Sifat-Sifat Beton

STRUKTUR PERKERASAN KAKU

IV.4 Sifat-Sifat Beton

Beton memiliki karakter atau sifat-sifat yang berbeda dengan material aspal. Sifat-sifat beton yang digunakan untuk pertimbangan ketebalan adalah kekuatan lentur beton dan kelelahan.

IV.4.1 Kuat Lentur

Kuat lentur (flexural strength) dan tegangan tekan (compressive stress) merupakan sifat yang muncul pada beton akibat dari beban pesawat terbang. Hubungan antara kuat lentur (flexural strength) dan tegangan tekan (compressive

stress) yang digunakan untuk perencanaan perkerasan ditunjukkan dalam

persamaan (Yoder, et.al., 1975:259) yaitu :

MR = K

Dimana : MR = Modulus of rupture (psi) K = Konstante antara 8 dan 10

Tegangan tekan dianggap relatif kecil sebagai pengaruh untuk tebal beton. sedangkan kekuatan lentur menjadi parameter dalam perhitungan tebal beton karena akan menentukan ketebalan beton pada struktur perkerasan kaku. Menurut FAA untuk menentukan kekuatan lentur untuk desain ketebalan perancang harus mempertimbangkan beberapa faktor, seperti:

 Kemampuan industri di daerah tertentu untuk menghasilkan beton pada kekuatan tertentu

 Kekuatan lentur terhadap data konten semen dari proyek-proyek sebelumnya di bandara

 Kebutuhan untuk menghindari semen konten yang tinggi, yang dapat mempengaruhi daya tahan beton

 Apakah persyaratan pembukaan awal mengharuskan menggunakan kekuatan lebih rendah dari 28-hari

Kekuatan lentur beton dapat diukur melalui tes modulus of rupture “Kekuatan lentur ditentukan oleh modulus rupture (MR) tes (American Society for

Testing dan Materials C78, third point loading)” (Packard,1995:13). hal ini juga disampaikan dalam FAA AC No: 150/5320-6E (2009:35) “Untuk tujuan desain FAA, kekuatan lentur beton diukur sesuai dengan ASTM C78, Cara uji untuk kekuatan lentur Beton, metode uji”.

Dalam bukunya Basuki (2008:343) modulus of rupture didapat dari rumus sebagai berikut:

P = Beban maximum yang menghasilkan keruntuhan (MN atau Lbs)

L = Panjang batang antara dua tumpuan (m atau inchi)

b = Lebar batang contoh pada titik terjadi kehancuran beton

d = Tebal batang contoh pada titik terjadi kehancuran beton

Tes Modulus of rupture dibuat pada batang contoh beton umur 7, 14, 28, 90 hari” (Packard, 1995:13). “Item P-501 biasanya menggunakan kekuatan 28-hari sebagai ukuran konstruksi praktis. Namun, kekuatan jangka panjang dicapai oleh beton biasanya diharapkan setidaknya 5 persen lebih dari kekuatan diukur pada 28 hari.” (FAA,2009:35). “Hasil test 28 hari dipakai sebagai spesifikasi teknis, sebab hasil penelitian dan evaluasi menunjukkan bahwa dengan harga kuat beton 28 hari akan didapat perkerassan yang over design” (Basuki, 2008:348).

Sedangkan menurut PCA dalam Bulletin Engineeering dikatakan “Biasanya untuk perkerasan bandara, hasil tes 90 hari yang dipilih sebagai kekuatan desain” (Packard, 1995:14). Tes dalam waktu 90 hari yang dipilih sebagai kekuatan desain untuk perkerkesan lapangan terbang. Tes dalam waktu 90 hari adalah setara dengan 110% kali nilai tes 28 hari. Hal tersebut dapat digunakan bila tidak memiliki hasil tes kuat lentur dalam waktu 90 hari. Gambar 4.5 menunjukkan hubungan antara kuat lentur dan umur beton.

“FAA merekomendasikan kekuatan lentur desain 600 - 700 psi (4,14 - 4,83 MPa) untuk sebagian besar aplikasi lapangan udara”. Basuki (2008: 348)

Gambar 4.8 Hubungan Kuat Lentur Dan Umur Beton Sumber : Packard (1995)

IV.4.2 Kelelahan

“Perkerasan dirancang untuk memberikan umur yang terbatas terhadap repetisi beban dan kelelahan” ( FAA, 2009:13). Setiap perkerasan mengalami kelelahan yang terjadi akibat pengulangan beban yang melebihi dari ketahanan perkerasan. Pada beton kerusakan yang terjadi akibat kelelahan yaitu kerusakan retak lelah dengan jenis kerusakan yang terjadi berupa retak pada pelat beton.

Kelelahan merupakan konsep untuk perencanaan yang dibuat oleh PCA. menurut Packard (1995:14) Efek kelelahan disajikan dalam prosedur desain di salah satu dari dua cara yaitu :

 Dengan pemilihan faktor keamanan konservatif didasarkan atas pengetahuan umum dari jumlah aplikasi beban yang diharapkan selama umur rencana perkerasan. Pengalaman menunjukkan bahwa ini menjadi prosedur yang berlaku untuk desain sebagian besar perkerasan ketika faktor-faktor yang tepat dipilih mempertimbangkan peningkatan volume, berat, dan penyaluran pesawat untuk dilayani di masa depan.



Ketika perkiraan spesifik beban lalu lintas dan volume telah ditentukan, analisis yang lebih rinci dari efek kelelahan dapat dibuat. Dalam prosedur ini, efek dari lalu lintas campuran dapat dianalisis, baik untuk desain perkerasan baru atau untuk evaluasi kapasitas struktural masa depan sebuah perkerasan yang ada.

Kelelahan akibat repetisi beban menimbulkan tegangan. Untuk mengetahui tegangan yang bekerja di dapatkan dari pembagian antara modulus of rupture dan faktor kemanan.

Faktor keamanan yang diterapkan untuk modulus of rupture dipengaruhi oleh jenis fitur seperti, runway, taxiway dan apron. Faktor keamanan (rasio

modulus of rupture dengan tegangan yang bekerja) yang digunakan untuk desain

perkerasan bandara tergantung pada frekuensi yang diharapkan dari operasi lalu lintas dan penyaluran mereka di runway, taxiway, dan apron” (Packard, 1995:18). Pada bagian tengah runway faktor kemanan kecil, hal tersebut dikarenakan pesawat terbang terdistribusi melintang dan melaju dengan kecepatan tinggi lalu mengudara. Pada keadaan ini jumlah tegangan pengulangan yang terjadi jauh lebih rendah dari pada saat di taxiway.

Menurut Yoder (1975:561) Faktor keamanan seperti yang direkomendasikan oleh Packard adalah sebagai berikut:

 Aprons, taxiways, hard standings, ujung runway, lantai hangar -- 1.7 to 2.0

 Runways (bagian tengah) keluar kecepatan tinggi taxiways -- 14 to 1,7 Seperti yang dibahas sebelumnya mengenai keel section. Menurut Packard (1995:21) Ketebalan slab untuk landasan pacu dengan keel-bagian desain dapat ditentukan dengan faktor keselamatan berikut:

 Untuk untuk bagian tengah runway: Gunakan faktor keselamatan yang tinggi (biasanya 2.0 untuk landasan pacu dengan volume lalu lintas tinggi) untuk mendapatkan tebal perkerasan di tengah landasan pacu setidaknya lebar 75 kaki. Gunakan ketebalan perkerasan yang seragam untuk seluruh pelat, semua atau sebagian dalam area ini.  Untuk daerah di luar keel section : Gunakan faktor keamanan

menengah (sekitar 1,7) untuk menentukan ketebalan lebih rendah (20 hingga 25 persen kurang dari ketebalan keel section) untuk lembaran transisi antara bagian keel dan bagian tepi luar.

 Untuk tepi luar landasan pacu: Gunakan prosedur desain normal dengan faktor keamanan yang lebih rendah sesuai dengan jumlah operasi yang jarang untuk menentukan ketebalan minimum untuk lembaran luar perkerasan.