JENIS PERKERASAN KAKU (RIGID PAVEMENT)

 

Dalam perkerasan kaku, kekuatan terhadap beban lalu lintas dinyatakan dengan kuat tarik lentur beton. Penulangan pada perkerasan kaku digunakan untuk mengontrol retak, bukan untuk memikul beban lalu lintas. Perkerasan kaku dapat menyusut akibat penyusutan beton sewaktu proses mengeras, serta memuai dan menyusut akibat pengaruh temperatur, sehingga pergerakan ini harus diperhitungkan.

Jenis perkerasan kaku yang dikenal ada 5, yaitu:

1. Perkerasan kaku bersambung tanpa tulangan (jointed unreinforced/ plain concrete pavement)
2. Perkerasan kaku bersambung dengan tulangan (jointed reinforced concrete pavement)
3. Perkerasan kaku menerus dengan tulangan (continously reinforced concrete pavement)
4. Perkerasan beton semen prategang (prestressed concrete pavement)
5. Perkerasan beton semen pracetak (dengan maupun tanpa prategang)
   
   
   

Perkerasan kaku nomor 1, 2, dan 3 termasuk dalam perkerasan kaku konvensional. Perancangan dan rincian detail pada sambungan sangat penting untuk jenis perkerasan tersebut. Ketiga jenis perkerasan konvensional tersebut dapat digunakan untuk pelapisan ulang (overlay), meskipun perkerasan kaku bersambung tanpa tulangan merupakan yang paling umum digunakan.

1. Perkerasan kaku bersambung tanpa tulangan (jointed unreinforced/ plain concrete pavement)

Perkerasan kaku bersambung tanpa tulangan adalah jenis yang paling umum digunakan karena biaya yang relatif murah dalam pelaksanaannya dibanding jenis lainnya. Pada daerah dimana korosi tulangan akan menjadi masalah, tidak adanya tulangan akan meniadakan masalah tersebut, walaupun besi ruji (dowel) masih akan dapat terkena pengaruh korosi.

Pemuaian dan penyusutan perkerasan diatasi melalui sambungan. Sambungan susut umumnya dibuat setiap antara 3,6 m hingga 6 m (di Indonesia umumnya antara 4,5 m hingga 5 m). Sambungan ini mempunyai jarak yang relatif dekat sehingga retak tidak akan terbentuk di dalam pelat sampai akhir umur layan perkerasan.

Tidak ada tulangan pada pelat perkerasan jenis ini, kecuali ruji (dowel) yang diletakkan pada sambungan susut serta batang pengikat (tie bar) pada sambungan memanjang. Ruji (dowel) dipasang pada setiap sambungan melintang dengan maksud sebagai sistem penyalur beban, sehingga pelat yang bersebelahan dapat bekerja sama tanpa terjadi perbedaan penurunan yang berarti. Sedangkan batang pengikat (tie bar) dipasang pada sambungan memanjang dengan maksud untuk mengikat pelat agar tidak bergerak horizontal.

2. Perkerasan kaku bersambung dengan tulangan (jointed reinforced concrete pavement)

Perkerasan kaku bersambung dengan tulangan memiliki ukuran pelat lebih panjang dan terdapat tambahan tulangan. Jarak sambungan umumnya antara 7,5 m hingga 12 m. Persentase tulangan yang digunakan dalam arah memanjang umumnya antara 0,1% hingga 0,2% dari luas penampang melintang beton, sedangkan penulangan dalam arah melintang lebih kecil. Penulangan pada perkerasan jenis ini bukan dimaksudkan untuk memikul beban secara struktural tetapi untuk menjaga agar retak tetap rapat, guna menjaga geser sepanjang bidang retakan.

Perkerasan kaku bersambung dengan tulangan ini masih tetap menggunakan ruji (dowel). Dikarenakan panjang pelat lebih panjang sedangkan retak tetap terjadi pada interval yang sama, dimungkinkan adanya satu atau dua retakan pada pelat. Keuntungan dari perkerasan kaku bersambung dengan tulangan adalah jumlah sambungan yang lebih sedikit, namun biayanya lebih mahal karena adanya penggunaan tulangan, kinerja sambungan yang kurang baik, serta adanya retak pada pelat.

3. Perkerasan kaku menerus dengan tulangan (continously reinforced concrete pavement)

Perkerasan kaku menerus dengan tulangan adalah pelat dengan jumlah tulangan yang cukup banyak tanpa sambungan susut. Jumlah tulangan yang digunakan pada arah memanjang umumnya antara 0,6% hingga 0,8% dari luas penampang melintang beton, dan jumlah tulangan dalam arah melintang lebih kecil dari arah memanjang. Apabila jumlah tulangan kurang dari 0,6% maka potensi terjadinya rusak punch out akan menjadi lebih besar.

Retak rambut dapat terjadi pada jenis perkerasan ini, namun bukan merupakan masalah bagi kinerjanya. Karakteristik retak terdiri dari beberapa retakan dengan jarak antara 0,6 m hingga 2,4 m. Retak tersebut dijaga oleh tulangan yang ada sehingga interlocking agregat dan penyaluran gaya geser masih dapat terjadi. Jika interlocking geser agregat tidak dijaga, maka kerusakan punch out pada tepi perkerasan dapat terjadi, yang merupakan tipikal kerusakan pada jenis perkerasan kaku menerus dengan tulangan. Perkerasan jenis ini memerlukan angker pada awal dan akhir perkerasan untuk menahan ujung-ujungnya dari kontraksi akibat penyusutan, serta membantu perkembangan retak sesuai dengan yang diinginkan.

Perkerasan kaku menerus dengan tulangan memberikan kenyamanan berkendara yang lebih baik karena permukaannya lebih rata serta mempunyai umur yang lebih panjang dari tipe perkerasan lainnya. Biaya pembuatannya lebih mahal dari perkerasan bersambung disebabkan keberadaan tulangan yang digunakan cukup banyak. Akan tetapi pembiayaannya lebih efektif untuk jalan dengan lalu lintas tinggi disebabkan kinerja jangka panjangnya yang lebih baik dibanding dengan jenis perkerasan kaku lainnya.

4. Perkerasan beton semen prategang (prestressed concrete pavement)

Potensi perkerasan kaku prategang berkaitan dengan hal-hal berikut: penggunaan bahan yang lebih efisien, sambungan yang dibutuhkan menjadi lebih sedikit, dan kemungkinan terjadinya retak akan lebih kecil, sehingga biaya pemeliharaan lebih sedikit dan umur perkerasan akan lebih lama.

Pada perkerasan kaku konvensional, tegangan akibat beban roda dibatasi oleh kuat tarik lentur beton, tebal perkerasan ditentukan oleh tegangan tarik yang terjadi akibat beban roda sehingga tidak melampaui kuat tarik lentur dari beton. Beton antara serat atas dan bawah pelat tidak dimaksimalkan untuk menahan tegangan akibat beban roda yang hasilnya penggunaan bahan konstruksi tersebut tidak efisien.

Pada perkerasan beton prategang, kuat tarik lentur beton ditingkatkan dengan memberikan tegangan tekan dan tidak dibatasi lagi oleh kuat tarik lentur betonnya. Dengan demikian tebal perkerasan kaku yang dibutuhkan untuk beban tertentu akan lebih tipis sekitar 40% sampai 50% dari tebal perkerasan kaku konvensional.

5. Perkerasan beton semen pracetak (dengan maupun tanpa prategang)

Penggunaan perkerasan kaku pracetak memiliki keuntungan terjaganya kualitas beton sesuai yang direncanakan, pengaruh akibat cuaca sangat kecil, dan selama pelaksanaan tidak terlalu mengganggu lalu lintas. Perkerasan kaku pracetak dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu: perkerasan kaku pracetak tanpa prategang dan perkerasan kaku pracetak dengan prategang. Pada salah satu perkerasan kaku pracetak prategang dengan tebal pelat 20 cm setara dengan perkerasan kaku konvensional setebal 35,5 cm.

Pada perkerasan kaku pracetak prategang terdapat tiga jenis pelat yang digunakan: joint panel (terletak di ujung masing-masing bagian rangkaian pelat pratekan dan mempunyai ruji pada sambungannya untuk mengakomodir pergerakan horizontal pelat), central panel (terletak di tengah-tengah rangkaian pelat dan terdapat lubang/ pocket untuk penempatan ujung post tension), dan strand base panel (pelat yang terletak antara joint panel dan central panel).

Dalam suatu tahapan kegiatan, harus dilaksanakan paling sedikit satu segmen yang mencakup susunan pelat dari joint panel ke joint panel berikutnya. Pelat tersebut diletakkan di atas lapisan pondasi yang sudah siap dan rata, sedangkan pelat-pelat tersebut pada kedua sisinya dilengkapi dengan lidah-alur (shear key) yang mengontrol alinyemen vertikal selama pelaksanaan dan menjamin kenyamanan pengendara untuk mencegah terjadinya “faulting”.