Perkerasan Jalan Beton Prategang

PERKERASAN JALAN BETON PRATEGANG

Beton Prategang

Perancangan perkerasan jalan beton prategang (pre-stressed concrete) untuk jalan raya sampai saat ini belum banyak dikembangkan secara luas di Indonesia, tetapi di beberapa negara maju sudah sejak lama melakukan sejumlah experimen dan aplikasi untuk jalan raya.

Dalam tulisan ini disajikan kajian perancangan perkerasan beton prategang untuk jalan raya yang direkomendasikan oleh The American Concrete Institute (ACI 325.7R-88). Perancangan ini diaplikasikan pada tahun 2009 dalam suatu ujicoba skala penuh yaitu beton cor di tempat yang diberikan gaya prategang dengan system pasca tarik (post-tension). Ujicoba berlokasi di jalan nasional dengan lalu lintas relatif berat di ruas jalan Buntu-Kebumen, Provinsi Jawa Tengah.

Perancangan ini dimaksudkan sebagai alternatif dalam merancang perkerasan beton prategang yang praktis mengikuti rekomendasi ACI 325.7R-88 disesuaikan dengan kondisi musim dan kelembaban di Indonesia. Dalam perhitungan diuraikan contoh menentukan lebar celah ekspansi akibat siklus temperatur dan kelembaban perkerasan beton, serta kesesuaian lendutan vertikal yang aman berdasarkan iterasi tebal panel, kuat tekan beton akibat prategang, tegangan fleksural beton akibat curling, warping, beban lalu lintas, dan tegangan kritis akibat friksi tanah dasar.

Hasil monitoring ujicoba skala penuh sampai tahun pertama, menunjukkan kinerja yang baik dan belum terlihat masalah rongga di bawah slab dan masalah transfer beban. ACI merekomendasikan perhitungan tebal beton prategang untuk jalan raya atau lapangan terbang, sesuai dengan ACI 325.7R- 88. Komisi ACI 325 ( ACI Committee, 1998) melaporkan bahwa kekuatan perkerasan beton semen yang diperkuat dengan prategang secara signifikan bertambah dalam melayani beban.

Prategang menyebabkan tambahan kuat tekan pada panel perkerasan beton. Tekanan ini membentuk perilaku struktur yang dapat meningkatkan kemampuan untuk menahan perubahan bending tanpa menyebabkan retak. Perkerasan beton prategang dapat menyediakan permuka-an yang rata, bebas retak dan mengurangi jumlah sambungan. Dengan memanfaatkan penyebaran tegangan akibat kelembaban antara bagian atas dan bawah ketebalan slab, maka besar gaya tekan perkuatan prategang dapat dikurangi.

ACI Committee 325 telah mempublikasikan sejumlah laporan pengalaman pelaksanaan perkerasan beton prategang. Pada Februari 1959 mengkaji bahwa kemampuan beton prategang untuk melayani beban kendaraan meningkat dibandingkan dengan tanpa pra-tegang. Sejak publikasi ACI Commeetee 325 tersebut, beberapa jalan beton prategang dibangun untuk mendukung validitas konsepnya. Hasil penyelidikan menunjukkan bahwa penyebaran prategang dapat digunakan pada slab yang datar untuk menghasilkan kemampuan menahan beban kendaraan.

Teknologi Beton Prategang

Teknologi perkerasan dengan metoda prategang merupakan metoda yang inovatif dan dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan pelaksanaan pembangunan jalan yang kuat dan nyaman dengan mutu terkendali. ACI Committee 325 (1988) mempublikasikan bahwa besarnya gaya prategang dan jumlah tendon dapat dikurangi bila dipenuhi hal-hal sebagai berikut: 1) Media hambatan (friction) yang rendah antara perkerasan dan pondasi di bawahnya akan mengurangi tegangan tarik yang timbul selama kontraksi slab pada saat temperatur turun. Pengurangan hambatan akan mengurangi besar gaya prategang yang diperlukan. 2) Penyebaran tegangan susut akibat perbedaan kelembaban antara bagian atas dan bawah slab dapat mengurangi tegangan akibat beban kendaraan.

Tegangan sisa akibat tekanan di bagian bawah slab diimbangi dengan tegangan tarik yang diakibatkan beban kendaraan sehingga dapat mengurangi besarnya gaya prategang. Kenapa Menggunakan Perkerasan Beton Prategang Telah diakui bahwa sumber kelemahan struktur perkerasan beton semen konvensional pada jenis perkerasan beton bersambung (Jointed Plain Concrete Pavement, JPCP) terletak pada sambungan melintang (transverse joints) dan perkuatannya, baik menggunakan dowel atau tanpa dowel. Bentuk kerusakan antara lain terjadinya retak, faulting, pumping, dan spalling pada sambungan serta licin pada permukaan beton sehingga mempengaruhi kenyamanan berkendaraan. Sebagian besar pekerjaan pemeliharaan diperlukan untuk memperbaiki sambungan. Pemeliharaan perkerasan dengan frekwensi yang relatif tinggi pada sambungan antar panel beton adalah mahal dan acapkali mengganggu arus lalu lintas.

Salah satu pendekatan untuk mengurangi masalah sambungan antara lain adalah penggunaan perkerasan beton tanpa sambungan melintang yaitu dengan perkerasan beton bertulang menerus (Continuously Reinforced Concrete Pavement, CRCP). Pendekatan lainnya adalah menggunakan beton prategang (Prestressed Concrete Pavement, PCP) dengan jarak sambungan yang relatif lebih panjang lagi dari pada CRCP (AASHTO, 1993). Beberapa instansi di negara maju melaporkan bahwa pada CRCP, jarak sambungan atau dimensi slab lebih panjang,dan masih ditemukan kerusakan retakmelintang walaupun telah diberikan perkuatan tulangan baja memanjang yang rapat untukmenahan retak. Sejalan dengan waktu, bila terjadi spalling dan retak lebar pada permukaan beton, maka akan banyak mengurangi kenyamanan berkendara (ACI 325.7R-88). Sampai saat ini, CRCP belum pernah digunakan di Indonesia.

Kemampuan perkerasan jalan beton semen meningkat bila dirancang dalam kondisi pra-tegang (prestressed) (American Association State of Highway and Transportation Officials, AASHTO, 1993). Beton Prategang adalah beton yang tegangan tariknya pada kondisi pembebanan tertentu dihilangkan atau dikurangi sampai batas aman dengan pemberian gaya tekan permanen, dan baja prategang (strand) dilakukan pra-tarik (pre-tension) sebelum beton mengeras atau dilakukan pascatarik (post-tension) setelah beton mengeras. Dengan prategang, tebal perkerasan beton menjadi lebih tipis 35% - 40% dari pada konvensional pada kondisi lapisan dasar dan lalu lintas yang sama (American Concrete Institute, ACI 325.7R-88). Balitbang Kementerian Pekerjaan Umum memiliki Pedoman Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen, dalam Pd T-14-2003 (Kementerian Pekerjaan Umum, 2003), tetapi saat ini belum memperkenalkan perancangan perkerasan jalan beton dengan prategang.

Tulisan ini bertujuan menyediakan alternative pedoman dalam merancang perkeras-an beton prategang untuk jalan.Sejarah Beton Prategang di IndonesiaBina Marga (2006) telah melaksanakan perkerasan beton prategang dengan metoda pracetak (precast pretension) yang dipasang memanjang, di Jakarta sekitar 1000 meter, lebar 2 x (3 x 1,8) m, dan metoda tersebut diadopsi dari Indiana (Luh M.Chang, 2004) dan cukup kuat menahan beban lalu lintas yang berat dan padat walaupun masalah kerapihan sambungan masih perlu perbaikan. Badan Pengelolaan Jalan Tol (BPJT) juga telah merancang perkerasan beton prategang dengan metoda pracetak prategang (precast pretension) yang dipasang melintang, pada tahun 2008, di Jalan tol Kanci-Pejagan sepanjang 35 km, lebar (2 x 8,4) m, dilaksanakan oleh kontraktor (BUMN) dan investor (Semesta Marga Raya, SMR, 2009).

Kinerja perkerasan beton prategang di kedua lokasi tersebut sampai saat ini masih dalam pengamatan (Dachlan A.T., 2009, 2010). Pusat Litbang Jalan dan Jembatan melakukan kajian pustaka beberapa aplikasi di luar negeri dan diujicoba secara sekala penuh (Dachlan A.T., 2009). Salah satu yang diujicoba adalah perkerasan beton prategang cor di tempat (cast in place) yang diberi post-tension setelah beton mencapai 80% kekuatan rencana atau sekitar 3 x 24 jam. Panjang segmen yang dicoba tersebut adalah sepanjang 100 m dan 70 m, lebar (2 x 3,7) m. Kondisinya secara struktural danfungsional dievaluasi dan sampai umur 11bulan belum terjadi masalah transfer beban dan rongga di bawah sambungan.

Baca Juga Artikel Teknik Sipil lainnya tentang Beton