Daur Ulang Limbah Beton, Preservasi Jalan Perkerasan Kaku (Rigid Pavement), Jalan Kaligawe Semarang

 

DAUR ULANG LIMBAH BETON UNTUK PRESERVASI JALAN PERKERASAN KAKU (RIGID PAVEMENT) DI JALAN KALIGAWE SEMARANG

Oleh :

Sangga Pramana Wicaksana

ABSTRACT

Recycled concrete is a mixture obtained from previous similar material reprocessing. Some of the differences in quality, physical properties and chemical recycled aggregates, causing differences attributes of concrete material produced. Among others: the decrease of compressive strength, tensile strength, and modulus of elasticity. The first process of recycling waste concrete used in concrete is put in the crusher so that the aggregate with the desired size. Then the aggregate results of the waste in concrete mix in recycler cold engine by adding cement and other elements forming material CTB (Cement Treated Base). On the road to be rehabilitated part of the pavement or (Base Layer) dredged to be replaced with new pavement using recycled concrete. CTB material recycler result of a cold engine and then spread with vogele machine engine at the top of the pavement to be rehabilitated. Pavement rehabilitation outcomes and then compacted with a compactor machine.

Key words : Waste concrete, Materials CTB, Base Layer

ABSTRAK

Beton daur ulang merupakan campuran yang diperoleh dari proses ulang material sejenis sebelumnya. Beberapa perbedaan kualitas, sifat-sifat fisik dan kimia agregat daur ulang, menyebabkan perbedaan sifat-sifat material beton yang dihasilkan. Antara lain : menurunnya kuat tekan, kuat tarik, dan modulus elastisitasnya. Proses pertama dari daur ulang limbah beton ialah beton bekas di masukkan dalam crusher  sehingga menjadi agregat dengan ukuran yang diinginkan. Lalu agregat hasil dari limbah beton di campur dalam mesin cold recycler dengan menambahkan semen dan unsur-unsur lain sehingga terbentuklah material CTB (Cement Treated Base). Pada jalan yang akan direhabilitasi bagian atas perkerasan atau (Base Layer) dikeruk untuk diganti dengan perkerasan baru menggunakan beton hasil daur ulang. Material CTB hasil dari mesin cold recycler kemudian dihamparkan dengan mesin penghampar pada bagian atas perkerasan yang akan direhabilitasi. Perkerasan hasil rehabilitasi  kemudian dipadatkan dengan mesin pemadat.

Kata Kunci :  Limbah beton, Material CTB, Base Layer

  I.           PENDAHULUAN

1.1    LATAR BELAKANG

Perkerasan  jalan beton atau biasa disebut rigid pavement terdiri dari pelat beton, semen portland dan dan lapisan pondasi (bisa juga tidak ada) di atas tanah dasar (Suryawan Ari,2006).

Kondisi ruas jalan kaligawe Semarang pada tahun 2008 yang masih menggunakan perkerasan lentur (flexible pavement) sering mengalami kerusakan berat. Hal itu disebabkan karena kondisi jalan yang sering terendam air dan beban lalu lintas yang berat, mengakibatkan hubungan antara partikel aspal menjadi merenggang saat terendam air dan pada saat itu juga beban berat melintas di atas aspal yang merenggang mengakibatkan hubungan antar partikel aspal menjadi lepas, sehingga terjadi kerusakan pada bagian jalan aspal tersebut.

Perkerasan kaku (rigid pavement) pada ruas jalan kaligawe Semarang mulai diterapkan sejak tahun 2009 sampai dengan saat ini dan penggunaan perkerasan kaku (rigid pavement) ini dinilai sangat memuaskan,  terbukti sampai saat ini tidak terjadi kerusakan berat pada ruas jalan kaligawe akibat rendaman air dan beban lalu lintas yang berat. Sehingga perkerasan kaku (rigid pavement) terbukti cocok diterapkan pada ruas jalan kaligawe Semarang.

Kerusakan yang terjadi pada bagian jalan dengan perkerasan kaku (rigid pavement) seperti pumping, cracking dan kerusakan lainnya dapat terjadi kapan saja dan dimana saja pada  ruas jalan kaligawe ini. Sehingga diperlukan preservasi jalan yaitu metode perbaikan pada kondisi jalan perkerasan kaku (rigid pavement) yang mengalami kerusakan.

“Dengan segala kelebihannya yang dapat disimak akhir-akhir ini, metoda daur ulang (recycling) pantas dinilai sebagai salah satu metoda perbaikan jalan yang cocok, karena disamping murah dan ramah lingkungan, juga mampu memberikan hasil yang memuaskan. Metoda cold recycling pertamakali diuji coba pelaksanaannya di Pantura, di ruas Sewo, yang teruji setelah dilanda banjir ternyata jalan tersebut masih utuh, sedang tidak jauh di lain lokasi mengalami rusak berat. Kejadian ini mendorong penggunaan teknologi recycling meluas pada ruas-ruas paket yang lain”. (Sudarno,2010).

Penggunaan Cold Recycling ini akan sangat memberikan manfaat besar bagi preservasi jalan di ruas jalan kaligawe Semarang, karena dengan teknologi daur ulang yang memaksimalkan penggunaan material bekas yang telah terpasang, akan meminimalkan kebutuhan fresh aggregate batu pecah sebagai kebutuhan pekerjaan jalan secara keseluruhan, dan tentunya akan bermuara kepada pengurangan exploitasi sumber daya alam batuan baik di gunung maupun di sungai. (Sudarno,2010)

“Namun  tidak serta merta setiap kerusakan jalan langsung dapat diatasi dengan recycling, tergantung penyebab kerusakan jalan itu sendiri yang harus ditemukan terlebih dahulu. Apabila induk persoalan berada di sub grade, maka perkuatan/stabilisasi sub grade mutlak harus dilakukan terlebih dahulu sebelum dilakukan recycling pada lapis struktur sub base/base–nya. Sehingga investigasi awal sebelum pelaksanaan recycling mutlak diperlukan”. (Sudarno,2010)

1.2      Rumusan Masalah

1.       Bagaimanakah perbandingan kualitas antara  beton recycling dengan beton normal ?

2.       Apakah dapat diterapkan pada jalan kaligawe Semarang ? 

1.3      Tujuan dan Sasaran

Tujuan dari pembahasan ini untuk mengetahui sejauh mana kekuatan beton hasil daur ulang dibandingkan dengan beton normal.  Adapun sasarannya antara lain :

a)     Penggunaan beton hasil daur ulang untuk preservasi  jalan kaligawe Semarang

b)  Menggunakan material limbah beton bekas yang tidak bernilai menjadi material beton yang berkualitas untuk preservasi jalan rigid

    1.4      Manfaat

1.   Dapat  digunakan sebagai alternatif untuk preservasi dan rehabilitasi di jalan raya kaligawe Semarang yang menggunakan struktur perkerasan kaku (rigid pavement).  

2.     Dapat menghemat anggaran, dengan mengurangi penggunaan material batu pecah sebagai gantinya menggunakan hasil daur ulang limbah beton.

3.       Menghemat eksploitasi batu pecah di gunung dan di sungai

II.         METODOLOGI

Metode yang dipergunakan dalam pembahasan artikel ini adalah menggunakan metode studi literature secara Analisis kuantitatif rasionalistik. Adapun langkah-langkah proses daur ulang limbah beton menjadi beton siap pakai untuk perkerasan jalan rigid pavement sebagai berikut :

1.   Limbah beton diproses oleh crusher  sehingga menjadi agregat dengan ukuran yang diinginkan

2.       Lalu agregat hasil dari limbah beton yang diproses oleh crusher di campur dalam mesin cold recycler dengan menambahkan semen dan lain-lain sehingga terbentuklah material CTB (Cement Treated Base).

3.       Pada jalan yang akan direhabilitasi bagian atas perkerasan atau (Base Layer) dikeruk untuk diganti dengan perkerasan baru menggunakan beton hasil daur ulang.

4.  Material CTB hasil dari mesin cold recycler kemudian dihamparkan dengan mesin penghampar pada bagian atas perkerasan yang akan direhabilitasi.

5.       Perkerasan baru kemudian dipadatkan dengan mesin pemadat.

III.      KAJIAN TEORI

Karena pembahasan artikel ini mengenai preservasi perkerasan kaku (rigid pavement) maka harus diketahui jenis-jenis kerusakan jalannya.

3.1    Tipe kerusakan yang umum terjadi pada perkerasan kaku (rigid pavement) menurut (Suryawan Ari, 2006) dapat dibedakan menjadi :

a)  Deformasi (deformation) : tipe kerusakan yang tergolong deformasi adalah amblas (depression), patahan (faulting), pumping dan rocking.

b)   Retak (crack) : Retak pada perkerasan kaku mempunyai bentuk yang bermacam-macam, mulai dari retak tunggal sampai retak yang saling berhubungan. Umumnya, tipe retak adalah blok (block), sudut (corner), diagonal, memanjang (longitudinal), melintang (transversal) dan tidak beraturan (meandering).

c)       Kerusakan pengisi sambungan (joint seal deflects)

d)      Gompal (spalling)

e)      Kerusakan bagian tepi slab (edge drop off)

f)   Kerusakan tekstur permukaan (surface texture deflect) : Kerusakan ini dikelompokkan menjadi keausan agregat mortar (scalling), kekesatan (polished aggregate)

g)       Lubang (pothole)

h)      Ketidak cukupan drainase permukaan

3.2    Spesifikasi untuk perkerasan beton kaku (rigid pavement) yang diambil dari refrensi PT. Jasa Marga (Persero) edisi tahun 2004.

3.2.1  Material

(a)    Agregat halus untuk perkerasan beton harus sesuai dengan Pasal 3.4.2

Yaitu : Agregat halus terdiri dari pasir alam atau apabila disetujui konsultan pengawas, material lembut lainnya dengan sifat sama, mempunyai butir yang bersih, keras dan awet, serta harus bersih dan bebas debu, lumpur, lempung, bahan organic, dan kotoran lainnya dalam jumlah melebihi batas toleransi.

(b) Agregat kasar harus terdiri dari satu atau lebih dari satu material berikut : batu pecah, kerikil, ampas tanur tinggi, atau material lembam lainnya yang disetujui dengan sifat yang sama, mempunyai butir yang bersih dan awet. Bebas dari butiran yang panjang dan bulat, bahan organic dan bahan pengganggu lainnya yang melebihi batas toleransi.

(c) Semen yang digunakan adalah semen Portland (Portland cement)  yang memenuhi persyaratan SII 0013-77 “Semen Portland” atau JIS R 5210 “Portland Cement” atau AASHTO M 85.

(d)    Admixture harus disetujui Konsultan Pengawas 28 hari sebelum pelaksanaan.

(e)    Air yang digunakan dalam pekerjaan campuran (mixing), perawatan (curing) dan pekerjaan lainnya harus  bersih dan bebas dari minyak, garam, asam, alkali, gula tumbuhan atau zat lainnya yang merusak hasil pekerjaan.

(f)      Baja tulangan (reinforced steel) harus sesuai dengan ketentuan Pasal 3.5

·    Tulangan baja untuk jalur kendaraan harus berupa anyaman atau tulangan profil. Tulangan harus sesuai dengan persyaratan AASHTO M 55, tulangan ini harus berupa lembaran-lembaran datar.

·         Tulangan tarik harus berupa batang-batang baja berulir sesuai dengan AASHTO M 31.

(g)    Beton, persetujuan untuk proporsi bahan pokok campuran akan didasarkan pada hasil         pencampuran trial mix yang dibuat oleh kontraktor sesuai ketentuan Pasal 3.4

·         Kekuatan beton

Kuat lentur (flexural strength) minimum tidak boleh kurang dari 45 kg/cm² pada umur 28 hari, bila di tes dengan third point method menurut AASHTO T 97

·         Pengambilan contoh beton untuk keperluan pengujian sesuai dengan ketentual Pasal 3.4

·         Kekuatan karakteristik berlaku ketentuan Pasal 3.4

Tabel 1.1   Standar Proporsi Campuran Beton Rigid Pavement

(sumber : Suryawan Ari, 2006)

3.2.2  Peralatan

(a)    Penggetar (Vibrator)

Vibrator untuk menggetarkan seluruh lebar perkerasan beton, dapat berupa surface pan type atau internal type dengan tabung celup (immersed tube) atau multiple spuds. Vibrator dapat dipasang pada mesin penghampar atau mesin penempa, atau dapat juga dipasang pada kendaraan. Frekuensi surface pan tidak boleh kurang dari 3500 impuls per menit (58 Hz), dan frekuensi internal vibrator tidak boleh kurang dari 5000 impuls per menit (83 Hz) untuk vibrator tabung dan tidak kurang dari 7000 impuls per menit (117 Hz) untuk spud vibrator.

(b)    Mesin penghampar dan penempa (spreading and finishing machine)

Jenis mesin penghampar harus sedemikian rupa sehingga dapat memperkecil kemungkinan segregasi campuran beton. Mesin penempa (finishing machines) harus dilengkapi dengan transverse screeds yang dapat  bergerak bolak-balik (oscillating type) atau alat lain yang serupa dengan ketentuan sub-Pasal 3.2.6

(c)     Crusher

Mesin crusher digunakan untuk memproses limbah beton menjadi agregat kasar 2/3 atau 1/2  sesuai dengan yang diinginkan.

(d)    Cold Recycler Machine

Mesin untuk mencampur (mixing) Agregat hasil crusher dengan agregat lain dan semen menjadi CTB (Cement Treated Base). Material CTB yang akan digunakan untuk preservasi pada base layer  perkerasan jalan kaku (rigid pavement)

(e)    Milling Machine

Milling machine berfungsi untuk mengeruk lapisan base layer pada jalan rigid yang akan di preservasi yang nantinya akan digantikan oleh material CTB.

 

IV.       DATA DAN PEMBAHASAN

         Pembahasan kali ini didasarkan atas “Proses Pengolahan Limbah Beton Menjadi Material Perkerasan Jalan” yang diadakan oleh Wirtgen Group dalam acara “Technology Days 2010” di German.  (Techno Konstruksi,2010).

A  Pada tahap pertama dilakukan proses pendaurulangan limbah beton bertulang menggunakan mesin Kleeman Mobirex MR 110 ZS yang dilengkapi dengan separator atau pemisah tulangan besi beton. Di sini, limbah beton didaur ulang dengan cara dihancurkan dalam mesin crusher Mobirex MR 110 ZS menjadi berbagai jenis ukuran agregat, sesuai yang dibutuhkan. Dalam proses crushing ini, tulangan beton yang terdapat dalam limbah beton dipisahkan pada sebuah separator yang dilengkapi dengan magnet, dan mampu menarik material yang mengandung besi keluar dari agregat crushing. Sehingga, agregat yang dihasilkan benar-benar bersih dari tulangan beton.

Gambar 1   Proses Crushing limbah beton

( sumber : www.wirtgen.de )

A  Selanjutnya, agregat hasil daur ulang limbah beton ini, masuk dalam proses cold mixing  pada mesin cold recycler Wirtgen KMA 220 untuk diproduksi menjadi bahan CTB (Cement Treated Base). Dengan pengaturan sesuai spesifikasi yang diperlukan, hasil dari proses pencampuran dingin ini akan menghasilkan material CTB yang digunakan untuk base layer pada perkerasan jalan.

Gambar 2  Cold Recycler Wirtgen KMA 220

( sumber : www.wirtgen.de )

A  Sebelumnya, perkerasan jalan yang akan direhabilitasi, dilakukan pengerukan terlebih dahulu lapisan perkerasan atasnya dengan mesin Milling Wirtgen W 200 dengan ukuran ketebalan seperti yang telah ditentukan.

Gambar 3   Proses pengerukan lapisan atas perkerasan yang akan direhabilitasi

( sumber : www.wirtgen.de )

A    Setelah permukaan jalan selesai di milling, selanjutnya material CTB hasil mixing dari cold recycler Wirtgen KMA 220 diangkut ke lapangan untuk digunakan sebagai base layer perkerasan jalan tersebut. Kemudian, material CTB tersebut digelar dengan bantuan peralatan paver Vogele Super 3000-2 AB 600-2 TP2 dan dipadatkan dengan mesin pemadat Hamm HD+140 dan Hamm GRW-280 (10 ton).

Gambar 4   Penghamparan material CTB

( sumber : www.wirtgen.de ) 

A  Sebagai langkah terakhir, pembuatan barrier jalan dengan mesin paving concrete profile Wirtgen SP 15 dan SP 25 untuk menciptakan profil beton (slip form) sesuai bentuk yang diinginkan.

 

KUALITAS BETON DAUR ULANG

Beton daur ulang merupakan campuran yang diperoleh dari proses ulang material sejenis sebelumnya. Beberapa perbedaan kualitas, sifat-sifat fisik dan kimia agregat daur ulang, menyebabkan perbedaan sifat-sifat (properties) material beton yang dihasilkan. Antara lain : menurunnya kuat tekan, kuat tarik, dan modulus elastisitasnya. (Techno konstruksi,2010)

Selain itu, juga diamati perbedaan kemiringan kurva hubungan tegangan regangan uniaksial dan multiaksial, yang menjadi landai pada saat sebelum beban puncak dan menjadi curam sebelum beban puncak.  Disamping itu hubungan tegangan-regangan puncak multiaksial juga menjadi menurun. Perbedaan sifat-sifat material beton daur ulang , mengakibatkan perbedaan persamaan yang menggambarkan hubungan antara kuat tarik dan kuat tekan, modulus elastisitas dan kuat tekan, dan model konstitutif tegangan-regangan beton uniaksial, tegangan-regangan puncak multiaksial. Beberapa persamaan dan model konstitutif telah diperoleh dari hasil studi eksperimental, untuk menggambarkan perbedaan sifat-sifat dan perilaku mekanik beton agregat daur ulang ini. (Techno konstruksi,2010)

Berdasarkan hasil penelitian sifat-sifat yang dimiliki oleh beton tersebut, bahwa beton beton daur ulang dengan agregat bekas pakai dapat dipergunakan sebagai beton structural dengan kekuatan relatif sama dengan beton normal, dimana kuat tekan yang dimiliki dapat mencapai 380 kg/cm2 atau sekitar 98% dibanding beton normal, pada faktor air semen 0,4 dan dapat mencapai 350 kg/cm2, atau sekitar 92% dibanding beton normal pada faktor air semen 0,5. (Techno konstruksi,2010)

                Selain itu, beton dengan agregat bekas pakai juga memiliki kekuatan lentur dan tarik yang tinggi, dibandingkan dengan beton normal. Dengan sifat-sifatnya tersebut, maka beton daur ulang ini akan sangat menguntungkan, apabila dipergunakan dalam struktur perkerasan kaku (rigid) untuk lapisan perkerasan jalan maupun lapangan terbang. (Techno konstruksi,2010)

 

V.      KESIMPULAN DAN SARAN

4.1      KESIMPULAN

1.       Dengan begitu kualitas beton daur ulang yang memiliki kekuatan 98% dibandingkan beton normal pada faktor air semen 0,5 dan 92% pada faktor air semen 0,4.  Sehingga beton daur ulang ini dapat dipergunakan untuk preservasi, rehabilitasi dan pembangunan jalan dengan perkerasan kaku (rigid pavement) di wilayah jalan kaligawe Semarang.

2.       Dengan penggunaan teknologi daur ulang limbah beton. Beton bekas yang tidak bernilai dan perlu tempat dan biaya dalam pembuangannya dapat digunakan untuk preservasi jalan beton yang berkualitas serta menghemat penggunaan agregat kasar berupa batu pecah (fresh aggregate)  sehingga menjadi lebih ekonomis daripada menggunakan beton normal.

5.2   SARAN 

1.       Kekuatan dari agregat  beton daur ulang  berbeda-beda sehingga kekuatan yang dihasilkan oleh beton baru juga akan berbeda, sehingga harus diperhatikan.

2.       Perlu diingat material CTB hasil daur ulang limbah beton hanya dapat digunakan untuk perkerasan paling atas atau Base Layer.

 

DAFTAR PUSTAKA

Hendarsin Shirley L ,(2000), Perencanaan Teknik Jalan Raya, Politeknik Negeri Bandung, Bandung.

Suprapto, T.M, (2004), Bahan dan Struktur Jalan Raya, KMTS FT UGM, Yogyakarta.

Manu, A.I, (1995), Perkerasan Kaku, Badan Penerbit Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.

Aly Anas, (1998), Teknologi Perkerasan Jalan Beton Semen, Penerbit ANDI, Yogyakarta.

Techno Konstruksi Majalah (2010) Daur Ulang Limbah beton untuk perkerasan jalan berkualitas, Jakarta.

Sukirman Silvia, (1992), Perkerasan Lentur Jalan Raya, Penerbit : NOVA, Bandung.

Hosking, R, (1992), Road Agregates and Skidding, HMSO, London.

Krebs, RD and Walker ,RD, (1971) Highway Materials, MC Grow Hill.

O’Flakerty, C.A (2002), Highways-The Location, Design Construction & Maintanance of pavement, 4^th edition,Butterwarth Heinman, Oxford.

Anon (2000) Bituminous Pavements  Material, Design and Evaluations, Lechres Notes, School of Civil Engineering, University Nottingham.

by I'm on Facebook