PENELITIAN, PENGEMBANGAN DAN PENERAPAN SISTEM JALAN PRACETAK SpRigWP
PT. WASKITA BETON PRECAST, Tbk. Tangerang | 17 Mei 2017 Didit Oemar Prihadi
SpRigWP
SISTEM PERKERASAN KAKU BETON BERTULANG MENERUS PRACETAK PRATEKAN UNBONDED “SpRigWP” (Sistem Perkerasan Rigid Waskita Precast) (Continuously Rigid Pavement RC Precast Prestress Unbonded System)
merupakan Suatu inovasi baru perkerasan kaku beton bertulang menerus (continuously Reinforced Concrete Pavement/CRCP) dengan Pratekan Unbonded (Prestress Concrete Pavement/PCP) yang dibuat dalam bentuk modul panel-panel pracetak. Panel-panel pracetak yang disusun menjadi perkerasan kaku menerus ini menggunakan suatu sistem sambungan khusus hasil inovasi terbaru yang disebut dengan dowel aktifator *) Proses Pendaftaran Paten di Haki
Latar Belakang RENCANA PEMBANGUNAN JANGKA MENENGAH NASIONAL 2015-2019 1. Membangun Konektivitas Nasional Untuk Mencapai Keseimbangan Pembangunan
a. Meningkatnya kemantapan jalan nasional menjadi 100 %, jalan provinsi menjadi 80 % dan jalan kabupaten/kota menjadi 70 % melalui pembangunan jalan baru sepanjang 1.807 Km. b. Pembangunan jalan tol sepanjang 1.000 km serta memperbaiki jalan (preservasi) sepanjang 46.770 km di Sumatera, Jawa, Kalimantan, Sulawesi, Bali-Nusantara, Maluku dan Papua. 2. Peningkatan Kapasitas Inovasi dan Teknologi a. Meningkatnya hasil penyelenggaraan penelitian, pengembangan dan penerapan iptek yang mendukung - daya saing sektor produksi barang dan jasa - keberlanjutan dan pemanfaatan sumber daya alam - penyiapan masyarakat Indonesia menyokong kehidupan global b. Meningkatnya ketersediaan faktor input bagi penelitian, pengembangan dan penerapan iptek yang mencakup sumber daya manusia, sarana prasarana, kelembagaan, jaringan dan pembiayaannya. 3. Meningkatkan Kapasitas dan Kualitas Jaringan Jalan Kota a. Memperbesar rasio jalan kota minimum 10 persen dari luas wilayah sepanjang memungkinkan. b. Pengembangan kapasitas dan kualitas jalan yang mempertimbangkan aksesibilitas masyarakat terhadap transportasi publik. c. Penataan kembali status jalan nasional di perkotaan.
Latar Belakang
M A S A L A H
• Pertumbuhan jalan tidak mampu menampung pertumbuhan kendaraan • Dampak kemacetan menjadi pemandangan yang biasa yang merugikan
• • •
pengguna Perkembangan teknologi konstruksi masih terbatas pada perkerasan lentur dan teknologi perkerasan kaku cast in situ (realtif sedikit pada jenis pracetak) Kondisi struktur geografis dan jenis karakteristik tanah Kendali yang sulit antara kekuatan konstruksi dengan beban berlebih
• Sistem beton pracetak adalah sistem yang memberikan kualitas yang baik, S O L U S I
• •
•
waktu yang cepat dan ekonomis Pengembangan inovasi sistem beton pracetak yang diajukan merupakan kompilasi dari berbagai referensi dan pengalaman yang ada. Sistem beton pracetak telah juga diterapkan untuk konstruksi jalan, dengan berbagai detail, metoda, dan performa aktual Perlu suatu metoda perbaikan yang cepat dengan mutu yang terjamin
Jenis Kerusakan
Kemacetan Akibat Pekerjaan Konstruksi Jalan
Perkerasan Kaku & Perkerasan Lentur
Jenis Perkerasan Kaku 2. JOINTED REINFORCED CONCRETE PAVEMENT (JRCP)
1. JOINTED PLAIN CONCRETE PAVEMENT (JPCP)
Perkerasan kaku bersambung dengan tulangan wire mesh
Perkerasan kaku bersambung tanpa tulangan • •
Jarak/panjang cross join 5m – 6m harus dipasang tulangan polos dowel bar Jarak/lebar long join 3m – 4m harus dipasang tulangan ulir tie bars
• •
Wire mesh = 0,15-0,25 A (luas penampang) Tulangan wiremesh sebagai tulangan muai susut untuk mencegah keretakan maka cross joint lebih panjang daripada JPCP 9 m – 12 m yang harus diberi tulangan polos dowel bars dan long join 3 m – 4 m tulangan ulir tie bars
Jenis Perkerasan Kaku
3. CONTINUOUSLY REINFORCED CONCRETE PAVEMENT (CRCP)
4. PRECAST PRESTRESSED CONCRETE PAVEMENT (PPCP)
Perkerasan kaku menerus dengan tulangan • •
Tulangan = 0,6-0,8 A (Luas penampang) Tanpa dowel dan Tulangan berfungsi mengurangi retak struktur
Perkerasan kaku beton segmen menerus dengan tulangan yang menggunakan kabel-kabel pratekan guna mengurangi pengaruh susut, muai dan lentingan akibat perubahan temperatur dan kelembaban.
Precast Pavement Indonesia
• Ada beberapa detail yang dikembangkan oleh beberapa investor, namun ada dua kasus penerapan pada jalan umum yang signifikan Jalan Raya Cakung-Cilincing Jakarta • Beton K 500 • Pretension di arah panjan g • Posttension di arah pendek • Disambung dengan dowel di arah panjang • Disambung arah pendek dengan post tension. • Relatif tahan lama (sudah 7 tahun) jika terletak di tanah yang cukup bagus
Referensi Precast Pavement
• PCI Amerika - Pelat satu arah prestress - Pelat dua arah prestress - Bagian dasar dibuat rata
• Jepang
- Pelat satu arah r/c, satu arah lain r/c - Dasar tidak harus rata, elevasi pelat di stel, celah antar pelat pracetak dan sub grade di grout
• Pada kedua referensi harus ada tulangan susut
Desain SpRigWP
• Beton tebal 15 - 25 cm dengan tulangan diperhitungkan pada kondisi handling dan • • • • • • • •
ereksi, kemampuan menahan beban rencana Beton mutu ‘tinggi’ > K500 agar proses pemasangan bisa lebih cepat dan kualitas permukaan tidak mudah hancur Untuk peningkatan jalan, pemasangan menggunakan pola Jepang, dimana kondisi jalan original tidak usah dibobok, pelat dipasang di atas, di set levelnya lalu dilakukan grouting untuk mengisi celah jalan pracetak dan Penggunaan sambungan dowel aktifator, agar jika ada overload, kerusakan terpusat di dissipater sehingga mudah diperbaiki Jenis sambungan adalah sambungan lemah, dimana bila terjadi beban lebih, kerusakan terjadi pada sambungan (dowel sebagai sikring) Sistem ini memiliki kemampuan adaptasi pada kondisi ideal (CBR>6%) maupun tidak ideal. Baja tulangan yang dimiliki mencegah retak susut Memiliki sistem pratekan unbonded per panel, sehingga apabila ada kerusakan pada salah satu panel maka panel lainnya tidak akan kehilangan gaya pratekan dan mampu merecovery bila terjadi deformasi akibat beban berlebih. Mudah untuk dilakukan pemasangan dan penggantian panel karena menggunakan sistem sambungan khusus pendisipas
Lebar Lajur
Beberapa peraturan untuk penentuan lebar lajur jalan di Indonesia : 1. No. 007/BM/2009 : Geometri Jalan Bebas Hambatan Untuk Jalan Tol
Di gunakan lebar Panel = 3.6 m / 2 = 1.8 m
Lebar Lajur
2. No. 038/TBM/1997 : TATA CARA PERENCANAAN GEOMETRIK JALAN ANTAR KOTA
Desain Pemodelan SpRigWp 2 Tipe
TAMPAK ATAS 1. Panel ukuran 12 m x 1,8 m
Tebal 200 mm dan 180 mm
2. Panel ukuran 12 m x 3,6 m
Desain Pemodelan SpRigWP
Tul. D16 PC Wire dia. 12,7 mm
Fungsi Sambungan : • Mengendalikan kekuatan dan retak akibat susut muai dan beban lalulintas • Mempercepat dan mempermudah pelaksanaan • Mengakomodasi deformasi akibat beban dinamis kendaraan • Mendistribusikan gaya dalam yang terjadi diantara panel
Fungsi Tulangan : • Membatasi lebar retak dan mempunyai kekuatan memikul beban kerja • Menahan beban lentur saat handling dan beban kerja • Mengatasi susut muai karena suhu • Khusus, Tulangan prategang untuk memulihkan deformasi saat beban berlebih / terjadi kerusakan dibawah perkerasan
Metode Produksi SpRigWp
Metode Set Up Panel SpRigWP
Metode Set Up Panel SpRigWP
Uji Coba Pemasangan Di Klaten
Life Cycle Cost 1
5
10
20
15
Biaya Initial (i) : R R R R
K
R R R R
K
R R R R
K
K
Biaya Awal Konstruksi berupa subgrade, pondasi, perkersan, drainase, sarana prasarana, dll
i
Pemeliharaan Rutin (R) :
Perkerasan kaku cast in situ
Penggantian sealent, Penutupan retak, Penggantian sambungan, dll
1
5
K
i
10
K
15
K
Perkerasan kaku SpRigWP
20
K
Pemeliharaan Berkala (K) : Perbaikan/pembongkaran perkerasan yang rusak Penggantian sealent, Penutupan retak, Penggantian sambungan, dll
SpRigWP & Konvensional Uraian
Perkerasan SpRigWP
Perkerasan Kaku Konvensional
Tebal Beton
18 cm dan 20 cm
s.d. 40 cm
Mutu Beton
K-500
K-450 ( Fs 45)
Sambungan
Menerus
Interval 4 m, dengan Dowel
Bisa segera dibuka
7 hari
30 tahun
30 tahun
Susut Muai
Tulangan berfungsi menahan susut muai
Segmental dengan siar dilatasi
Tegangan
Tersebar secara merata pada semua bagian segmen
Sisi luar Segmen mengalami tegangan yang lebih besar, sehingga dipasang dowel
Precast
Cast In Situ
970 ribu/m2 (21 juta per panel ukuran 1,8x8x0,18 m)
640 ribu/m2 (2 juta/m3)
Pembukaan Untuk Lalu Lintas Umur
Metode Konstruksi Initial Cost Beton (diluar base dan subbase) Pemeliharaan
BERKALA setiap 10 tahun - Pergantian hanya pada panel yang rusak - Setiap 10 tahun, penggantian slab (panel rusak) sekitar 20 %
BERKALA setiap 5 tahun - Penggantian sealent sambungan - Sealing retak permukaan - Pada tahun ke 10, pemeliharaan berkala bias dengan overlay hotmix 5 cm. Selanjutnya tahun ke 11 s/d ke 30 dilakukan pemeliharaan rutin tiap tahun dan berkala tiap 10 tahun.
Sambungan
Sambungan dirancang sama atau lebih besar kekuatannya dengan tulangan utama
Sambungan dengan batang pengikat dibuat saat pelaksanaan
Uji Kekuatan Sambungan Dowel Aktifator
f Kekuatan Tarik Maksimum Aktual ( fu )
fu
> 0,25 fy
Putus
fy
Kekuatan Leleh Aktual ( fy )
< 1,3 fy
fy nominal
dy DAKTILITAS ( m ) =
dmaks dmaks dy
d
( 4 s/d 10 )
Uji Kekuatan Lentur Panel SpRigWP
P Maksimum
Pu
Leleh
Py
Retak awal Berat sendiri
d dy
du
Retak awal
Uji Kekuatan Geser Panel SpRigWP
Retak Awal
P
Maksimum Leleh
Pu Py
Retak Awal d dy du
Solusi Intergratif
Subgrade CBR < 2.5% (Gambut, Organic Clay) Cerucuk Matras Beton
Sub base dan embankment Mortar Busa
Solusi Intergratif
Subgrade, Subbase, Beban terkendali - PPCP
Subgrade, Subbase, Beban kurang terkendali - PCP SpRigWP
Beton Non Pracetak cor di tempat
Penutup PERMASALAHAN : RETAK susut muai
SISTEM PERKERASAN KAKU BETON BERTULANG MENERUS PRACETAK PRATEKAN UNBONDED (SpRigWP)
SAMBUNGAN hancur
Beton Pracetak Prategang BEBAN tidak terkontrol dan merusak semua bagian
DAMPAK : Umur rencana tidak tercapai Biaya perawatan tinggi Lalu lintas terhambat
KEUNGGULAN : Konstruksi dapat mengendalikan beban lebih Mengatasi kerusakan dengan terpenuhinya syarat minimum (adanya tulangan susut, mutu terkendali, alat sambung sebagai sekring , dll.) Konstruksi cepat dan tepat Umur rencana bias tercapai Biaya perawatan rendah Lalu lintas tidak terhambat
Terima kasih
