कि प्रकृति में उपलब्ध सबसे टिकाऊ पत्थर भी इस नुकसान की व्याख्या नहीं कर सकते थे। इससे शोधकर्ताओं को संदेह हुआ कि समस्या केवल घिसावट की नहीं, बल्कि सड़क की सतह की संरचना में एक मौलिक समस्या है, संभवतः एक ऐसा मिश्रण जिसमें चिपचिपे बाइंडर (binder) की मात्रा बहुत अधिक थी, जिसने सड़क बनने के क्षण से ही बनावट को चिकना कर दिया था। अध्ययन ने इस विचार को खारिज कर दिया कि कम घर्षण केवल समय के साथ पत्थरों के घिसने का परिणाम था; सबसे खराब हिस्सों में, सतह संभवतः शुरुआत से ही दोषपूर्ण थी।
इसके बाद शोधकर्ताओं ने एक नया तरीका बनाया जिससे यह अनुमान लगाया जा सके कि एक सड़क कब तक चलेगी, और वे आठ-दस साल के निश्चित नियम से दूर हट गए। अनुमान लगाने के बजाय, उन्होंने एक ऐसा मॉडल बनाया जो सड़क द्वारा वहन किए जाने वाले विशिष्ट यातायात के आधार पर उसकी "कार्यात्मक आयु" (functional life) की गणना करता है। उन्होंने पाया कि मध्यम यातायात वाली सड़कों के लिए, एक मानक सड़क की सतह वास्तव में पूरे आठ से दस वर्षों तक चल सकती है। लेकिन सबसे व्यस्त सड़कों के लिए, जो प्रतिदिन हजारों भारी वाहनों को ढोती हैं, सतह आठ वर्षों से कम समय में अपनी पकड़ खो देगी, जब तक कि उपयोग किए गए पत्थर असाधारण रूप से प्रतिरोधी न हों। विशेष रूप से, उन्होंने निर्धारित किया कि सबसे भारी यातायात वर्गों के लिए, डामर में उपयोग किए जाने वाले पत्थरों की कठोरता रेटिंग (hardness rating) कम से कम 60 होनी चाहिए ताकि वे इतने लंबे समय तक टिक सकें। यदि पत्थर नरम हैं, तो सड़क बहुत जल्दी असुरक्षित हो जाती है, और एकमात्र समाधान इसे बार-बार रीसरफेस करना या विशेष उच्च-घर्षण सामग्री का उपयोग करना है।
यह नया दृष्टिकोण सड़क प्रबंधकों के सोचने के तरीके को बदल देता है। अध्ययन सुझाव देता है कि अल्जीयर्स की सबसे व्यस्त सड़कों के लिए, सड़क के जीवन की सीमा उसकी संरचनात्मक मजबूती—वह कितना वजन सह सकता है—नहीं, बल्कि उसकी सतह की पकड़ है। एक सड़क जो बहुत अधिक फिसलन भरी हो गई है, उसे ठीक करने के लिए आठ साल का इंतजार करना एक सुरक्षा जोखिम है। शोधकर्ताओं ने नए नियमों का प्रस्ताव दिया: घर्षण और बनावट को नियमित रूप से मापें, और सड़क को कब ठीक करना है, यह तय करने के लिए यातायात के आंकड़ों का उपयोग करें। उन्होंने यह भी सुझाव दिया कि अब आधिकारिक डिजाइन दस्तावेजों में नई सड़कों के लिए विशिष्ट प्रकार के कठोर पत्थरों और न्यूनतम बनावट गहराई की आवश्यकता होनी चाहिए, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे पर्याप्त पकड़ के साथ शुरुआत करें। हालांकि उनका मॉडल सिमुलेशन पर आधारित है और इसे समय के साथ वास्तविक दुनिया के डेटा के विरुद्ध परीक्षण करने की आवश्यकता है, प्रारंभिक निष्कर्ष स्पष्ट हैं: वर्तमान 'वन-साइज़-फिट्स-ऑल' (एक ही नियम सबके लिए) समय सीमा व्यस्त सड़कों के लिए विफल हो रही है, और ड्राइवरों को सुरक्षित रखने के लिए एक स्मार्ट, डेटा-संचालित दृष्टिकोण की आवश्यकता है।
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