Perkerasan Beton Semen

(1)

Disampaikan dalam Pembekalan Sertifikasi Tenaga Ahli Pelaksana dan Pengawas

DPD HPJI DKI

Tenaga Ahli Pelaksana dan Pengawas Jalan dan Jembatan

Februari 2006

BEBERAPA PERTIMBANGAN DALAM

MENENTUKAN JENIS PERKERASAN KAKU

UNTUK JALAN BARU

Ti k t k k k

k ti

i dib di k d

• Tingkat kekakuan cukup tinggi dibandingkan dengan

perkerasan aspal, yaitu 10 kali lipat.

(E

_{beton semen}

= 40.000 MPa; E

_{beton aspal}

= 4.000 MPa).

• Pelat beton dengan flexural strength 45 kg/cm2

(kira-kira 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

(2)

KEUNTUNGAN-KEUNTUNGAN

– Life-cycle-cost lebih murah dari pada perkerasan

aspal.

– Tidak terlalu peka terhadap kelalaian pemeliharaan.

– Tidak terlalu peka terhadap kelalaian pemanfaatan

(overloading).

– Semen adalah material produksi dalam negeri

p

g

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

terasa melelahkan untuk perjalanan 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 ulang / overlay tidak mudah dilakukan.p g y

– 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.

(3)

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 lapis permukaan.p p m

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 pavement);

(j p )

– 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).

(4)

E. PERKERASAN KOMPOSIT

Konstruksi beton semen dengan lapis permukaan aspal

beton, yang memperhitungkan lapis aspal beton sebagai

bagian yang ikut memikul beban, disebut Perkerasan

g

y g

,

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 Modulus Elastisitas (E) pelat beton yang sangat besar, maka k g ( ) p l h l h y g g kemampuan penyebaran beban pelat beton jauh lebih 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 !!!)

(5)

• KETAHANAN THD PELAPUKAN / OKSIDASI

Konstruksi semen relatif lebih sedikit mengandung

bahan-bahan organik (C) dari pada aspal.

Jadi perkerasan beton semen lebih tahan terhadap

J

p

m

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

Ad 2 t k l it Ada 2 parameter yang cukup populer, yaitu :

– 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}

fx (kg/cm_g 2₎ _{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.

(6)

¾

¾SLUMP BETONSLUMP BETON

Unt k p k s n b t n s m n dip s tk n: Unt k p k s n b t n s m n dip s tk n: Untuk perkerasan beton semen dipersyaratkan: Untuk perkerasan beton semen dipersyaratkan:

Nilai Slump = 2,5

Nilai Slump = 2,5 –– 5,0 cm,5,0 cm,tergantung jenis peralatan penghampar tergantung jenis peralatan penghampar (concrete paver / finisher) yang digunakan.

(concrete paver / finisher) yang digunakan. Slip form paver :

Slip form paver : digunakan beton dengan Slump = 2,0 digunakan beton dengan Slump = 2,0 –– 2,5 cm2,5 cm (acuan bergerak)

(acuan bergerak) Fixed form finisher :

Fixed form finisher : digunakan beton dengan Slump = 4,0 ff ff digunakan beton dengan Slump = 4,0 –– 5,0 cmgg gg pp ,, 5,0 cm,, (acuan tetap)

(acuan tetap)

KEKUATAN TANAH DASAR

• Kekuatan / Daya Dukung Tanah Dasar dinyatakan

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 k (kg/cm_{( g} 3_{) 1,5 3,3 4,8 6,0 6,6 7,0 7,5 8,0 9,3}₎

• Nilai k ditentukan dengan Plate Bearing Test.

(7)

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.

(8)

I. SAMBUNGAN

• Fungsi sambungan:

- Pada sambungan melintang: Mengakomodasi gerakan susut. - Pada sambungan memanjangPada sambungan memanjang: Mengakomodasi gerakan lenting 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.

(9)

• 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 t i i k t / b h l i

tidak terisi kotoran / bahan lain.

• 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

friction / bonding antara subbase dengan pelat beton.

- Dibuat dari plastik tipis.

- Permukaan subbase tidak boleh groove atau

di-brush.

- Pemasangan plastik harus dihindari adanya air-trapped

di bawah plastik yang akan menyebabkan irregular

joint.

Bila subbase dari bahan granular tidak perlu bond

- Bila subbase dari bahan granular, tidak perlu bond

breaker, kecuali kalau ada kekhawatiran terjadinya

“dewatering” campuran beton.

(10)

• GROOVING/BRUSHING

Fungsi: Membuat permukaan beton tidak licin (macrotexturing) dengan cara membuat alur memanjang / melintang.

(Mencegah terjadinya aqua planing / hydro planing). Alur arah memanjang:

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)

PERAWATAN BETON (CURING)

Setelah finishing dengan grooving / brushing, permukaan beton dilapis Setelah finishing dengan grooving / brushing, permukaan beton dilapis / disemprot bahan pengawet (curing compound) sebanyak 0,22 / disemprot bahan pengawet (curing compound) sebanyak 0,22 –– 0 27 li / 2 ( k i ) 0 27

0 27 li / 2 ( k i ) 0 27 0 36 li0 36 li / 2 (/ 2 ( l)l) 0,27 liter/m2 (cara mekanis) atau 0,27

0,27 liter/m2 (cara mekanis) atau 0,27 –– 0,36 liter/m2 (cara manual).0,36 liter/m2 (cara manual). Dianjurkan menggunakan curing compound yang berwarna putih. Dianjurkan menggunakan curing compound yang berwarna putih. Cara lain, ialah dengan menutup seluruh permukaan yang terbuka Cara lain, ialah dengan menutup seluruh permukaan yang terbuka dengan burlap atau goni yang dibasahi sekurang

dengan burlap atau goni yang dibasahi sekurang--kurangnya selama 7 kurangnya selama 7 hari

hari..

•• NOISE

NOISE

Kebisingan pada kecepatan 80 km/jam: Kebisingan pada kecepatan 80 km/jam:

-- Surface Dressing Surface Dressing 82,0 dB82,0 dB -- Grooved concreteGrooved concrete 80,5 dB80,5 dB -- Brushed concreteBrushed concrete 81,0 dB81,0 dB

(11)

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 non-strukturaly

- 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 - Full depth repair di bagian perkerasan yang 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).