Penjelasan tentang Ragid Pavement,Flexible Pavement & Komposit Pavement

1. PERKERASAN KAKU (RIGID PAVEMENT)

PERKERASAN KAKU

Rigid Pavement atau perkerasan kaku sudah sangat lama dikenal di Indonesia. Ia lebih di kenal pada masyarakat umum dengan nama Jalan Beton. Perkerasan tipe ini sudah sangat lama di kembangkan di negara – negara maju seperti Amerika, Jepang, Jerman dll. 

DEFINISI

RIGID PAVEMENT atau Perkerasan Kaku adalah suatu susunan konstruksi perkerasan di mana sebagai lapisan atas digunakan pelat beton yang terletak di atas pondasi atau di atas tanah dasar pondasi atau langsung di atas tanah dasar (subgrade).

SEJARAH

Pada mulanya plat perkerasan kaku hanya di letakkan di atas tanah tanpa adanya pertimbangan terhadap jenis tanah dasar dan drainasenya. Ukuran saat itu hanya 6 – 7 inch. Seiring dengan perkembangan jaman, beban lalu lintas pun bertambah terutama saat sehabis Perang Dunia ke II, para engineer akhirnya mulai menyadari tentang pentingnya pengaruh jenis tanah dasar terhadap pengerjaan perkerasan terutama sangat pengaruh terhadap terjadinya pumping pada perkerasan. Pumping merupakan proses pengocokan butiran – butiran subgrade atau subbase pada daerah – daerah sambungan (basah atau kering) akibat gerakan vertikal pelat karena beban lalu lintas yang mengakibatkan turunnya daya dukung lapisan bawah tersebut. 

JENIS – JENIS PERKERASAN KAKU

Berdasarkan adanya sambungan dan tulangan plat beton perkerasan kaku, perkerasan beton semen dapat diklasifikasikan menjadi 3 jenis sebagai berikut :

• Perkerasan beton semen biasa dengan sambungan tanpa tulangan untuk kendali retak.
• Perkerasan beton semen biasa dengan sambungan dengan tulangan plat untuk kendali retak.            Untuk kendali retak digunakan wire mesh diantara siar dan penggunaannya independen terhadap adanya tulangan dowel.
• Perkerasan beton bertulang menerus (tanpa sambungan). Tulangan beton terdiri dari baja tulangan dengan prosentasi besi yang relatif cukup banyak (0,02 % dari luas penampang beton).

Pada saat ini, jenis perkerasan beton semen yang populer dan banyak digunakan di negara-negara maju adalah jenis perkerasan beton bertulang menerus.

Dalam konstruksinya, plat beton sering disebut sebagai lapis pondasi karena dimungkinkan masih adanya lapisan aspal beton pada bagian atasnya yang berfungsi sebagai lapis permukaan.

Perkerasan beton yang kaku dan memiliki modulus elastisitas yang tinggi, mendistribusikan beban dari atas menuju ke bidang tanah dasar yang cukup luas sehingga bagian terbesar dari kapasitas struktur perkerasan diperoleh dari plat beton sendiri. Hal ini berbeda dengan perkerasan lentur dimana kekuatan perkerasan diperoleh dari tebal lapis pondasi bawah, lapis pondasi dan lapis permukaan.

            Karena yang paling penting adalah mengetahui kapasitas struktur yang menanggung beban, maka faktor yang paling diperhatikan dalam perencanaan tebal perkerasan beton semen adalah kekuatan beton itu sendiri. Adanya beragam kekuatan dari tanah dasar dan atau pondasi hanya berpengaruh kecil terhadap kapasitas struktural perkerasannya.
Lapis pondasi bawah jika digunakan di bawah plat beton karena beberapa pertimbangan, yaitu antara lain untuk menghindari terjadinya pumping, kendali terhadap sistem drainasi, kendali terhadap kembang-susut yang terjadi pada tanah dasar dan untuk menyediakan lantai kerja (working platform) untuk pekerjaan konstruksi.

Secara lebih spesifik, fungsi dari lapis pondasi bawah adalah :
1. Menyediakan lapisan yang seragam, stabil dan permanen.
2. Menaikkan harga modulus reaksi tanah dasar (modulus of sub-grade reaction = k), menjadi modulus reaksi gabungan (modulus of composite reaction).

3. Mengurangi kemungkinan terjadinya retak-retak pada plat beton.
4. Menyediakan lantai kerja bagi alat-alat berat selama masa konstruksi.
5. Menghindari terjadinya pumping, yaitu keluarnya butir-butiran halus tanah bersama air pada daerah sambungan, retakan atau pada bagian pinggir perkerasan, akibat lendutan atau gerakan vertikal plat beton karena beban lalu lintas, setelah adanya air bebas terakumulasi di bawah pelat.

PERSYARATAN UMUM

Tanah Dasar

Untuk daya dukung tanah ditentukan oleh CBR insitu sesuai dengan SNI 03-1731-1989 atau CBR Laboratorium sesuai dengan SNI 03-1744-1989, masing – masing untuk perencanaan tebal perkerasan lama dan perkerasan jalan baru. Di sini apabila tanah dasar memiliki nilai CBR di bawah 2% maka digunakan pondasi bawah yang terbuat dari beton kurus setebal 15 cm sehingga tanah dianggap memiliki CBR 5%.

Pondasi Bawah

Untuk bahan pondasi bawah biasanya digunakan :

-          Bahan Berbutir

-          Stabilisasi atau dengan beton giling padat (Lean Rolled Concrete)

-          Campuran beton kurus (Lean-Mix Concrete)

Beton Semen

Kekuatan beton harus dinyatakan dalam nilai kuat tarik uji lentur (flexural, strength) umur 28 hari, yang didapat dari hasil pengujian balok dengan pembebanan tiga titik (ASTM C-78) yang besarnya secara tipikal sekitar 3-5 Mpa (30-50 kg/cm²).

Beton juga bisa di perkuat dengan serat baja (stell fibre) untuk memperkuat kuat tarik lenturnya serta mengendalikan retak pada plat khususnya bentuk tak lazim.

Lalu Lintas

Untuk penentuan beban lalu lintas rencana pada perkerasan beton semen  dinyatakan dalam jumlah sumbu kendaraan niaga sesuai dengan konfigurasi sumbu pada lajur rencana selama umur rencana.

Lalu lintas harus dianalisis berdasarkan hasil perhitungan volume lalu lintas dan konfigurasi sumbu menggunakan data terakhir atau data 2 tahun terakhir. Untuk kendaraan yang ditinjau memiliki berat total minimum 5 ton.

Bahu

Bahu dapat terbuat dari bahan lapisan pondasi bawah dengan atau tanpa lapisan penutup beraspal atau lapisan beton semen.

Nah, pada pedoman yang dimaksud dengan Bahu beton semen adalah bahu yang dikunci dan diikatkan dengan lajur lalu-lintas dengan lebar minimum 1,50 m, atau bahu yang menyatu dengan lajur lalu-lintas selebar 0,60 m yang juga mencakup saluran dna kereb.

Sambungan

Sambungan pada perkerasan beton berfungsi sebagai :

-     Membatasi tegangan dan pengendalian retak yang disebabkan oleh penyusutan, pengaruh lenting serta beban lalu lintas.

-     Memudahkan pelaksanaan

-     Mengakomodasi gerakan pelat

Nah untuk polanya, sambungan beton semen memiliki batas – batas tersendiri diantaranya :

-     Panel diusahakan sepersegi mungkin dengan perbandingan maksimum panjang dan lebarnya 1,25

-     Jarak maksimum sambungan memanjangnya 3-4 m

-     Jarak maksimum sambungan melintang 25 kali tebal plat, maksimum 5 m

-     Antar sambungan harus terhubung dengan satu titik untuk menghindari terjadinya retak refleksi pada lajur bersebelahan

-     Sudut dari sambungan yang lebih kecil dari 60 derajat harus dihindari dengan mengatur 0.5 m panjang terakhir dibuat tegak lurus terhadap tepi perkerasan

-     Semua bangunan lain seperti manhole harus dipisahkan dari perkerasan dengan sambungan muai selebar 12 mm meliputi keseluruhan tebal plat

PROSEDUR PERENCANAAN

Prosedur perencanaan perkerasan beton semen didasarkan dua model kerusakan yaitu :

1.    Retak fatik tarik lentur pada plat

2.    Erosi pada pondasi bawah atau tanah dasar yang diakibatkan oleh lendutan berulang pada sambungan dan tempat retak yang direncanakan.

2. PERKERASAN LENTUR (FLEXIBLE PAVEMENT)

A. Perkerasan Lentur ( Flexible Pavement)

Perkerasan lentur adalah perkerasan yang menggunakan aspal sebagai bahan pengikat. Pada umumnya perkerasan lentur baik digunakan untuk jalan yang melayani beban lalu lintas ringan sampai sedang, seperti jalan perkotaan, jalan dengan system ultilitas terletak di bwah perkerasan jalan, perkerasan bahu jalan, atau perkerasan dengan konstruksi bertahap. Perkerasan lentur memiliki beberapa karateristik sebagai berikut ini :

a. Memakai bahan pengikat aspal

b. Sifat dari perkerasan ini adalah memikul beban lalu lintas dan menyebarkannya ke tanah dasar

c. Pengaruhnya terhadap repitisi beban adalah timbulnya rutting (Lendutan pada jalur roda)

d. Pengaruhnya terhadap penurunan tanah dasar yaitu, jalan bergelombang (mengikuti tanah dasar).

 

Keuntungan menggunakan perkerasan lentur antara lain :

a. Dapat digunakan pada daerah dengan perbedaan penurunan (differential settlement) terbatas

b.  Mudah diperbaiki                                                     

c.  Tambahan lapisan perkerasan dapat dilakukan kapan saja

d.  Memiliki tahanan geser yang baik

e.  Warna perkerasan member kesan tidak silau bagi pemakai jalan

f. Dapat dilaksanakan bertahap, terutama pada kondisi biaya pembangunan terbatas atau kurangnya data untuk perencanaan. 

Kerugian menggunakan perkerasan lentur antara lain :

a. Tebal total struktur perkerasan lebih tebal dibandingkan  Perkerasan kaku

b. Kelenturan dan sifat kohesi berkurang selama masa pelayanan

c. tidak baik digunakan jika sering digenangi air

d. Menggunakan agregat lebih banyak

Struktur perkerasan lentur terdiri dari beberapa lapis yang mana semakin ke bawah

memiliki daya dukung tanah yang jelek.

                        

perkerasan lentur , yaitu :

a. Lapis permukaan (surface course)

b. Lapis pondasi (base course)

c. Lapis pondasi bwah (subbase course)

d. Lapis tanah dasar (subgrade)

B. Lapis Permukaan

Lapis permukaan merupakan lapis paling atas dari struktur perkerasan jalan, yang fungsi utamanya sebagai :

a. Lapis penahan beban vertikal dari kendaraan, oleh karena itu lapisam harus memiliki stabilitas tinggi selama pelayanan.

b. Lapis aus (wearing course) karena menerima gesekan dan getaran roda dari kendaraan yang mengerem.

c. Lapis kedap air, sehingga air hujan yang jatuh di atas lapis permukaan tidak meresap ke lapis di bawahnya yang berakibat rusaknya struktur perkerasan jalan

d. Lapis yang menyebarkan beban ke lapis pondasi.

Lapis permukaan perkerasn lentur menggunakan bahan pengikat aspal, sehingga menghasilkan lapis yang kedap air, berstabilitas tinggi, dan memiliki daya tahan selama masa pelayanan. Namun demikian, akibat kontak langsung dengan roda kendaraan, hujan, dingin, dan panas, lapis paling atas cepat menjadi aus dan rusak, sehingga disebut lapis aus. Lapisan di bawah lapis aus yang menggunakan aspal sebagai bahan pengikat disebut dengan lapis permukaan antara (binder course), berfungsi memikul beban lalu lintas dan mendistribusikannya ke lapis pondasi. Dengan demikian lapis permukaan dapat dibedakan menjadi :

a. Lapis aus (wearing course), merupakan lapis permukaan yang kontak dengan roda kendaraan dan perubahan cuaca

b. Lapis permukaan antar (binder course), merupakan lapis permukaan yang terletak di bawah lapis aus dan diatas lapis pondasi 

C. Lapis pondasi (base course)

Lapis perkerasan yang terletak di atara lapis pondasi bawah dan lapis permukaan dinamakan lapis pondasi (base course). Jika tidak digunakan lapis pondasi bawah, maka lapis pondasi diletakkan langsung di atas permukaan tanah dasar. 

Lapis pondasi berfungsi sebagai :

a. Bagian struktur perkerasan yang menahan gaya vertikal dari beban kendaraan dan disebarkan ke lapis dibawahnya

b. Lapis peresap untuk lapis pondasi bawah

c. Bantalan atau perletakkan lapis permukaan

Material yang sering digunakan untuk lapis pondasi adalah material yang cukup kuat dan awet sesuai syarat teknik dalama spesifikasi pekerjaan. Lapis pondasi dapat dipilih lapis berbutir tanpa pengikat atau lapis aspal sebagai pengikat.

D. Lapis Pondasi Bawah (Subbase Course)

Lapis perkerasan yang terletak diantara lapis pondasi dan tanah dasar dinamakan lapis pondasi bawah (subbase).

Lapis pondasi bawah berfungsi sebagai :

a. Bagian dari struktur perkerasan untuk mendukung dan menyebarkan beban kendaraan ke lapis tanah dasar. Lapis ini harus cukup stabil dan mempunyai CBR sama atau lebih besar dari 20%, serta Indeks Plastis sama atau lebih kecil dari 10%.

b. Efesiensi penggunaan material yang relative murah, agar lapis diatasnya daapt dikurangi tebalnnya.

c. Lapis peresap, agar air tanah tidak berkumpul di pondasi

d. Lapis pertama, agar pelaksanaan pekerjaan dapat berjalan lancer sehubungan dengan kondisi lapangan yang memaksa harus menutup tanah dasar dari pengaruh cuaca, atau lemahnya daya dukung tanah dasar menahan roda alat berat

e. Lapis filter untuk mencegah partikel-partikel halus dari tanah dasar naik ke lapisan pondasi.

3. PERKERASAN KOMPOSIT (COMPOSIT PAVEMENT)

 

PERKERASAN KOMPOSIT
         Perkerasan komposit merupakan gabungan konstruksi perkerasan kaku (rigid pavement) dan lapisan perkerasan lentur (flexible pavement) di atasnya, dimana kedua jenis perkerasan ini bekerja sama dalam memilkul beban lalu lintas. Untuk ini maka perlua ada persyaratan ketebalan perkerasan aspal agar mempunyai kekakuan yang cukup serta dapat mencegah retak refleksi dari perkerasan beton di bawahnya.
Hal ini akan dibahas lebih lanjut di bagian lain.
Konstruksi ini umumnya mempunyai tingkat kenyamanan yang lebih baik bagi pengendara dibandingkan dengan konstruksi perkerasan beton semen sebagai lapis permukaan tanpa aspal.