perkerasan bandara 1

Dasar-dasar Sistem Perkerasan

Perkerasan Bandar Udara

SI 4243 Rekayasa Antar Moda

Lingkup Materi

Konsep Dasar Perkerasan

Jenis-jenis Perkerasan

Aspek Perancangan Perkerasan

Perkembangan Teknologi Rekayasa

Perkerasan

Perkerasan

Perkerasan atau pavement adalah struktur yang setidaknya memiliki 2 sifat utama yaitu:

Keras atau dapat mempertahankan bentuk dari aplikasi beban.

Rata untuk dapat mengkomodasikan pergerakan kendaraan yang dilayani, yaitu pesawat yang masih menggunakan roda sebagai “alat” antar-mukanya.

Ditambah sifat lain yang juga sangat penting yaitu:

Kesat untuk dapat menciptakan grip pada saat hujan maupun kering.

Konsep Manipulasi Tegangan

Tanah Dasar

Perkerasan

s >>

s <<

Parameter Tinjauan:

- Tegangan (P/A)- Kekauan lapis perkerasan (Stiffness)- Daya dukung tanah dasar (CBR)- Repetisi Beban

Konsep Tekstur

Parameter Tinjauan:- Tektur Mikro (Microtexture) Menciptakan Friksi

- Tektur Makro (Macrotexture) Drainase Mikro

Roda Kendaraan

Bidang Kontak

Perkerasan

Mikro

Makro Air

Roda Kendaraan


Perkerasan Lentur (Flexible Pavement) Berlapis Bahan dasar lapisan biasanya mengandung aspal Memiliki efek peredaman yang baik Rawan terhadap pembebanan yang lambat Rawan terhadap tumpahan material yang berbahan dasar

minyak bumi

Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) Berlapis Bahan dasar permukaan adalah beton Memiliki efek peredaman yang kurang baik Tahan terhadap pembebanan yang lambat Lebih tahan terhadap tumpahan material yang berbahan

dasar minyak bumi


Perkerasan Lentur (Flexible Pavement)

Ilustrasi Permukaan Perkerasan Lentur

Ilustrasi Perlapisan Perkerasan Lentur


Perkerasan Kaku (Rigid Pavement)

Ilustrasi Permukaan Perkerasan Kaku

Ilustrasi Perlapisan

Perkerasan Kaku

Karakter Struktur Perkerasan

1. Stress à Perubahan BentukPerkerasan Lentur

2. Stress à Kekakuan (Kontra Stress)Perkerasan Kaku/ Perkerasan Lentur yang Kaku

s s

deformasi

kelenturan

s s

s’

kekakuan

s’

Karakter Pembebanan

Prinsip Sebaran Tegangan Pada Perkerasan Lentur

Permukaan (surface)

Pondasi (base)

Pondasi B awah (subbase)

Tanah Dasar (subgrade)

s

Perkerasan Konvensional Menggunakan lapisan

dengan fungsi yang unik Lapisan Sub Base

menyebarkan stress dan menjadi interface dari Base dan Subgrade

Lapisan Base menyebarkan stress mayor

Lapisan Permukaan menyebarkan stress dan menjadi lapisan pengedap air

Biasanya didesain untuk 10 tahun

Sumber: Berbagai Sumber

Perkerasan Perpetual

Telah berhasil dikembangkan di Amerika Serikat

Menggunakan prinsip menahan kerusakan sesuai Failure Criteria

Dapat mencapai umur lebih dari 75 tahun

Sumber:Asphalt Pavement Alliance (APA) tahun 2002 dan TRB, 2004

High Quality PG Binder – High Quality HMA (40 – 75mm)

High Modulus – Rut Resistance Material

(100 – 175mm)

Flexible Fatique Resistant Material(75 – 100 mm)

Base Material(As Required)

Subgrade

Failure Criteria

• Retak yang dimulai dari batas lapisan bituminous dan granular, akibat dilampauinya batas regangan horisontal lapisan bituminous. Regangan ini terjadi akibat perilaku yang berbeda antar lapisan tersebut dalam menerima beban (lalu lintas atau lingkungan) (Croney, 1992)

• Penurunan permanen yang terjadi pada permukaan tanah dasar, akibat dilampauinya batas regangan vertikal (daya dukung) tanah dasar. Regangan ini terjadi karena kekakuan lapis permukaan tidak dapat menyebarkan beban (tegangan) pada tingkat yang masih bisa diterima tanah dasar (Croney, 1992)

Lapis Bituminous

Lapis Granular

h

Permukaan

Pondasi

PondasiBawah v

Tanah Dasar

Perkerasan Long Life

Kombinasi perkerasan konvensional dan perpetual

Menggunakan Binder dengan Stiffness yang tinggi sehingga bersifat kaku sehingga dapat menahan tegangan

Menggunakan Binder dengan nilai PI yang tinggi sehingga tahan perubahan cuaca

Mengandalkan Base sebagai lapisan stress bearing mayor

Untuk perkerasan lama, lapisan Base dapat berupa lapisan hasil proses Recycling

Sumber: Berbagai Sumber

High Quality PG Binder – High Texture Mix, dapat berupa AC WC,

SMA dll.

High Modulus – Rut Resistance Material dapat berupa AC BC,

Superpave Surface

Base Material(As Required)

Subgrade

Prinsip Antisipasi Retak Pada Perkerasan Kaku

Contraction Joint Expansion Joint

Mortar Pengisi

½ T

T

Selongsong

½ T

Slab Beton

Konsep ACN-PCN

Nilai PCN:

Nilai komposit yang menyatakan kapasitas struktural perkerasan terhadap nilai

tegangan pada level tertentu dari beban pesawat

Informasi yang disampaikan meliputi Nilai PCN, Jenis Perkerasan, Klas Daya

Dukung Tanah Dasar dll.

Tegangan yang terjadi adalah hasil distribusi beban yang merupakan fungsi dari

beban pesawat dan titik-titik kontak berupa konfigurasi roda pendaratan

Nilai ACN

Nilai yang menyatakan tegangan pada level tertentu dari beban pesawat

Tegangan yang terjadi adalah hasil distribusi beban yang merupakan fungsi dari

beban pesawat dan titik-titik kontak berupa konfigurasi roda pendaratan

Metoda ACN-PCN

Metoda penentuan nilai PCN akibat pembagian berulang oleh pesawat dengan

nilai ACN tertentu, biasaranya pesawat kritis

Nilai Aircraft Classification Number

Aircraft

Weight Tire Flexible pavement sub-grades Rigid pavement sub-grades

Max Pressure CBR% k (MPa/m3)

(kN) (MPa) High Med Low V Low High Med Low U Low A B C D A B C D 15 10 6 3 150 80 40 20

A380-800 (6 W Main Gear) 5,514 1.47 56 62 75 106 55 67 88 110

A380-800 (4 Wing Gear) 5,514 1.47 62 68 80 108 55 64 76 88

Antonov AN-225 5,884 1.13 63 75 95 132 45 61 89 125

B-52 (Bomber) 2,170 1.65 80 86 97 116 103 114 126 136

B1-B Bomber (Rockwell) 2,123 1.65 77 87 102 121 77 89 102 113

B727-200 (Advanced) 934 1.19 53 57 64 69 59 63 66 68

B737-900 777 1.47 44 46 51 56 51 53 55 57

B747-100, 100B,100SF 3,350 1.55 49 54 65 86 46 54 64 73

B747-100SR 2,690 1.04 36 38 46 64 29 35 42 50

B747-200B, 200C,200F, 200M 3,720 1.38 55 62 76 98 51 61 72 82

B747-300, 300M,300SR 3,720 1.31 55 62 76 98 50 60 71 81

B747-400, 400F,400M 3,905 1.38 59 66 82 105 54 65 77 88

Aspek Perancangan

SI 4243 Rekayasa Antar Moda

Dasar-dasar Perancangan Merupakan turunan (mengacu) Perencanaan (Masterplan)

Memperhitungkan parameter dasar Perancangan seperti:

Proyeksi Pergerakan Orang dan Barang

Modulasi (pembagian modul pesawat)

Proyeksi Pergerakan Pesawat

Pesawat Kritis

Kondisi Tanah Dasar

Kondisi Hidrologi

Pilihan Struktur Perkerasan

Menghasilkan rancangan Struktur dan Geometri Fasilitas

Merancang dengan pertimbangan:

Beban maksimum

Beban lelah

Permasalahan dalam Perancangan

Ketersediaan dokumen Perencanaan

Ketersediaan SDM Perancangan

Proyeksi Lalu Lintas

Kondisi Geoteknis

Tanah Ekspansif

Tanah Organik (gambut, lempung organik)

Ketersediaan Material

Quarry

Pasok Material Khusus (aspal, semen, baja dll.)

Dinamika Kebijakan Daerah/Pusat

Permasalahan Umum dalam Perancangan Perkerasan Lentur

Pemilihan Gradasi Agregat

Gradasi Menerus

Gradasi Senjang

Gradasi Seragam

Pemilihan Jenis Aspal

Nilai Penetrasi

Nilai TRB Softening Point

Kemurnian Aspal

Penentuan Kadar Aspal Optimum

Penentuan Parameter Kekuatan Struktural

Empirik

Mekanistik

1a. Gradasi Menerus (skematis)

Ukuran

Butir

Proporsi

Grafik Komulatif

Ilustrasi Gradasi

Ilustrasi Setting

- Prinsip Interlocking- Sifat Kaku- Kebutuhan Aspal Sedang

Grafik


1b. Gradasi Menerus (ilustrasi visual)

Potongan campuran Bentuk Briket Marshall


2a. Gradasi Senjang (skematis)

Ukuran

Butir

Proporsi

Grafik Komulatif

Ilustrasi Gradasi

Ilustrasi Setting

- Prinsip Suspensi Mortar- Sifat Lentur- Kebutuhan Aspal Tinggi

Grafik Ukuran yang hilang


2b. Gradasi Senjang (ilustrasi visual)

Potongan campuran Bentuk Briket Marshall


3a. Gradasi Seragam (skematis)

Ukuran

Butir

Proporsi

Grafik Komulatif

Ilustrasi Gradasi

Ilustrasi Setting

- Prinsip Max Tekstur Makro- Sifat Kasar- Kebutuhan Aspal Khusus

GrafikDominasi Ukuran


3b. Gradasi Seragam (ilustrasi visual)

Permukaan campuran Bentuk Briket Marshall


Permasalahan Umum dalam Perancangan Perkerasan Kaku

Pemilihan “Mutu” Beton

Empirik Nilai K atau Kuat Tekan

Mekanistik Nilai Flexural Strength

Penentuan Joint System

Geometri

▪ Panjang Slab

▪ Lebar Slab

Posisi/Sistem Dowel

Bahan Pengisi

Penentuan Kebutuhan Aditif

Perkembangan Teknologi Rekayasa Perkerasan

Perkembangan Terakhir Teknologi Rekayasa Perkerasan

Modifikasi Aspal/Bitumen Penambahan Polimer

Penambahan Unsur Kimia

Penambahan Karet

Modifikasi Campuran Beton

Daur Ulang Perkerasan

Daur Ulang Perkerasan

Perkerasan Daur-ulang

Perbaikan terhadap struktur perkerasan lentur pada prinsipnya mencakup: pelapisan ulang (overlaying), daur-ulang (recycling) dan rekonstruksi (reconstruction). Material dari perkerasan yang rusak (deteriorated) yang dikenal sebagai Perkerasan Aspal yang Diundang Kembali atau Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), sebagian atau seluruhnya digunakan pada konstruksi baru.

Diambil

Digelar &dipadatkan

RAPMaterial SegarAspal

+Agregat

+

1: Eksisting 2: Pengambilan 3: Pencampuran4: Penghamparan Kembali

Jenis Proses Daur-ulang

Hot in-Place Recycling

(Daur-ulang Panas di Lokasi)

Cold in Place Recycling

(Daur-ulang Dingin di Lokasi)

Hot Central Plant Recycling

(Daur-ulang Panas di Kilang)

Cold Central Plant Recycling

(Daur-ulang Dingin di Kilang)

Hot in-Place RecyclingDaur-ulang Panas di Lokasi

Sumber: Lebuhraya Malaysia (2005)

Cold in-Place RecyclingDaur-ulang Dingin di Lokasi

Sumber: EDP Consultant, USA (2006)

Hot Central Plant RecyclingDaur-ulang Panas di Kilang

Sumber: Fujian South Highway Machinery Co., Ltd., Japan (2006)

RAP Feeding

Main Unit

Surge Hopper

Drum Mixer

Cold Central Plant RecyclingDaur-ulang Dingin di Kilang

Sumber: Public Work Deparment, Malaysia (2005)

Kelebihan Perkerasan Daur-ulang

Mempersingkat gangguan yang dirasakan

pengguna

Konservasi kebutuhan energi

Preservasi kondisi lingkungan

Memperkecil biaya konstruksi

Konservasi kebutuhan material dasar (agregat

dan aspal)

Preservasi geometri perkerasan eksisting

perkerasan bandara 1

Documents