PENYEBAB KERUSAKAN JALAN BETON "PUMPING"

Artikel ini saya ambil dari Majalah Teknik Jalan &Transportasi

HIMPUNAN PENGEMBANGAN JALAN INDONESIA (HPJI)

Oleh :Ir. Sukawan M., MSc. (DPP HPJI / PT. Jasa Marga Persero Tbk.

Pendahuluan

Perkerasan beton semen (rigid pavement) biasanya dibuat untuk dilewati lalu lintas berat dengan volume yang tinggi, karena menjajikan kekuatan lebih baik dan pemeliharaan jauh lebih sedikit dibandingkan dengan perkerasan lentur. Namun, berdasarkan pengamatan terhadap jalan-jalan dengan perkerasan beton semen di Indonesia, telah terjadi banyak kerusakan dengan pumping (pemompaan) sebagai penyebab utamanya, di samping penyebab-penyebab lain yang berhubungan dengan kesalahan/ketidaktelitian dalam pelaksanaan konstruksi.

Pumping ini dapat mengakibatkan kerusakan hebat perkerasan beton semen yang berupa keretakan kepatahan yang disertai penurunan slab beton yang sangat membahayakan lalu lintas. Hal ini tentu saja mengakibatkan lonjakan kenaikan biaya pemeliharaan yang sangat besar, di samping terjadinya hambatan terhadap kelancaran lalu lintas.

Mekanisme terjadinya pumping

Berdasarkan definisi yang umum, yang dimaksud dengan pumping adalah proses yang didalmnya akibat beban kendaraan berat yang menimbulkan lendutan slab betn perkerasan kaku dan mengakibatkan terdesaknya air beserta butiran-butiran halus subgrade (tanah dasar) yang berada di bawah slab beton keluar melalui celah-celah sambungan (joint) dan retakan-retakan atau celah pada pinggir slab beton.

Dengan demikian kondisi yang dapat menimbulkan pumping adalah sebagai berikut :

1. Kehadiran air bebas (free water) di bawah slab beton ;

2. Material tanah dasar yang dapat tererosi (erodible material);

3. Lalu lintas dengan beban berat.

Mekanisme terjadinya pumping dapat dijelaskan sebagai berikut :

• Keterangan Gambar 1 = Air masuk ke bawah slab beton melalui celah sambungan dan retakan-retakan pada slab beton.

• Keterangan gambar 2 = Dengan mendekatnya beban roda (di atas approach slab) ke arah sambungan, air yang berada di bawah slab tersebut bergerak perlahan-lahan ke slab berikutnya (leave slab). Butir-butir halus tanah juga bergerak ke arah yang sama.

• Keterangan gambar 3 = Pada saat beban roda melewati sambungan menuju pelat beton berikutnya (di atas leave slab), air yang berada di bawah slab berikutnya (leave slab) bergerak secara cepat ke bawah plat sebelumnya (approach slab). Gerakan/ aliran air yang cepat ini menyebabkan erosi pada tanah dasar (subgrade). Sebagian air bersama butiran halus tanah terdesak ke luar melalui celah sambungan dan retakan slab beton. Hal ini terlihat dengan adanya warna coklat kemerah-merahan di permukaan slab beton di sekitar celah sambungan/ retakan plat beton.

• Keterangan gambar 4 = Akhirnya terbentuklah rongga di bawah slab beton (leave slab) sebagai akibat kehilangan material, dan kemungkinan terbentuknya tumpukan (buildup material) di bawah slab sebelumnya (approach slab). Adanya rongga di bawah slab beton menyebabkan terjadinya efek kantilever dari slab beton yang akan mengakibatkan retak dan patahnya slab beton setelah dilewati beban berat. (Menurut ACPA, 1995, rongga sedalam 3 mm sudah dapat menimbulkan kerusakan slab berupa retak-retak sudut).

Hal-hal lain yang mendorong terjadinya pumping adalah kurang berfungsinya transfer devices sehingga terjadi faulting (gerakan vertikal antar slab beton), kekakuan subbase material yang ada tidak memadai, dan kekuatan tanah yang tidak merata.

USAHA PENCEGAHAN TERJADINYA PUMPING

1. LATAR BELAKANG

a) Pada dasarnya, sesuai standart-standart yang ada, a.l. AASHTO Guide for design of Pavement Structure, pumping dicegah melalui pemasangan lapisan Subbase, yaitu lapisan di bawah slab beton yang menggunakan berbagai jenis material, termasuk agregat yang bergradasi (dengan Void besar) untuk mengalirkan air, dan material yang distabilisasi dengan bahan tertentu.

Lapisan Subbase ini disarankan 30-60 cm lebih lebar dari pada lebar perkerasannya, dengan kemiringan melintang yang cukup untuk keperluan drainase.

Sebagaimana diketahui, selain mencegah terjadinya pumping, fungsi subbase yang lainnya antara lain adalah meningkatkan daya dukung subgrade (dinyatakan dalam nilai k = Modulus Reaksi Tanah Dasar dan menyediakan lantai kerja untuk konstruksi).

b) Upaya mengatasi masalah erosi terhadap material subbase ini dilakukan dengan penggunaan material tahan erosi, misalnya lean concrete, atau material filter (porous material) sebagai subbase.

c) Desain perkerasan beton semen untuk jalan-jalan di Indonesia termasuk jalan tol, menggunakan lean concrete setebal 10 cm sebagai subbase, dengan maksud agar air yang masuk dari celah sambungan atau retakan slab beton akan terhalang (blocked) oleh lean concrete dan tidak dapat mencapai subgrade. Sedangkan masuknya air dari pemukaan ke dalam perkerasan di cegah dengan joint sealer yang dipasang menutup celah sambungan. Struktur perkerasan tersebut dapat dilihat dari gambar di bawah :

d) Tidak disediakan fasilitas drainase untuk mengeluarkan air yang terjebak di bawah permukaan perkerasan.Berdasarkan pengamatan terhadap jalan-jalan beton di Indonesia dengan konstruksi seperti di atas, pumping terjadi karena lean concrete ikut retak/ pecah bersama-sama dengan slab betonnya. Hal ini diperkirakan karena,

• Mutu beton lean concrete terlalu rendah (menurut spesifikasi kuat tekan = 10 MPA) sehingga mudah pecah.
• Permukaan lean concrete biasanya dikerjakan secara manual sehingga permukannya tidak rata dan terjadi gigitan dengan slab beton yang di cor di atasnya.
• Lean concrete retak karena mengalami tegangan tarik pada waktu plat beton mengalami penyusutan setelah pengecoran.

2. PERBAIKAN DESAIN YANG DIUSULKAN

Setelah memperhatikan pertimbangan-pertimbangan di atas, di sini kami usulkan alternatif perbaikan desain perkerasan beton semen untuk jalan-jalan di Indonesia sbb:

a) Apabila tidak diperlukan adanya fasilitas drainase di bawah permukaan perkerasan :

Di bawah Slab beton digunakan Subbase yang tahan erosi (non-erodible) dari material tanah dasar yang distabilisasi dengan semen atau aspal. Kalau distabilisasi dengan aspal, disarankan yang digunakan adalah aspal emulsi sebanyak 4 – 8%.

Di atas permukaan subbase tersebut dipasang asphalt prime coat sebanyak 1,5 L/m2 ,yang berfungsi sebagai bond breaker dan lapis kedap air sehingga air dari permukaan yang masuk celah sambungan (joint) atau retakan slab beton tidak dapat mencapai lapisan subbase.Kalu tembus, subbase yang sudah distabilisasi tidak dapat tererosi sehingga tidak akan terjadi pumping.

Konstruksi perkerasan secara skematis dapat dilihat pada gambar dibawah :

b) Apabila diperlukan adanya fasilitas drainase di bawah permukaan perkerasan.

Di bawah slab beton dipasang subbase dari agregat bergradasi yang dapat meloloskan air (permeable). Sedangkan di antara slab beton dan lapisan subbase dipasangkan lembaran plastik sebagai bond breaker dan untuk mencegah dewatering campuran beton pada waktu pengecoran slab.

Di bawah subbase dipasang lapisan filter material, yang dimaksudkan untuk menahan masuk butiran-butiran tanah dasar (subgrade) ke lapisan subbase.

Konstruksi perkerasan secara skematis dapat dilihat pada gambar di bawah :

Kedua alternatif desain di atas tidak menggunakan lean concrete. Sedangkan dalam pelaksanaan subgrade, tetap harus dipastikan tidak terjadinya ketidakseragaman (irregularities) daya dukung untuk mencegah terjadinya cantilevereffect atau bridging effect terhadap slab beton ; dan mutu beton yang baik sesuai Spesifikasi.

Catatan **

Dalam tulisan ini Slab beton disebut base Course, sehingga lapisan di bawahnya disebut subbase, dst.

Ditulis dalam Jalan Raya