Fungsi sambungan perkerasan lapangan terbang adalah:
- Mengontrol retak akibat beban pesawat dan tegangan curling dan warping yang tertahan.
- Memberikan transfer beban yang memadai di seluruh sambungan.
- Membatasi infiltrasi benda asing ke dalam joint.
Sambungan juga membagi perkerasan menjadi kenaikan yang sesuai untuk konstruksi dan mengakomodasi pergerakan perkerasan di persimpangan dengan perkerasan atau struktur lain. Desain sambungan merupakan bagian integral dari desain perkerasan untuk fitur lapangan terbang beton. Untuk memenuhi asumsi desain perkerasan dasar, sambungan harus menyediakan transfer beban yang memadai dari satu panel ke panel berikutnya. Transfer beban diperoleh dengan menggunakan transfer beban mekanis (dowels) atau dengan interlock agregat. Subbase yang diolah dengan semen (CTB) juga akan memberikan dukungan sambungan yang substansial. Meningkatkan ketebalan perkerasan di sepanjang sambungan tertentu merupakan cara alternatif untuk mengurangi tegangan lentur pelat dan defleksi tepi, yang memungkinkan kinerja sambungan yang memadai.
A. Jenis Sendi pada Perkerasan Lapangan Terbang
Sambungan perkerasan lapangan terbang untuk fasilitas yang melayani pesawat yang lebih besar dari 100.000 lb (45.360 kg) terbagi dalam tiga kategori: konstruksi, kontraksi dan isolasi. Gambar di bawah menunjukkan rincian dan dimensi sambungan perkerasan yang khas. Insinyur dan kontraktor harus sepenuhnya memahami tujuan sambungan ini untuk menentukan sambungan tersebut dengan benar pada rencana dan membangunnya di lapangan.
a. Sambungan Isolasi (Isolation Joints)
Fungsi sambungan isolasi adalah untuk memisahkan perkerasan yang bersilangan dan untuk mengisolasi struktur yang tertanam di dalam perkerasan (penetrasi perkerasan), seperti saluran perkerasan. Tipe A pada gambar di atas menunjukkan detail sambungan isolasi standar.
Sambungan isolasi tepi yang menebal seperti Tipe A tidak menggunakan batang dowel, tetapi menggunakan peningkatan ketebalan di sepanjang sambungan untuk mengurangi tegangan tarik pada pelat dan tegangan bantalan pada subbase atau tanah dasar. Sambungan isolasi tanpa dowel Tipe A memungkinkan kebebasan bergerak perkerasan secara lateral dan kebebasan bergerak struktur tertanam secara vertikal, tanpa interkoneksi mekanis. Pemisahan masing-masing pelat dilengkapi dengan bahan kompresibel non-ekstrusi.
b. Sambungan Kontraksi (Contraction Joints)
Sambungan kontraksi mengontrol lokasi retak perkerasan yang disebabkan oleh susut pengeringan dan/atau kontraksi termal. Sambungan kontraksi juga digunakan untuk mengurangi tegangan yang disebabkan oleh slab curling dan warping. Transfer beban biasanya dilakukan dengan interlock agregat. Namun, batang dowel dapat digunakan untuk transfer beban pada sambungan kontraksi dalam kondisi tertentu. Tipe B, C dan D pada gambar di atas menunjukkan detail sambungan kontraksi standar.
c. Sambungan Konstruksi (Construction Joints)
Sambungan konstruksi memisahkan konstruksi yang berbatasan yang ditempatkan pada waktu yang berbeda, seperti pada penempatan akhir hari, atau di antara jalur paving. Pemindahan beban pada sambungan konstruksi dicapai melalui penggunaan batang dowel. Tipe E pada gambar di atas menunjukkan detail sambungan konstruksi standar.
B. Pertimbangan Penggunaan Sambungan Isolasi
Bila sambungan dirancang sesuai dengan rekomendasi yang ditentukan, sambungan isolasi tidak diperlukan secara melintang atau membujur pada perkerasan lapangan terbang kecuali pada lokasi khusus. Pengenalan sambungan "ekspansi" pada jarak yang teratur cenderung memungkinkan pelat bermigrasi karena sambungan kontraksi di area interior perkerasan beton terbuka. Konsekuensi yang tidak diinginkan ini menurunkan efektivitas agregat interlock pada sambungan kontraksi dan mengurangi kinerja keseluruhan perkerasan. Dengan demikian, istilah "ekspansi" yang tradisional dan menyesatkan telah dimodifikasi menjadi sambungan "isolasi" agar lebih akurat dan deskriptif dan FAA tidak lagi merekomendasikan penggunaan sambungan "ekspansi".
Tujuan sambungan isolasi adalah untuk memisahkan perkerasan yang berpotongan atau untuk mengisolasi struktur di dalam atau di sepanjang perkerasan. Sambungan isolasi memberikan kebebasan untuk pergerakan panel lateral tanpa interkoneksi mekanis yang dapat merusak perkerasan, struktur atau fixture. Agar efektif, pengisi kompresibel pracetak harus memenuhi persyaratan ASTM D1751, D1752, atau D994, dan harus menutupi seluruh kedalaman pelat beton.
Jika sambungan isolasi ditempatkan di dalam area perkerasan dan akan membawa beban lalu lintas aktif (seperti di mana perkerasan berbatasan dengan struktur seperti bangunan) atau di mana perbedaan pergerakan horizontal dan vertikal perkerasan diantisipasi, sambungan isolasi tepi yang menebal (Tipe A – Thickened Edge) diperlukan untuk mengurangi tegangan tepi pada perkerasan. Jika sambungan isolasi digunakan di sepanjang penetrasi perkerasan, bangunan atau area non-beban lainnya, maka sambungan butt sederhana (Tipe A – Tanpa Dowel) biasanya diperlukan.
Semua persimpangan perkerasan runway, taxiway, atau apron memerlukan sambungan isolasi tepi yang ditebalkan (Tipe A – Thickened Edge) untuk memisahkan fasilitas, yang mengembang dan mengerut sepanjang sumbu yang berbeda. Panel beton di kedua sisi sambungan menebal 25 persen. Tepi yang menebal diruncingkan kembali ke ketebalan nominal di atas setidaknya 10 kaki (3 m) tetapi lebih baik untuk meruncingkan ketebalan melebihi panjang atau lebar panel penuh.
C. Pertimbangan Sambungan Longitudinal
Sambungan longitudinal adalah sambungan yang sejajar dengan lajur konstruksi dan biasanya searah dengan arah lalu lintas. Merupakan sambungan kontraksi (Tipe B, C, atau D) yang digergaji di antara sambungan konstruksi atau sambungan konstruksi (Tipe E) yang dibentuk sebagai tepi jalur konstruksi. Jika perkerasan baru ditempatkan berdekatan dan berbatasan dengan perkerasan beton yang ada, maka sambungan longitudinal di dekat antarmuka perkerasan mungkin juga perlu sambungan isolasi.
Jarak Longitudinal Joint
Ketebalan perkerasan dan lebar keseluruhan fitur perkerasan (runway, taxiway atau apron) merupakan faktor utama yang menentukan jarak dari joint longitudinal. Jarak sambungan memanjang yang membagi bagian perkerasan secara merata adalah yang paling menguntungkan, andal, dan direkomendasikan. Misalnya, jalur konstruksi selebar 37,5 ft (11,5 m) dapat digunakan dengan sambungan kontraksi longitudinal menengah pada 12,5 atau 18,75 ft (3,8 atau 5,7 m), tergantung pada ketebalan perkerasan.
Dalam beberapa kasus, lebih menguntungkan untuk memilih jarak sambungan memanjang yang akan memudahkan konstruksi dengan menggunakan peralatan paving yang tersedia. Tidak seperti ketika pilihan peralatan terbatas, peralatan paving slipform modern memungkinkan lebar konstruksi hingga 50 kaki (15,2 m). Meskipun hal ini memungkinkan fleksibilitas yang lebih besar bagi perancang dan kontraktor untuk memenuhi situasi tertentu, jarak yang seragam selalu disarankan.
Jarak sambungan longitudinal (dan melintang) juga tergantung pada sifat susut beton, kondisi tanah, bahan subbase, kondisi iklim, dan ketebalan pelat. Federal Aviation Administration (FAA) yang merekomendasikan jarak sambungan longitudinal maksimum untuk perkerasan beton yang dibangun di atas subbase yang tidak stabil (granular) atau yang distabilkan. Panel dengan dimensi yang lebih pendek dari panjang akan memiliki tegangan curling dan warping dalam batas yang dapat diterima dan resiko retak yang tidak terkendali menjadi minimal.
| Perkerasan Beton pada Subbase Tidak Stabil (Granular) | ||
|---|---|---|
| Ketebalan Slab | Maksimum Jarak Longitudinal Joint | Maksimum Jarak Transverse Joint |
| 6 in. (150 mm) | 12.5 ft (3.8 m) | 12.5 ft (3.8 m) |
| 7-9 in. (175-230 mm) | 15 ft (4.6 m) | 15 ft (4.6 m) |
| >9 in. (230 mm) | 20 ft (6.1 m) | 20 ft (6.1 m) |
| Pavement pada Subbase yang Stabil | ||
| Ketebalan Slab | Maksimum Jarak Longitudinal Joint | Maksimum Jarak Transverse Joint |
| 8-10 in. (203-254 mm) | 12.5 ft (3.8 m) | 12.5 ft (3.8 m) |
| 11-13 in. (279-330 mm) | 15 ft (4.6 m) | 15 ft (4.6 m) |
| 14-16 in. (356-406 mm) | 18.75 ft (5.7 m) | 17.5 ft (5.3 m) |
| > 16 in. (406 mm) | 20 ft (6.1 m) | 20 ft (6.1 m) |
Jari - Jari Kekakuan Relatif
Jari-jari kekakuan relatif didefinisikan oleh Westergaard sebagai kekakuan pelat relatif terhadap kekakuan pondasi. Itu ditentukan oleh rumus berikut:
di mana:
l = radius kekakuan relatif, in. (mm)
E = modulus elastisitas beton, psi (MPa)
h = tebal pelat, in. (mm)
k = modulus reaksi tanah dasar, psi/in. (MPa/m)
v = Rasio Poisson untuk beton, biasanya 0,15
Untuk pondasi padat elastis, persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung jari-jari kekakuan relatif dengan parameter yang sama tetapi dengan Es sama dengan modulus Young tanah dasar dan vs sama dengan rasio Poisson tanah dasar.
Analisis perkerasan kaku metode Westergaard mengasumsikan bahwa perkerasan beton didirikan di atas pondasi cair padat (dense liquid). pondasi cair padat atau fondasi Winkler digunakan untuk menyederhanakan persamaan.
Pada kenyataannya pondasi perkerasan berperilaku di suatu tempat antara dense liquid dan elastic solid. Asumsi pondasi cair padat secara umum diterima untuk sebagian besar aplikasi perkerasan kaku. Setiap penyimpangan cenderung konservatif dan pondasi cair telah terbukti dapat memprediksi lebih baik tegangan dari kondisi pembebanan tepi dan sudut yang biasanya merupakan kondisi kritis.
Jari-jari kekakuan relatif memiliki dimensi panjang. Ketika jari-jari kekakuan relatif dibagi menjadi panjang pelat (L), hasil tak berdimensi adalah rasio L/l.
Rasio L/l yang bernilai 7 memiliki kinerja yang baik di lapangan untuk mengontrol retak secara memadai dan mengurangi risiko retak yang tidak terkendali pada perkerasan yang ditempatkan di atas pondasi yang distabilkan, termasuk perkerasan eksisting untuk pelapisan, dalam kondisi tertentu. Sulit untuk menentukan jari-jari kekakuan relatif secara wajar dalam tahap desain, karena Modulus Elastisitas beton tidak diketahui dan akan bervariasi secara signifikan tergantung pada campuran beton, dan nilai k aktual di lapangan belum ditentukan. Dengan demikian, rekomendasi FAA saat ini didasarkan pada rasio konservatif jarak sambungan dengan radius kekakuan relatif bernilai 5.
Transfer Beban pada Sambungan Longitudinal
Berikut ini adalah panduan untuk menentukan perpindahan beban sambungan longitudinal:
- Semua sambungan konstruksi longitudinal harus merupakan sambungan doweled Tipe E (kecuali sambungan tersebut berfungsi sebagai sambungan isolasi).
- Untuk runway dan apron, yang biasanya merupakan area perkerasan lebar, sambungan tanpa dowel (Tipe D) dapat diterima untuk sambungan kontraksi longitudinal menengah, kecuali sambungan tersebut merupakan salah satu dari tiga sambungan terakhir sebelum sambungan tepi bebas atau sambungan isolasi. Untuk pengecualian ini, sambungan dowel (Tipe C) direkomendasikan.
- Untuk semua perkerasan taxiway sempit sekitar 75 ft(23 m) atau kurang, pada subbase yang tidak stabil (granular), dan lebih tipis dari 9 in. (230 mm), sambungan terikat (Tipe B) dapat diterima untuk sambungan kontraksi longitudinal menengah.
- Untuk perkerasan taxiway yang lebih besar dari 9 in. (230 mm), sambungan dowel (Tipe C) diperlukan pada sambungan kontraksi longitudinal menengah yang berdekatan dengan tepi bebas.
Untuk perkerasan yang membawa pesawat berbadan lebar di daerah lalu lintas yang tersalurkan, batang dowel lebih disukai daripada batang pengikat karena memperkuat sambungan dan memberikan transfer beban mekanis yang lebih baik. Apron dan runway tidak sepenting taxiway karena fitur-fitur ini biasanya merupakan fitur perkerasan lebar dan sambungan di dalam interiornya dipegang erat oleh massa perkerasan di sekitarnya. Namun, ketika sambungan longitudinal antara adalah sambungan terakhir sebelum tepi bebas, transfer beban mekanis menjadi lebih penting untuk kinerja perkerasan jangka panjang.
Keyways (Kuncian)
Sambungan konstruksi dengan kunci tidak boleh digunakan pada perkerasan lapangan terbang. Pengalaman pada perkerasan lapangan terbang dengan sambungan konstruksi longitudinal yang dikunci menunjukkan bahwa alur pasak memberikan kekuatan yang terbatas dan sering putus, menjadi masalah pemeliharaan. Keyways berkinerja sangat buruk jika terlalu tinggi atau terlalu rendah di pelat. Sisi perempuan kunci sering retak ke permukaan trotoar, menciptakan sepotong kecil beton lepas. Seiring waktu, keyways yang gagal pecah menjadi fragmen kecil, yang menghasilkan potensi kerusakan benda asing atau foreign object damage (FOD) yang tinggi.
D. Pertimbangan Sambungan Transversal
Sambungan kontraksi melintang (Tipe C atau D) membuat bidang yang melemah di lokasi yang direncanakan tegak lurus dengan arah perkerasan untuk mengontrol di mana retakan terbentuk. Penggergajian perkerasan menghasilkan sambungan kontraksi melintang dan kedalaman gergaji untuk sambungan kontraksi paling efektif jika setidaknya seperempat dari tebal pelat. Untuk beton yang dibuat dengan agregat keras dan untuk perkerasan yang dibangun di atas pondasi bawah yang distabilkan, paling efektif memotong gergaji dengan ketebalan sepertiga dari perkerasan.
Rekomendasi Federal Aviation Administration saat ini adalah untuk kedalaman potongan gergaji seperempat dari ketebalan perkerasan. Pengalaman menunjukkan bahwa pemotongan gergaji hingga seperempat tebal perkerasan efektif pada kondisi perkerasan sedang. Meningkatkan kedalaman potong hingga sepertiga tebal perkerasan di mana agregat keras atau pondasi bawah yang distabilkan digunakan akan memberikan peningkatan kontrol terhadap perkembangan retak yang tidak terkendali (acak).
Catatan: Ukuran dowel di sini adalah dalam proporsi yang benar dengan beban yang dirancang untuk perkerasan jalan. Karena ketebalan perkerasan sebanding dengan beban yang diantisipasi, ukuran dowel dan persyaratan jarak juga berhubungan dengan ketebalan perkerasan. Survei kondisi perkerasan eksisting dan pengujian ekstensif pada pelat skala penuh tidak menunjukkan kasus kegagalan dowel yang jelas di mana pelat perkerasan itu sendiri cukup untuk beban yang dipikul.
Jarak Sambungan
Tabel dari FAA diatas merekomendasikan jarak sambungan melintang maksimum yang direkomendasikan untuk perkerasan beton yang dibangun di atas subbase yang tidak stabil (granular) atau yang distabilkan. Akan tetapi, perlu dicatat bahwa iklim dan agregat beton yang umum di beberapa wilayah geografis memungkinkan sambungan melintang terpisah lebih jauh, atau mengharuskan sambungan tersebut lebih rapat daripada yang tercantum dalam tabel di atas.
Misalnya, beton yang terbuat dari granit dan batu kapur jauh lebih sensitif terhadap perubahan suhu dibandingkan beton yang terbuat dari kerikil silika, rijang, atau agregat terak (slag aggregate). Beton yang kurang sensitif terhadap suhu tidak mengembang atau menyusut banyak dengan perubahan suhu, yang memungkinkan jarak yang lebih panjang antara sambungan kontraksi perkerasan tanpa kemungkinan retak acak yang lebih besar. Namun, kecuali bila kondisi lokal dan agregat beton menunjukkan sebaliknya, gunakan nilai pada tabel di atas sebagai jarak sambungan melintang maksimum yang diizinkan untuk perkerasan lapangan udara beton polos.
Batas Rasio Aspek
Pengalaman menunjukkan bahwa panel yang diinginkan dengan jarak sambungan melintang dan memanjang yang kira-kira sama. Ketika pelat panjang dan sempit, pelat cenderung retak di bawah lalu lintas menjadi bagian yang lebih kecil dengan dimensi yang hampir sama, seperti yang disinggung dalam tabel di atas. Panel tidak mungkin mengalami retak menengah jika rasio panjang terhadap lebar tidak melebihi 1,25 . Rasio ini mungkin sulit dipertahankan pada persimpangan dan dapat diabaikan demi pola sambungan yang masuk akal.
Sambungan Butt
Sambungan konstruksi melintang diperlukan pada akhir perkerasan setiap hari atau di mana operasi pengaspalan dihentikan selama 30 menit atau lebih. Jika sambungan konstruksi terjadi pada atau di dekat lokasi sambungan kontraksi melintang, sambungan butt dowel (Tipe E) direkomendasikan. Sambungan konstruksi yang terjadi di tengah interval sambungan normal tidak boleh digunakan kecuali perkerasan dipotong kembali ke jarak sambungan normal.
Comments
Post a Comment