Tangerang | 17 Mei 2017

PT. WASKITA BETON PRECAST, Tbk.

PENELITIAN, PENGEMBANGAN DAN PENERAPAN SISTEM JALAN PRACETAK SpRigWP

Didit Oemar Prihadi

SpRigWP

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

SISTEM PERKERASAN KAKU BETON BERTULANG MENERUS PRACETAK PRATEKAN UNBONDED “SpRigWP”

(Sistem Perkerasan Rigid Waskita Precast)

(Continuously Rigid Pavement RC Precast Prestress Unbonded System)

*) 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

• Sistem beton pracetak adalah sistem yang memberikan kualitas yang baik, 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

• 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

MASALAH

SOLUSI

Jenis Kerusakan

Kemacetan Akibat Pekerjaan Konstruksi Jalan

Perkerasan Kaku & Perkerasan Lentur

Jenis Perkerasan Kaku

1. JOINTED PLAIN CONCRETE PAVEMENT (JPCP)

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

2. JOINTED REINFORCED CONCRETE PAVEMENT (JRCP) Perkerasan kaku bersambung dengan tulangan wire mesh

• 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) Perkerasan kaku menerus dengan tulangan

• Tulangan = 0,6-0,8 A (Luas penampang) • Tanpa dowel dan Tulangan berfungsi

mengurangi retak struktur

4. PRECAST PRESTRESSED CONCRETE PAVEMENT (PPCP)

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

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

Lebar Lajur

Desain Pemodelan SpRigWp

TAMPAK ATAS

2. Panel ukuran 12

m x 3,6 m

1. Panel ukuran 12

m x 1,8 m

Tebal 200 mm

dan 180 mm

2 Tipe

Desain Pemodelan SpRigWP

PC Wire dia.

12,7 mm

Tul. D16

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

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

Metode Produksi SpRigWp

Metode Set Up Panel SpRigWP

Metode Set Up Panel SpRigWP

Uji Coba Pemasangan Di Klaten

1 5 10 15 20

i

K

R R R R R R R R R R R R

K K K

Biaya Initial (i) : Biaya Awal Konstruksi berupa

subgrade, pondasi, perkersan,

drainase, sarana prasarana, dll

Pemeliharaan Rutin (R) : Penggantian sealent,

Penutupan retak,

Penggantian sambungan, dll

Pemeliharaan Berkala (K) : Perbaikan/pembongkaran perkerasan

yang rusak

Penggantian sealent,

Penutupan retak,

Penggantian sambungan, dll

1 5 10 15 20

i

K K K K

Perkerasan kaku cast in situ

Perkerasan kaku SpRigWP

Life Cycle Cost

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

Pembukaan Untuk Lalu Lintas

Bisa segera dibuka 7 hari

Umur 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

Metode Konstruksi Precast Cast In Situ

Initial Cost Beton (diluar base dan subbase)

970 ribu/m2 (21 juta per panel ukuran 1,8x8x0,18 m)

640 ribu/m2 (2 juta/m3)

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

< 1,3 fy

> 0,25 fy

fy nominal

Putus

d

Kekuatan Leleh Aktual ( fy ) fy

dy

fu Kekuatan Tarik Maksimum Aktual ( fu )

dmaks

f

DAKTILITAS ( m ) = dy

dmaks ( 4 s/d 10 )

Uji Kekuatan Sambungan Dowel Aktifator

Berat sendiri

Retak awal

P

d

Leleh Py

dy

Maksimum Pu

du

Retak awal

Uji Kekuatan Lentur Panel SpRigWP

P

d

Maksimum Pu

dy du

Retak Awal

Retak Awal

Leleh Py

Uji Kekuatan Geser Panel SpRigWP

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

Solusi Intergratif

Penutup

Beton Non Pracetak cor di tempat

Beton Pracetak Prategang

PERMASALAHAN :

RETAK susut muai

SAMBUNGAN hancur

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

SISTEM PERKERASAN KAKU BETON BERTULANG

MENERUS PRACETAK PRATEKAN UNBONDED

(SpRigWP)

Terima kasih