Sealant sambungan digunakan pada sambungan perkerasan lapangan udara untuk mencegah material yang tidak dapat dimampatkan dan untuk meminimalkan infiltrasi air. Untuk bekerja dengan baik, bahan sealant harus mampu menahan perpanjangan dan kompresi berulang saat pelat perkerasan mengembang dan menyusut dengan perubahan suhu dan kelembaban. Ukuran dan bentuk penampang sealant mempengaruhi kinerja material sealant.
Gambar dibawah menunjukkan konfigurasi sealant umum untuk perkerasan lapangan terbang. Di lokasi pengisian bahan bakar dan area perkerasan lapangan terbang yang terkena tumpahan bahan bakar, sealant tahan bahan bakar jet diperlukan.
Dalam banyak keadaan, perkerasan beton lapangan terbang dirancang sebagai perkerasan plain yang mengandung baja hanya pada area penetrasi perkerasan dan pada panel oddshaped. Baja tanam tidak dimaksudkan untuk menambah kapasitas struktural perkerasan. Ketebalan yang dibutuhkan untuk lokasi perkerasan termasuk baja tanam adalah sama dengan yang dibutuhkan untuk perkerasan plain. Tujuan dari baja tanam adalah untuk menjaga setiap retakan yang mungkin berkembang di panel beton mengalami pemisahan lalu menjadi sumber puing-puing. Dengan menahan retakan struktural dengan baja tanam, dapat meningkatkan transfer beban melalui interlock agregat. Baja tanam tidak diperlukan jika perkerasan disambung untuk bentuk panel yang akan mengontrol retak dan membatasi bukaan sambungan kontraksi melintang.
a. Desain Baja Tanam (Embedded Steel)
Baja tanam di perkerasan beton yang disambung dapat berupa kain kawat las atau tikar batang. Baja terputus (yaitu, tidak diperpanjang melintasi sambungan melintang atau memanjang). Baja dalam bentuk batang dowel halus juga digunakan pada beberapa sambungan. Jumlah efektif baja untuk perkerasan lapangan terbang adalah antara 0,05 dan 0,3 persen dari luas penampang perkerasan. Jumlah minimum nominal baja (0,05%) biasanya dapat diterima untuk panel oddshaped. Dalam keadaan khusus, lebih banyak baja mungkin dianggap perlu. Jumlah maksimum nominal baja (0,3%) ditemukan efektif untuk perkerasan bertulang bersambung pada tahun 1970an. Perkerasan dengan baja kurang dari minimum tidak akan bekerja dengan baik karena pada akhirnya baja dapat menimbulkan korosi, pecah dan tidak lagi menahan permukaan retak dari retakan panel tengah. Retakan kemudian dapat diisi dengan bahan yang tidak dapat dimampatkan dan kehilangan interlock agregat dan transfer beban. Keseriusan degradasi transfer beban ini tergantung pada tingkat dukungan yang diberikan oleh subbase dan subgrade. Jenis dan jumlah lalu lintas pesawat juga menjadi faktor. Setelah retakan diisi dengan material yang tidak dapat dimampatkan, retakan tersebut dapat pecah dan menjadi sumber FOD yang dapat merusak mesin jet.
Jangan mengurangi ketebalan desain pelat yang mengandung baja untuk mengimbangi biaya penambahan baja tanam. Baja tanam tidak meningkatkan kekuatan lentur (lentur) perkerasan. Karena baja biasanya ditempatkan di dekat bidang yang memanjang melalui bagian tengah perkerasan (sepanjang sumbu netral), baja tidak berada di zona tegangan tarik tinggi selama pembengkokan pelat. Selanjutnya, baja 0,05 hingga 0,3 persen berdasarkan luas penampang tidak cukup untuk mengubah kapasitas tarik beton secara signifikan.
Tujuan baja tanam adalah untuk menjaga retakan tetap tertutup rapat, baja tersebut harus memiliki kekuatan yang cukup untuk menahan dua panel beton bersama-sama selama kontraksi. Kekuatan yang diperlukan sama dengan gaya yang diperlukan untuk mengatasi tahanan antara perkerasan dan subbase atau tanah dasar yang dikembangkan pada jarak dari retakan ke sambungan terdekat, retak atau tepi panel. Gaya ini meningkat dengan jarak di mana resistensi dikembangkan. Gaya terbesar berada di tengah panel, tetapi untuk kepraktisan desain, jumlah baja yang sama digunakan di seluruh panel.
Persamaan dibawah, berdasarkan teori drag tanah dasar, menghitung persentase baja yang dibutuhkan untuk desain perkerasan beton tertentu dengan baja tanam. Perhitungan tersebut meliputi pengaruh berat panel beton, koefisien ketahanan tanah dasar atau subbase, dan kekuatan tarik baja.
As = L . C . f . w . h / 24 . fs (satuan UK))
As = L . C . f . w . h / 204.1 .fs (satuan metrik)
di mana:
As = luas baja yang dibutuhkan per ft (m) lebar pelat, dinyatakan dalam in.2 (mm2)
L = jarak ke sambungan bebas (tidak terikat) terdekat atau tepi perkerasan untuk baja melintang (atau jarak antara sambungan melintang untuk baja memanjang), ft (m)
Cf = koefisien tahanan tanah dasar atau pondasi bawah terhadap pergerakan panel
w = berat beton, lb/ft3(kg/m3) [gunakan 150 lb/ft3(2400 kg/m3) untuk beton berat normal]
h = tebal pelat, in. (mm)
fs = tegangan tarik yang diijinkan pada baja, psi (MPa); biasanya diambil sebagai 2/3 dari kekuatan luluh
Koefisien tahanan, Cf, kadang disebut sebagai koefisien gesekan antara pelat dan tanah dasar atau pondasi bawah. Situasinya lebih kompleks daripada gesekan geser murni karena gaya geser di tanah dasar atau subbase dan pelat melengkung mungkin mempengaruhi resistensi. Untuk subgrade dan subbase yang tidak stabil (granular), koefisien resistensi berkisar dari 1 hingga 2, tergantung pada jenis material dan kondisi kelembaban. Koefisien untuk pondasi bawah yang distabilkan jauh lebih besar (aspal berkisar antara 5 sampai 15, sedangkan pondasi bawah beton ramping (LCB) berkisar antara 8 sampai 15).
Penelitian menunjukkan bahwa koefisien juga bervariasi sehubungan dengan panjang dan ketebalan panel. Meskipun Persamaan diatas memperhitungkan gesekan, penggunaan Cf lebih tinggi dari 1,5 tidak dibenarkan oleh kinerja perkerasan. Sementara teori gaya hambat tanah dasar membutuhkan lebih banyak baja karena tahanan gesek pada pelat dan antarmuka tanah dasar atau pondasi bawah meningkat, penting untuk mempertimbangkan bahwa di panel lapangan kemungkinannya kecil untuk terpisah pada pondasi bawah yang memberikan tahanan gesek yang lebih tinggi. Dengan demikian, penelitian lebih lanjut saat ini sedang dilakukan untuk lebih mendefinisikan hubungan ini.
Perkerasan beton bertulang menerus (Continuously Reinforced Concrete/CRC) membutuhkan baja sebanyak 0,7% untuk mengubah pola retak yang terjadi pada perkerasan beton. Sebagian besar prosedur desain CRC tidak merekomendasikan penurunan ketebalan desain perkerasan beton untuk memperhitungkan peningkatan kekuatan lentur yang diberikan oleh persentase tulangan yang tinggi. Karena perkerasan yang diperkuat dengan sambungan menggunakan persentase baja yang jauh lebih rendah, baja bahkan kurang berpengaruh pada kekuatan lentur pelat.
b. Dimensi Nominal
Tegangan kerja yang diijinkan dalam baja, fs, tergantung pada jenis baja. Tabel dibawah memberikan kekuatan luluh dan tegangan tarik yang diijinkan yang sesuai berdasarkan spesifikasi manufaktur baja saat ini.
Bila jarak antara sambungan longitudinal bebas cukup dekat untuk mengendalikan retak menengah, baja transversal yang dibutuhkan lebih sedikit daripada yang dihitung oleh persamaan diatas. Baja transversal hanya berfungsi untuk menahan setiap baja longitudinal pada posisinya selama konstruksi.
Tabel Kekuatan Hasil dari Berbagai Kelas Baja
| ASTM Designation | Type and Grade of Steel | Yield Strength psi (MPa) | Allowable Tensile Stress psi (MPa) |
|---|---|---|---|
| A615 | Deformed Billet Steel, Grade 40 | 40,000 (280) | 27,000 (190) |
| A616 | Deformed Rail Steel, Grade 50 | 50,000 (350) | 33,000 (230) |
| A616 | Deformed Rail Steel, Grade 60 | 60,000 (420) | 40,000 (280) |
| A615 | Deformed Billet Steel, Grade 60 | 60,000 (420) | 40,000 (280) |
| A185 | Cold Drawn Welded Steel Wire Fabric | 65,000 (460) | 43,000 (300) |
| A497 | Cold Drawn Welded Steel Deformed Steel Wire | 70,000 (490) | 47,000 (330) |
c. Pemilihan Ukuran dan Jarak Baja
Tabel dibawah mencantumkan dimensi dan berat satuan batang tulangan standar.
Produsen weldedwire fabric menyediakan tabel pada produk mereka yang menunjukkan gaya untuk aplikasi yang berbeda. Tabel dibawah memberikan diameter dan jarak kawat dalam satuan biasa AS untuk arah memanjang dan melintang serta berat per 100 ft2, dan per 1 yd2, untuk setiap gaya. Ukuran metrik (SI) juga tersedia. Konsultasikan literatur produk pabrikan atau situs web Internet untuk gaya kain kawat las yang cocok untuk perkerasan beton lapangan terbang.
Tabel Dimensi dan Berat Satuan Batang Baja Deformed
| Bar Size No. | Diamter in. (mm) | Area in2 (mm2) | Perimeter in (mm) | Unit Weight lb/ft (kg/m) |
|---|---|---|---|---|
| 3 (10M) | 0.375 (9.5) | 0.11 (0.71) | 1.178 (300) | 0.376 (0.56) |
| 4 (13M) | 0.500 (12.7) | 0.20 (1.29) | 1.571 (400) | 0.668 (1.00) |
| 5 (16M) | 0.625 (15.9) | 0.31 (2.00) | 1.963 (500) | 1.043 (1.57) |
| 6 (19M) | 0.750 (19.1) | 0.44 (2.84) | 2.356 (600) | 1.502 (2.26) |
| 7 (22M) | 0.875 (22.2) | 0.60 (3.86) | 2.749 (700) | 2.044 (3.07) |
Weldedwire fabric membutuhkan pertimbangan desain ekstra untuk memastikan desainnya ekonomis. Pilihan smooth weldedwire fabric atau weldedwire fabric deformed tergantung pada perbedaan tegangan desain yang diizinkan, ketersediaan ukuran yang diinginkan, dan biaya. Ukuran minimum untuk perkerasan beton lapangan terbang adalah W5 atau D5 untuk kawat memanjang dan W4 atau D4 untuk kawat melintang. Ukuran yang dipilih untuk suatu proyek harus memenuhi persentase baja minimum 0,05. Persentase minimum ini didasarkan pada baja yang memiliki kekuatan luluh 65.000 psi (460 MPa).
Jika terbuat dari baja dengan kekuatan luluh yang lebih rendah, lebih banyak baja dan ukuran serta jarak kawat yang berbeda diperlukan. Untuk menghasilkan desain yang paling ekonomis lebih baik memilih ukuran standar weldedwire fabric.
Pesanan khusus dapat dibuat untuk yang tidak standar, tetapi biayanya lebih tinggi. Juga, lembaran anyaman kawat las yang melebihi lebar standar kemungkinan akan lebih mahal untuk biaya fabrikasi dan pengiriman.
Untuk menentukan ukuran dan jarak baja yang akan digunakan dalam bar mats, pilih batang baja deformed standar yang memenuhi dimensi standar ASTM yang akan menghasilkan jarak praktis. Luas baja yang dibutuhkan, As, seperti yang ditentukan dari persamaan diatas atau dengan mengalikan persentase yang dibutuhkan dari baja tertanam (seperti minimum 0,05 persen) dengan luas beton per satuan panjang (atau lebar), dibagi dengan luas batang standar untuk mendapatkan jumlah batang yang diperlukan per panjang (atau lebar). Perlu diperingatkan untuk memilih jarak antar batang yang kurang dari sekitar 12 inci (300 mm) untuk memastikan distribusi baja yang baik dan membatasi lebar retak.
d. Pemasangan Baja Tanam
Karena baja tanam tidak dimaksudkan untuk bekerja menerima lentur, posisinya di dalam pelat tidak penting untuk kinerja, kecuali bahwa baja tersebut harus dilindungi secara memadai dari korosi dengan penutup beton minimal 2 inci (50 mm). Namun, pengalaman tampaknya menunjukkan bahwa baja tanam tetap paling efektif dalam menahan retakan, jika berada pada kedalaman antara 0,3T dan 0,5T dari permukaan perkerasan. Jika baja sedikit di bawah kedalaman tengah, kinerja perkerasan umumnya tidak terpengaruh kecuali baja berada di sepertiga bagian bawah pelat. Ketika baja terlalu rendah di dalam pelat, ia rentan terhadap korosi dan relatif tidak efektif dalam menahan retakan dan mencegah retakan. intrusi bahan yang tidak dapat dimampatkan selama siklus pengeritingan dan pembengkokan.
Rencana atau gambar kerja biasanya menentukan penempatan batang tulangan baja tanam di dekat kedalaman tengah pelat. Baja tanam perlu untuk dihentikan pada sambungan melintang dan memanjang; celah 2 sampai 6 in. (50 sampai 150 mm) memastikan bahwa sambungan dapat berfungsi dengan baik. Untuk menghindari masalah pembentukan dan kinerja sambungan, konsultan dan kontraktor tidak boleh menempatkan baja tanam di setiap sambungan melintang dalam desain perkerasan sambungan.
Beberapa overlap pada weldedwire fabric sheet atau tikar batang mungkin diperlukan jika panel tulangan lebih kecil dari panel beton. Lap ujung harus minimal 12 inci (300 mm) dan tidak kurang dari 30 kali diameter kawat atau batang memanjang. Lap samping harus minimal 6 inci (150 mm) dan tidak kurang dari 20 kali diameter kawat atau batang memanjang.
Jarak bebas antara baja tanam dan tepi pelat juga penting untuk memastikan baja cukup terlindungi dari korosi. Jarak bebas ujung dan samping harus minimal 2 inci (50 mm) dan maksimum 6 inci (150 mm) untuk memberikan distribusi yang hampir lengkap tanpa mengorbankan penutup beton yang mengelilingi baja. Jarak antara komponen struktur memanjang 4 sampai 12 in. (100 sampai 300 mm) dan jarak antara komponen struktur melintang 4 sampai 24 in. (100 sampai 600 mm) juga direkomendasikan. Gambar dibawah menunjukkan detail sambungan panel perkerasan lapangan terbang beton dengan baja tanam.
Comments
Post a Comment