Jalan Beton dan Tulangannya

Kelihatannya telah menjadi pemahaman umum, sebagaimana sering didengar bahwa yang namanya konstruksi yang memakai material beton adalah identik sama dengan struktur beton bertulang. Bahkan mahasiswa teknik sipilpun juga sering terkecoh tentang hal tersebut. Maklum, dalam kuliah struktur beton selalu diungkapkan bahwa beton hanya kuat terhadap gaya tekan dan tidak kuat terhadap tarik. Oleh karena itu agar dapat bekerja sebagai suatu balok dan kuat memikul lentur maka harus dipasang tulangan baja sebagai konsekuensinya.
Itu benar, karena yang dibahas dalam kuliah struktur beton adalah material beton sebagai komponen untuk struktur balok, struktur kolom atau slab (pondasi). Itu adalah materi struktur beton I dan II di UPH, adapun struktur beton III adalah beton prategang.
Pada mata kuliah struktur beton di UPH yang dipegang oleh Prof. Harianto Hardjasaputra bersama saya, maka dalam silabusnya tidak diajarkan tentang materi jalan beton. Padahal seperti diketahui bahwa jalan beton sekarang relatif cukup populer digunakan di jalan-jalan di ibukota maupun di daerah-daerah. Maklum, kesannya  jalan beton tersebut  lebih kuat, awet dan bebas perawatan.

Gambar 1. Jl. Raya Tajur, typical jalan beton di tanah air
(sumber foto :  My Setiawan Blog)

Alasan terakhir, yaitu bebas perawatan. Alasan itulah yang rasa-rasanya menjadi magnet mengapa jalan tipe tersebut menjadi banyak dipilih akhir-akhir ini. Padahal sebenarnya jika tipe jalan yang terdahulu, yaitu jalan aspal dibangun dengan baik, dilengkapai saluran drainasi yang mencukupi dan sebagainya , maka diyakini akan sama juga kekuatannya dalam memikul beban lalulintas yang ada, bahkan lebih enak (halus) dibanding jalan beton yang kadang jika pembuatannya asal-asalan maka akan sangat terasa adanya siar-siar dilatasi di antaranya.
Pemahaman tentang jalan beton terlihat belum dikenal luas, maklum seperti alasan di atas, di kuliah Struktur Beton yang mempunyai 7 SKS itupun, materi tersebut tidak dimasukkan di silabusnya (itu di UPH lho, mungkin saja di tempat lain diberikan). Mungkin saja materi jalan beton telah diberikan pada mata kuliah Perkerasan Jalan, tetapi mestinya fokusnya pada jalan dan bukan struktur betonnya. Oleh karena itu sangat wajar jika ada pernyataan seperti ini keluar dari pejabat yang tidak memahaminya.

Apalagi, tidak terlihat adanya ikatan besi yang menjadi tulang dari jalan beton. Padahal, di setiap bangunan beton yang patah akan terlihat susunan besi yang menjadi pengikat struktur beton secara keseluruhan.
”Jangan menyalahkan alam atas amblesnya jalan itu. Saya menduga, faktor kelalaian dalam desain atau proses pembangunan merupakan penyebab amblesnya Jalan RE Martadinata. Paling tidak, ada kelalaian dalam mengantisipasi risiko,” kata Sanusi yang pernah berprofesi sebagai kontraktor.
Sanusi meminta Kementerian PU mengevaluasi semua infrastruktur yang dibangun di Jakarta agar jangan mengalami kerusakan serupa.
(Sumber : Kompas Minggu, 19 September 2010)

Pernyataan anggota dewan yang pernah berprofesi sebagai kontraktor itu jika didengar oleh teman-teman dengan latar belakang pengetahuan sebagaimana diungkapkan di atas, pastilah akan di-amini. Apalagi awam yang mendengarnya. Akhirnya yang terjadi di masyarakat adalah opini bahwa kesalahan desain atau pelaksanaanlah yang menyebabkan amblesnya jalan R.E Mardinata tersebut.
Mungkin pendapat anggota dewan itu bisa benar, tetapi kalau melihat argumentasi yang mendukung pernyataannya bahwa “tidak terlihat adanya ikatan besi yang menjadi tulang dari jalan beton“. Maka rasa-rasanya pernyataannya itu masih terlalu dini, pernyataan itu terjadi karena latar belakang pemikirannya adalah struktur beton bertulang gedung tinggi dan bukannya  jalan beton. Bagaimanapun cara kerja keduanya adalah tidak sama, meskipun memakai bahan yang sama, yaitu beton.
Untuk itulah maka rasa-rasanya artikel tentang jalan beton dan tipe jalan yang lain perlu diungkapkan agar kita bersama mampu belajar sehingga bisa memberi pernyataan yang baik dan benar serta tidak membingungkan masyarakat awam.
Hal yang penting perlu dipahami, bahwa cara kerja struktur jalan beton adalah tidak sama dengan cara kerja konstruksi slab beton bertulang yang digunakan pada bangunan gedung. Meskipun sama-sama memakai material beton, sehingga awam yang melihatnya sepintas tidak ada perbedaan, tetapi tidak berarti bahwa cara desain maupun pelaksanaannya akan sama juga.
Pada perkerasan jalan dikenal dua macam konstruksi, yaitu [1] fleksibel pavement (aspal) dan [2] rigid pavement (beton). Pavement di sini adalah bagian dari konstruksi jalan yang langsung menerima beban kendaraan di atasnya, atau tepatnya lapisan permukaan. Jika demikian berarti ada yang namanya lapisan dalam dan lainnya, dalam hal ini adalah tanah atau batuan dibawahnya.

Gambar 2. Lapisan perkerasan jalan
(sumber: Pavement Design Guide)

Perhatikan Gambar 1 di atas, pavement di sini adalah Surface couse, adapun di bawahnya masih ada Base Course, juga ada Subbase dan baru tanah asli dibawahnya. Kesemuanya itu yang membentuk konstruksi jalan. Jadi meskipun Surface Course utuh, sebagaimana terlihat pada jalan RE Martadinata sebelum jebol, tetapi karena lapisan pendukung di bawahnya rusak (bisa karena abrasi atau juga hal yang lain) maka keseluruhan jalan akan menjadi rusak. Lihat jebolnya jalan RE Martadinata.
Dengan cara berpikir seperti itu, maka sebenarnya perkerasan jalan dengan aspal (fleksibel pavement) mempunyai kekuatan yang sama dibanding perkerasan jalan dengan beton, khususnya untuk memikul roda kendaraan yang berjalan. Kalau untuk kendaraan yang berhenti (parkir) atau di daerah yang sering terjadi pengereman seperti di pintu tol maka rigid pavement akan lebih baik.

Gambar 3. Typical konstruksi Rigid Pavement (Jalan Beton)
(sumber: Pavement Design Guide)

Sesuai dengan namanya, maka sebenarnya yang membedakan keduanya adalah karakteristik kerja keduanya sebagaimana diperlihatkan pada gambar berikut:

Gambar 4. Distribusi tegangan pada Rigid (kiri) dan Fleksibel (kanan)
(sumber Pavement Design Guide)

Dengan distribusi tegangan yang lebih merata pada konstruksi rigid pavement maka hanya diperlukan sub-course yang relatif lebih tipis, dibanding konstruksi fleksibel pavement, yang mana distribusi tegangannya relatif lebih terpusat. Tetapi yang jelas, jika keduanya di desain dan dilaksanakan dengan baik untuk memikul suatu beban tertentu maka jelas hasilnya juga sama-sama baik.

Jadi kalaupun banyak jalan aspal yang rusak selama ini di Indonesia,maka itu disebabkan oleh lapisan dasarnya yang rusak terlebih dahulu, umumnya itu dikarenakan ada penetrasi air akibat tidak tersedianya saluran drainasi yang memadai pada jalan tersebut. Pengetahuan ini sebenarnya telah dipahami oleh banyak insinyur kita, tetapi dalam prakteknya, lihat saja jalan-jalan di Jakarta, ketika hujan lebat beberapa jam saja maka sudah dipastikan akan terjadi genangan air di jalan-jalan. Air itulah yang menyebabkan kekuatan tanah dibawah jalan menjadi lembek, ditambah beban berat diatasnya. Pastilah rusak itu jalannya. Maklum, implementasi teori dan praktek memang tidak gampang.

Jalan beton dari sisi perilaku strukturnya memang terlihat lebih bagus, tegangan yang timbul akibat beban yang sama relatif lebih kecil sehingga tidak diperlukan base-course yang tebal. Meskipun demikian, karena rigid maka pengaruh shrinkage (kembang susut) karena thermal menjadi dominan. Hal inilah yang menyebabkan dijumpai beberapa macam konstruksi jalan beton. Idenya ada dua, yaitu:

• jika jalan beton dibuat kontinyu (pemakaianya nyaman) maka untuk mengantisipasi kembang-susut pada jalan tersebut harus dipasang tulangan baja sebagai tulangan susut. Meskipun jumlahnya relatif kecil, khususnya jika dibandingkan konstruksi slab pada bangunan gedung, tetapi penggunaan tulangan baja menyebabkan jalan beton ini menjadi mahal dan tentu saja pengerjaannya akan lebih kompleks. Ingat, ini konstruksi jalan, yang panjangnya relatif lebih panjang (besar) dibanding slab untuk kontruksi bangunan gedung.
• jalan beton di sekat-sekat dengan siar dilatasi. Jadi jalan beton dibuat atau terdiri dari segment yang terpisah-terpisah. Dengan terpisah-terpisah ini maka resiko kerusakan akibat faktor kembang susut menjadi teratasi tanpa perlu memasang tulangan susut. Ini jelas akan lebih murah di banding sistem diatas. Masalah timbul, selain jalan ini menjadi tidak nyaman (perlu konstruksi khusus agar rata) tetapi juga ada masalah  jika terjadi beban di atasnya, tegangan di tanah pada pinggiran segement menjadi besar, berbeda dengan gambaran di atas. Untuk mengatasinya, agar segment sebelah dan sebelahnya juga dapat bekerja maka kedua segment yang berdekatan dipasangi dowel.

Untuk memberi gambaran tentang dua sistem pada rigid pavement itu maka akan disajikan detail konstruksinya sbb (sumber Pavement Design Guide).

Gambar 5. Rigid pavement menerus dengan tulangan

Perhatikan, tulangan pada konstruksi rigid pavement di atas diletakkan di tengah, bukan ditepi bawah atau atas dari slab. Ini tentu berbeda dibanding slab pondasi atau basement. Bagaimanapun tugas tulangan di atas adalah untuk mengantisipasi kembang susut dan bukannya penyebaran beban kendaraan di atasnya. Perhatikan juga gambaran crack yang kecil-kecil tetapi merata pada slab di atas. Crack itu terjadi akibat kembang susut lho, bukan akibat beban. Jadi jika ternyata tanah dibawahnya (base course) berkurang kekuatannya, mungkin karena memang kondisinya demikian, maka tentu saja jalan beton tersebut akan menjadi rusak. Lihat saja jalan tol ke Merak, meskipun sudah pakai jalan beton tetapi rusak juga, bahkan jalan beton itu kalau rusak lebih susah lho memperbaiknya dibanding jalan aspal. Jadi jangan berpikir jika sudah dibikin jalan beton lalu masalahnya menjadi hilang.

Selanjutnya ini tipe jalan beton yang boleh saja tidak memakai tulangan susut seperti diatas, tetapi agar tetap menyatu jika ada beban kendaraan di pinggir segment maka dipasangi dengan dowel.

Gambar 6. Rigid pavement tersegment dengan dowel.

Adanya segment-segment tersebut menyebabkan apabila pelaksanaannya tidak baik maka jika dilalui menjadi tidak nyaman. Oleh karena itu dikembangkan suatu konstruksi lain yang merupakan kombinasi ke dua cara di atas.

Gambar 7. Rigid pavement tersegment dengan tulangan dan dowel.

Konsep yang kombinasi mempunyai crack yang relatif sedikit, meskipun dalam hal ini dari segi ekonomis belum tentu diperoleh penghematan yang signifikan. Tetapi yang jelas dengan segment yang lebih panjang mestinya lebih nyaman, juga jika ada kerusakan base-course dibawahnya maka ada segment menyebabkan perbaikannya relatif lebih mudah.

Dicopy dari tulisan : Dr. Ir. Wiryanto Dewobroto, MT

Read More

Pavement Road Construction

Perkerasan Konstruksi Jalan

   Secara umum jalan merupakan suatu sarana infrastruktur yang memberikan efek multi kepada masyarakat dalam hal perhubungan, dimana peranan yang penting dari infrasturktur jalan yaitu dapat meningkatkan nilai dan pertumbuhan ekonomi suatu daerah. Perkembangan teknologi konstruksi jalan tidak lepas dari kemajuan teknologi dan inovasi yang terus dikembangkan demi mencapai kualitas jalan yang optimal. Secara umum konstruksi perkerasan jalan (Pavement) dapat dikategorikan menjadi perkerasan lentur (Flexible Pavement) dan perkerasan kaku (Rigid Pavement). 

Perkerasan Lentur (Flexible Pavement)

     Merupakan jenis perkerasan jalan yang bersifat lentur karena didominasi oleh campuran aspal Hot- Mix, Warm Mix maupun aspal Cold Mix dalam strukturnya, jenis perkerasan lentur sejak dari dulu sudah lama digunakan, tetapi seiring kemajuan teknologi maka kualitas material dan proses pelaksanaan terus mengalami perkembangan. Perkerasan lentur sendiri terdiri atas campuran aspal (Asphalt), agregat halus (Fine Agregate), agregat kasar (Course Agregrate) dan bahan pengisi (Filler). Campuran aspal sendiri di Indonesia terdiri atas dua jenis yang secara umum digunakan yaitu campuran aspal Pertamina yang berasal dari sisa kotoran minyak bumi dan aspal alam yang berasal dari pulau Buton (Asbuton). Secara umum susunan perkerasan lentur terdiri dari : 

• Lapisan dasar (Subgrade), merupakan lapisan tanah dasar dari suatu perkerasan jalan, dapat berupa tanah asli (Original soil) maupun tanah timbunan pilihan. Peranan subgrade pada konstruksi jalan sangat penting karena merupakan dasar yang menentukan kualitas dan kemampuan daya dukung dari jalan tersebut, bilamana kualitas atau kondisi subgrade yang memiliki daya dukung yang rendah misalnya jenis tanah gambut yang umumnya dapat mengakibatkan penurunan pada badan jalan. Jadi dalam perencanaan suatu kosntruksi jalan khususnya jika jalan yang baru dibuat kiranya dilakukan penyelidikan tanah (Investigation soil) terlebih dahulu, sehingga dapat diketahui kapasitas daya dukung dari tanah dasarnya berdasarkan hasil CBR (California Bearing Ratio).

• Lapisan Pondasi Bawah (Subbase Course), merupakan lapisan kedua setelah tanah dasar, yang merupakan lapisan antara lapisan subgrade dan lapis pondasi atas (Base) yang berfungsi sebagai penerus beban dari lapisan atasnya. Lapisan subbase terdiri atas agregat halus, bahan pengisi dan agregat kasar sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan oleh Standar perencanaan lapisan subbase berdasarkan nilai CBR nya. Pemadatan pada lapisan subbase haruslah baik karena jika tidak maka pori-pori antara agregat yang tidak maksimal memungkinkan gerusan air yang besar masuk ke dalam lapisan subgrade yang berakibat pada kerusakan lapisan tanah dasarnya. Ketebalan lapisan subbase berkisar antara (20 - 30) cm sesuai perencanaan desain.

• Lapisan Pondasi Atas (Base Course), merupakan lapisan ketiga dari subgrade yang berada di antara lapisan subbase course dan lapisan permukaan (Surface Course). Lapisan pondasi atas  berfungsi sebagai penerus beban kendaraan dari lapisan permukaan, material yang digunakan pada lapisan pondasi atas harus dengan standar dan spesifikasi yang ditentukan karena pada lapisan ini konsentrasi beban dari permukaan sangat besar sesuai dengan tebal yang direncanakan biasanya memiliki ketebalan berkisar antara (20-30) cm, sehingga jika kualitas dan proses pemadatan dari lapisan pondasi atas tidak maksimal maka akan terjadi lendutan (Bending) yang merusak lapisan di bawahnya. Pada lapisan pondasi atas biasanya diberikan campuran perekat sebelum lapisan permukaan yang biasanya disebut Prime Coat dengan menggunakan alat Asphalt Sprayer.

• Lapisan Permukaan (Surface Course),  merupakan lapisan teratas dari konstruksi jalan yang berhubungan langsung dengan beban kendaraan yang melintas pada permukaan ini dan bersifat kedap air ataupun porous. Lapisan permukaan pada jenis perkerasan lentur terdiri atas Asphalt Concrete Based Course (ACBC) dan Asphalt Concrete Wearing Course (ACWC) dengan ketebalan tertentu, pada lapisan ACWC merupakan lapisan aus  dan lebih halus permukaannya. Ketebalan ACBC biasanya kisaran kurang lebih 10 cm dan ACWC kisaran 5cm, sedangkan perekat natar lapisan ACBC dan ACWC disebut Tack Coat. 

Gambar konfigurasi Flexible Pavement

 

 Perkerasan Kaku (Rigid Pavement)

    Merupakan  jenis perkerasan yang bersifat kaku (Riqid) karena bahan perkerasannya didominasi oleh beton (Concrete), perkerasan kaku beberapa tahun ini telah banyak digunakan menggantikan perkerasan lentur aspal, dikarenakan umur rencana yang lebih lama dan sukar mengalami kerusakan dibandingkan dengan aspal beton. Secara umum perkerasan kaku terdiri dari campuran semen, agregat kasar, agregat halus, bahan pengisi dan zat admixture ditambah dengan tulangan (rebar) sebagai sambungan antar segmen plat beton. Susunan perkerasan kaku terdiri dari: 

•  Lapisan Tanah Dasar (Subgrade), merupakan lapisan dasar dari semua jenis perkerasan yang berupa tanah asli atau timbunan. 

• Lapisan Pondasi Bawah (Subbase Course), merupakan lapisan setelah tanah dasar yang meneruskan beban dari lapisan atasnya, pada jenis perkerasan kaku lapisan subbase biasanya berupa plat beton tipis berukuran (5-10)cm yang disebun (Lean Concrete) yang berada di atas tanah dasar. Lapisan beton tipis tersebut harus memiliki campuran yang baik dikarenakan bagian ini merupakan proteksi perlindungan terhadap tanah dasar dari rembesan air. Biasanya sebelum lapisan permukaan dikerjakan lapisan ini diberi pelindung berupa plastik agar mencegah rembesan air (Piping) dari permukaan atasnya sehingga tidak merusak lapisan tanah dasar. 

• Lapisan Plat Beton (Concrete Slab), merupakan lapisan beton tebal yang berupa penggabungan antara lapisan base dan surface, pada lapisan beton ini bisanya tebalnya berkisar antara (20-30) cm. Pada lapisan beton sambungan antar segmen bisanya diberikan sambungan vertikal dan horisontal atau tulangan kembang susut (Shrinkage bar) dan tulangan konstruksi (Construction bar) antar segmennya. Ukuran segmen biasanya bervariasi tergantung desain, umumnya lebar segmen plat beton seukuran lebar jalan (2,5-3) m dan panjangnya (4-5) m. Pada bagian permukaan bisanya dibuat grid anti slip pada saat ban kendaraan melintas di atasnya. Umumnya mutu beton pada lapisan ini didesain dengan mutu (K-400 sampai K-500). Pada perkerasan kaku sambungan antar segmen umumnya menggunakan campuran aspal emulsi atau sealant untuk mereduksi pergerakan akibat pemuaian.
  

 

Gambar Konfigurasi Rigid Pavement 

    Dari penjelasan tersebut dapat dilihat beberapa perbedaan mendasar antara perkerasan lentur dan perkerasan kaku, kedua perkerasan memiliki kelemahan  tersendiri, antara lain: 

Kelemahan Perkerasan lentur (Flexible Pavement) 

• Perkerasan lentur lemah terhadap genangan air, jika terjadi genangan maka akan mengakibatkan gejala retakan pada badan jalan dan kemudian menjadi lubang. 

• Mudah mengalami bleeding (Leleh) jika suhu hamparan aspal tidak mencukupi atau dibawah 120 ◦C maka dapat beresiko terjadi proses bleeding saat dilewati kendaraan.

• Umur rencana bisanya rendah, hal ini diakibatkan banyak faktor misalnya kualitas campuran, proses pelaksanaan yang salah, beban kendaraan yang besar dan sistem drainase yang buruk.

• Biaya perawatan yang tinggi misalnya peningkatan jalan (Overlay). 

• Tidak cocok digunakan pada tanah yang tidak stabil atau timbunan. 

• Distribusi tegangan pada perkerasan lentur lebih terpusat sehingga menghasilkan tegangan yang besar pada lapisan di bawahnya. 

Kelemahan Perkerasan Kaku (Rigid Pavement)

• Anggaran awal yang besar dibandingkan dengan perkerasan lentur. 

• Bagi pengendara menimbulkan rasa jenuh saat mengemudi  diakibatkan pantulan sinar matahari pada lapisan beton (silau).

• Proses pelaksanaan yang memakan waktu lama sekitar 1 bulan sampai benar-benar dapat dilewati kendaraan, karena menunggu proses curring/ perawatan beton setelah pengecoran. 

• Membuat kinerja kendaraan menurun karena sistem grid pada perkerasan kaku dapat membuat kerja ban lebih berat dan cepat aus. 

• Mengurangi tingkat kenyamanan pengendara karena tidak semulus perkerasan lentur. 

• Perkerasan kaku lebih suka mengalami kembang susut (Shrinkage), sehingga umumnya mudah mengalami retak (Cracking). 

 

Gambar susunan sampel perkerasan kaku dan lentur  

Gambar Distribusi Tegangan Pada Roda Kendaraan  Pada Tiap Jenis Perkerasan

    Dari kelemahan - kelemahan tersebut tentunya setiap perkerasan memiliki kelebihan tersendiri, namun kerusakan jalan merupakan kelemahan dari jalan itu sendiri yang tidak bisa dihindari baik berupa retak, penurunan/amblas dan lubang. Adapun cara-cara agar dapat dilakukan agar dapat terhindar dari kerusakan jalan yang sering kita temui khususnya bagi perencana maupun pelaksana agar lebih memperhatikan hal-hal ini, antara lain: 

• Dalam mendesain suatu konstruksi jalan apakah menggunakan perkerasan kaku atau lentur harus memperhatikan sistem drainasenya dan kemiringan aliran pembuangan air dari badan jalan karena unsur air merupakan hal yang memicu kerusakan jalan khususunya perkerasan lentur. 

•  Dalam mendesain dan melaksanakan suatu perkerasan jalan harus lebih memperhatikan kualitas campuran material perkerasan jalan, hal ini harus dilakukan pengawasan pada saat pencampurannya agar sesuai dengan mutu yang direncanakan baik pada subgrade, subbase, base dan surface. 

• Dalam pelaksanaan khususnya pihak pelaksana maupuan pengawas harus lebih memperhatikan proses pelaksanaan apakah suhu hamparan, proses pemadatan lapisan permukaan jika menggunakan perkerasan lentur, susunan penulangan sambungan pada perkerasan kaku, proses penghamparan lapisan pondasi pada jalan dan tidak kala penting kondisi daya - dukung tanah dasar.

• Dalam operasional diharuskan adanya pengalihan kendaraan-kendaraan dengan Muatan Sumbu Terberat (MST) yang besar pada jalan yang direncanakan dengan muatan yang berat sehingga tidak merusak jalan yang didesain dengan muatan kecil atau sedang. Maka dari itu perluh digolongkan berdasarkan kelas jalan dalam mendesain. 

•  Adanya perawatan (Maintanance) berkala terhadap kondisi suatu jalan oleh Instansi terkait agar tingkat kerusakan dapat direduksi sehingga tidak terjadi kerusakan yang lebih besar yang tentunya memakan anggaran yang besar pula. 
 

    Kemajuan teknologi perkerasan jalan akan terus berkembang seiring dengan kebutuhan dan peerkembangan inovasi para insinyur dan peneliti, seperti teknologi Aspal Poros (Asphalt Porous) telah mulai dikembangkan di Indonesia oleh peneliti yang tentunya ke depan dapat menjadi standar perencanaan konstruksi jalan di Indonesia serta perkembangan teknologi  daur ulang aspal (Recycle Asphalt) yang telah di terapkan pada beberapa jalan di Indonesia. Akhir kata, semoga dengan tulisan yang saya tuangkan ini dapat memberi informasi yang bermanfaat bagi pembacanya khususnya bagi kemajuan teknologi konstruksi jalan di Indonesia. Terima kasih.

Oleh : Ir. James Thoengsal

Read More