Perkerasan Beton Semen

Disampaikan dalam Pembekalan Sertifikasi Tenaga Ahli Pelaksana dan Pengawas Jalan dan Jembatan Februari 2006 DPD HPJI DKI

BEBERAPA PERTIMBANGAN DALAM MENENTUKAN JENIS PERKERASAN KAKU UNTUK JALAN BARU • Ti Tingkat k t kekakuan k k k cukup k tinggi ti i dibandingkan dib di k d dengan perkerasan aspal, yaitu 10 kali lipat. (Ebeton semen = 40.000 MPa; Ebeton aspal = 4.000 MPa). • Pelat beton dengan flexural strength 45 kg/cm2 (kirakira ekivalen dengan beton mutu K-400) setebal 25 cm dapat menampung sekitar 8 juta ESAL (cukup tinggi !). • Tebal keseluruhan perkerasan jauh lebih tipis dari tebal keseluruhan perkerasan fleksibel/aspal (≤ 50 %).

1

KEUNTUNGAN-KEUNTUNGAN – Life-cycle-cost lebih murah dari pada perkerasan aspal. – Tidak terlalu peka terhadap kelalaian pemeliharaan. – Tidak terlalu peka terhadap kelalaian pemanfaatan (overloading). produksi dalam negeri g – Semen adalah material p sehingga tidak tergantung dari import. – Keseluruhan tebal perkerasan jauh lebih kecil dari pada perkerasan aspal sehingga dari segi lingkungan / environment lebih menguntungkan.

KERUGIAN-KERUGIAN – Permukaan perkerasan beton semen mempunyai riding comfort yang lebih jelek dari pada perkerasan aspal, yang akan sangat terasa melelahkan untuk perjalanan jauh. jauh – Warna permukaan yang keputih-putihan menyilaukan di siang hari, dan marka jalan (putih/kuning) tidak kelihatan secara kontras. – Perbaikan kerusakan seringkali merupakan perbaikan keseluruhan konstruksi perkerasan sehingga akan sangat mengganggu lalu lintas. – Pelapisan p ulang g / overlay y tidak mudah dilakukan. – Ketidaksempurnaan hasil pekerjaan akibat kurang telitinya pelaksanaan pekerjaan di lapangan tidak mudah diperbaiki. – Perbaikan permukaan yang sudah halus (polished) hanya bisa dilakukan dengan grinding machine atau pelapisan ulang dengan campuran aspal, yang kedua-duanya memerlukan biaya yang cukup mahal.

2

JENIS-JENIS PERKERASAN KAKU Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) adalah struktur yang terdiri dari pelat beton semen yang bersambungan (tidak menerus) dengan atau tanpa tulangan, atau pelat beton menerus dengan tulangan, yang terletak di atas lapis pondasi bawah, tanpa atau dengan aspal sebagai p permukaan. p m lapis Perkerasan kaku dikelompokkan menjadi: •Perkerasan Beton Semen, yaitu perkerasan kaku dengan beton sebagai lapisan aus. •Terdapat 4 (empat) jenis perkerasan beton semen: – Perkerasan beton semen dengan sambungan tanpa tulangan (jointed unreinforced concrete pavement); – Perkerasan beton semen dengan sambungan dengan tulangan (jointed reinforced concrete p (j pavement); ) – Perkerasan beton semen menerus (tanpa sambungan) dengan tulangan (continuously reinforced concrete pavement); – Perkerasan beton semen pratekan (prestressed concrete pavement). •Perkerasan Komposit, yaitu perkerasan kaku dengan pelat beton sebagai lapis pondasi dan aspal beton (AC) sebagai lapis permukaan (struktural).

3

E.

PERKERASAN KOMPOSIT

Konstruksi beton semen dengan lapis permukaan aspal beton, yang memperhitungkan lapis aspal beton sebagai bagian g yang y g ikut memikul beban,, disebut Perkerasan Komposit. Dalam literatur yang ada, konstruksi seperti itu tebalnya dihitung sebagai berikut: •Tentukan terlebih dahulu tebal pelat beton yang dibutuhkan dengan menganggap perkerasan seluruhnya terdiri dari beton semen. •Tebal pelat beton dikurangi sebesar 10 mm untuk setiap 25 mm tebal aspal beton. •Ketentuan tebal minimum pelat beton adalah 150 mm, dan untuk mencegah retak refleksi (akibat celah sambungan dan retak pada pelat beton) disarankan tebal minimum aspal beton 100 mm (4 inches).

PENGERTIAN DAN SIFAT-SIFAT UMUM •KOMPONEN KONSTRUKSI PERKERASAN FLEKSIBEL Multi Layer System: Lapis Permukaan; Lapis Pondasi; Lapis Pondasi Bawah. PERKERASAN KAKU Single Layer System: Pelat Beton Mutu Tinggi; Subbase (Lean Concrete atau Batu Pecah) tidak berfungsi struktural. •KEMAMPUAN PENYEBARAN BEBAN DAN KAPASITAS BEBAN Dengan g Modulus Elastisitas (E) ( )p pelat beton yang y g sangat g besar, maka k kemampuan penyebaran beban pelat l beton jauh h lebih l h besar dari pada perkerasan aspal. Dengan demikian tebal seluruh konstruksi perkerasan kaku jauh lebih tipis dari pada seluruh tebal perkerasan fleksibel. Pelat beton setebal 25 cm (fx = 45 kg/cm2) setara dengan perkerasan fleksibel dengan tebal total kira-kira 55 cm, mempunyai kapasitas beban + 8 juta ESAL. (Tinggi !!!)

4

•

KETAHANAN THD PELAPUKAN / OKSIDASI Konstruksi semen relatif lebih sedikit mengandung bahan-bahan organik (C) dari pada aspal. Jadi perkerasan J p beton semen m lebih tahan terhadap p oksidasi (penuaan/ageing) dari pada perkerasan aspal.

•

KEBUTUHAN PEMELIHARAAN Pemeliharaan perkerasan kaku lebih kecil/jarang dari pada perkerasan fleksibel.

•

BIAYA KONSTRUKSI Pada saat sekarang, biaya konstruksi kedua jenis perkerasan hampir sama.

PARAMETER PENTING DALAM PERKERASAN KAKU ¾KEKUATAN BETON SEMEN Ada 2 parameter Ad t yang cukup k populer, l yaitu it : – Compressive Strength (K), yaitu kuat tekan silinder beton 15 x 30 cm. – Flexural Strength (fx), yaitu kekuatan menahan momen lentur. Hubungan antara K dengan fx adalah hubungan koridor, bukan linier. K (kg/cm2) 120–175 155-230 225-335 280–400 2) fx (kg/cm g 25 30 40 45 Disarankan digunakan beton semen mutu tinggi,(fx = 40 – 45 kg/cm2), karena : - Harus tahan terhadap aus, - Harus tahan terhadap pelapukan/ageing, - Tidak boleh sering mengalami pemeliharaan.

5

¾SLUMP BETON Untuk Unt k perkerasan p k s n beton b t n semen s m n dipersyaratkan: dip s tk n: Nilai Slump = 2,5 – 5,0 cm, tergantung jenis peralatan penghampar (concrete paver / finisher) yang digunakan. Slip form paver : digunakan beton dengan Slump = 2,0 – 2,5 cm (acuan bergerak) Fixed f form f finisher : digunakan g beton dengan g Slump p = 4,0 , – 5,0 , cm (acuan tetap)

KEKUATAN TANAH DASAR •

Kekuatan / Daya Dukung Tanah Dasar dinyatakan dalam CBR atau Modulus Reaksi Tanah Dasar (k).

•

Hubungan antara CBR dengan k adalah sbb.: CBR (%) 2,0 4,0 8,0 12,0 16,0 20,0 24,0 28,0 32,0 k (pci) 70 120 170 200 230 240 260 290 340 3) g 1,5 3,3 4,8 6,0 6,6 7,0 7,5 8,0 9,3 k ((kg/cm

•

Nilai k ditentukan dengan Plate Bearing Test.

6

H. TULANGAN

Terdapat 2 jenis tulangan dalam konstruksi perkerasan beton semen: - Tulangan Pelat Beton, untuk “memperkuat” pelat beton tersebut. - Tulangan Sambungan, untuk menyambung kembali bagian-bagian pelat beton yang terputus karena retak. – TULANGAN PELAT BETON • Berbentuk lembaran anyaman (dibuat fabricated). • Penempatan pada ¼ tebal pelat di sebelah atas. • Berfungsi memegang retak agar tidak terbuka. Jadi bukan menahan momen atau gaya lintang sehingga tidak mengurangi tebal pelat. Dengan adanya tulangan pelat beton, maka jarak sambungan bisa lebih jauh (2 – 3 kali lipat) sehingga lebih nyaman, dan pemeliharaan lebih murah. – TULANGAN SAMBUNGAN MELINTANG • Berfungsi sebagai sliding devices dan load transfer devices. • Berbentuk polos, berukuran “besar”, bekas potongan harus rapi. • Pada satu sisi lekat dengan pelat beton, pada sisi lainnya tidak lekat / licin. • Penempatan di tengah-tengah tebal pelat dan sejajar sumbu jalan.

–

TULANGAN SAMBUNGAN MEMANJANG (Tie Bar / Batang Pengikat) • Berfungsi sebagai rotation devices, tidak sebagai sliding devices. • Berbentuk “ulir” / deformed,, berukuran “kecil”. • Lekat (bonding) di kedua sisi pelat beton. • Penempatan di tengah-tengah tebal pelat dan tegak lurus sumbu jalan.

7

I. SAMBUNGAN • Fungsi sambungan: - Pada sambungan melintang: Mengakomodasi gerakan susut. - Pada sambungan memanjang memanjang: Mengakomodasi gerakan lenting dari pelat beton akibat panas-dingin pada siang-malam hari. Dengan kata lain, sambungan berfungsi mengendalikan / mengarahkan retak dari pelat beton akibat susut (shrinkage) dan lenting (warping) agar teratur, baik bentuk maupun lokasinya sesuai yang kita kehendaki (design). Di tempat-tempat tersebut kita sediakan tulangan sambungan. • SAMBUNGAN MELINTANG, ada 2 jenis: - Sambungan Susut (Contraction Joint), dibuat dengan cara melakukan saw cutting (penggergajian) sedalam ¼ tebal pelat. - Sambungan Pelaksanaan (Construction Joint), dibuat dengan cara memasang bekisting melintang dan dowel antara plat yang dicor sebelumnya dengan pelat yang dicor berikutnya.

8

• SAMBUNGAN MEMANJANG Untuk pelat yang dicor per lajur: dibuat dengan cara memasang bekisting memanjang dan tie bars. Untuk pelat yang dicor 2 lajur sekaligus: dibuat dengan cara saw cutting untuk bagian atas, dan memasang crack inducer (batang kayu berpenampang Δ) di bagian bawah pelat beton. •

JOINT SEALANT Pada setiap celah sambungan, harus diisi dengan joint sealant yang bersifat thermoplastic, baik pengecoran panas maupun dingin, a.l. rubber asphalt, coal tars atau rubber tars. Bisa juga menggunakan material yang disisipkan dalam keadaan precompressed, a.l. Compriband. Pelaksanaan sebaiknya dilakukan sesegera mungkin, supaya celah tid k tterisi tidak i ik kotoran t / bahan b h lain. l i

• SAW CUTTING Perlu diperhatikan: – Harus tepat lokasi (diberi tanda sebelumnya pada bekisting) – Harus tepat kedalaman (1/4 tebal) – Harus tepat waktu (antara jam ke-4 sampai jam ke-24).

•

BOND BREAKER

-

Dipasang di atas subbase agar tidak ada kelekatan / friction / bonding antara subbase dengan pelat beton. beton Dibuat dari plastik tipis. Permukaan subbase tidak boleh di-groove atau dibrush. Pemasangan plastik harus dihindari adanya air-trapped di bawah plastik yang akan menyebabkan irregular joint. Bila subbase dari bahan granular, granular tidak perlu bond breaker, kecuali kalau ada kekhawatiran terjadinya “dewatering” campuran beton.

-

9

•

GROOVING/BRUSHING

Fungsi: Membuat permukaan beton tidak licin (macrotexturing) dengan cara membuat alur memanjang / melintang. (Mencegah terjadinya aqua planing / hydro planing). Alur arah memanjang: - Friction arah melintang lebih baik (pada manuver ke samping), - Friction ke arah memanjang kurang baik, - Pelaksanaan lebih mudah dan cepat, - Surface drainage sedikit terganggu, - Sambungan pelaksanaan grooving / brushing sering tidak rapi. Alur arah melintang: - Friction arah melintang kurang baik, - Friction arah memanjang lebih baik, - Surface drainage baik, - Sambungan alur grooving / brushing bisa dihindari.

• PERAWATAN BETON (CURING) Setelah finishing dengan grooving / brushing, permukaan beton dilapis / disemprot bahan pengawet (curing compound) sebanyak 0,22 – 0,27 0 27 li liter/m2 / 2 ((cara mekanis) k i ) atau 0 0,27 27 – 0,36 0 36 liter/m2 li / 2 ((cara manual). l) Dianjurkan menggunakan curing compound yang berwarna putih. Cara lain, ialah dengan menutup seluruh permukaan yang terbuka dengan burlap atau goni yang dibasahi sekurang sekurang--kurangnya selama 7 hari.. hari

• NOISE

Kebisingan pada kecepatan 80 km/jam: Surface Dressing 82,0 dB Grooved concrete 80,5 dB Brushed concrete 81,0 dB

10

•

J. OVERLAY AC DI ATAS PERKERASAN BETON SEMEN

Fungsi: - Non-struktural, memperbaiki permukaan beton semen yang sudah aus. - Struktural, menambah kekuatan perkerasan beton semen yang sudah ada, atau perkerasan komposit. – Overlay y non-struktural - Pergunakan overlay tipis (1 – 2 cm). - Kelekatan aspal harus tinggi, - Ada resiko retak (reflection crack). – Overlay perkerasan lama (pengalaman di luar negeri)

•

Biasanya keputusan overlay AC diambil setelah mempertimbangkan beberapa opsi perbaikan perkerasan beton semen, sbb: Full depth repair di bagian perkerasan yang retak, retak Partial depth repairs at joints, Diamond grinding untuk memperbaiki kekasaran permukaan, Stabilization of slabs by filling subgrade voids, Concrete overlay. Apabila kerusakan sangat eksesif, maka satu-satunya opsi selain AC overlay adalah rekonstruksi (removal).

• Persyaratan utama permukaan yang akan di-overlay AC harus rata, padat dan seragam (uniform). • Tack Coating diperlukan untuk permukaan yang akan dioverlay. di-overlay overlay AC • Penyiapan permukaan beton yang akan di meliputi: - Cracking and Seating, dimaksudkan untuk memperpendek jarak retak dengan membuat retakretak baru. Cracking dilakukan untuk perkerasan beton tanpa tulangan, dengan menggunakan special drop hammer sedangkan seating dengan mesin gilas konvensional. - Breaking and Seating, prosesnya mirip dengan cracking and seating tetapi dilakukan terhadap perkerasan beton dengan tulangan. Diperlukan effort yang lebih besar karena dimaksudkan juga menghancurkan bonding antara beton dengan tulangannya. Peralatan yang digunakan sama seperti untuk cracking and seating.

11

- Rubblizing, adalah penghancuran perkerasan beton semen secara total sehingga terbentuk pecahan-pecahan berukuran 25 – 75 cm, kemudian dipadatkan dengan mesin gilas khusus, misalnya “Z” roller. Peralatan yang digunakan untuk rubblizing adalah multiple-head breaker atau resonant breaker. - Undersealing, U d li untuk t k mengisi i i rongga yang terjadi t j di di bawah perkerasan beton semen. Dilakukan dengan memompakan aspal cair melalui lobang bor pada pelat beton. - Sawcut and Seal, dilakukan apabila perkerasan beton lama masih baik secara struktural, dan dimaksudkan untuk menghindari terjadinya kerusakan akibat reflection crack pada joint joint. Dalam hal ini cara cara-cara cara perbaikan seperti diuraikan di atas tidak diperlukan. Dilakukan dengan menggergaji permukaan aspal diatas joint (melintang maupun memanjang) kemudian mengisinya dengan sealant (rubberized asphalt), yang harus dilaksanakan sebelum jalan dibuka untuk lalu lintas.

“Paving the way to Heaven” DPP - HPJI

12