Pengembalian jalan raya Arizona ke beton semen Portland mungkin akan membuktikan manfaat penggunaan penggilingan berlian sebagai alternatif penggilingan dan penambalan standar. Proyeksi menunjukkan bahwa dalam jangka waktu 30 tahun, biaya pemeliharaan akan berkurang sebesar USD 3,9 miliar.
Artikel ini berdasarkan webinar yang awalnya diadakan selama Konferensi Teknis International Grooving and Grinding Association (IGGA) pada bulan Desember 2020. Saksikan demo lengkapnya di bawah ini.
Warga di wilayah Phoenix mendambakan jalan yang mulus, indah, dan tenang. Namun, akibat pertumbuhan penduduk yang pesat di wilayah tersebut dan kurangnya dana untuk mengatasinya, kondisi jalan di wilayah tersebut telah menurun dalam satu dekade terakhir. Departemen Perhubungan Arizona (ADOT) sedang mempelajari solusi kreatif untuk memelihara jaringan jalan raya dan menyediakan jenis jalan yang diinginkan masyarakat.
Phoenix adalah kota terpadat kelima di Amerika Serikat, dan masih terus berkembang. Jaringan jalan dan jembatan sepanjang 435 mil di kota ini dikelola oleh wilayah pusat Departemen Transportasi Arizona (ADOT), yang sebagian besar terdiri dari jalan raya empat lajur dengan lajur tambahan untuk kendaraan-kendaraan tinggi (HOV). Dengan anggaran konstruksi sebesar US$500 juta per tahun, wilayah ini biasanya melaksanakan 20 hingga 25 proyek konstruksi pada jaringan jalan dengan lalu lintas padat setiap tahunnya.
Arizona telah menggunakan perkerasan beton sejak tahun 1920-an. Beton dapat digunakan selama beberapa dekade dan hanya perlu pemeliharaan setiap 20-25 tahun. Bagi Arizona, 40 tahun pengalaman sukses memungkinkannya untuk digunakan selama pembangunan jalan raya utama negara bagian pada tahun 1960-an. Pada saat itu, mengaspal jalan dengan beton berarti membuat kompromi dalam hal kebisingan jalan. Selama periode ini, permukaan beton diselesaikan dengan pelapisan timah (menarik penggaruk logam pada permukaan beton tegak lurus terhadap arus lalu lintas), dan ban yang melaju di atas beton berlapis timah akan menghasilkan deru yang bising dan koheren. Pada tahun 2003, untuk mengatasi masalah kebisingan, Lapisan Gesekan Karet Aspal 1 inci (AR-ACFC) diaplikasikan di atas Beton Semen Portland (PCC). Ini memberikan tampilan yang konsisten, suara yang tenang, dan perjalanan yang nyaman. Namun, mempertahankan permukaan AR-ACFC telah terbukti menjadi tantangan.
Umur rencana AR-ACFC adalah sekitar 10 tahun. Jalan raya Arizona kini telah melampaui umur rencananya dan semakin menua. Stratifikasi dan masalah terkait menimbulkan masalah bagi pengemudi dan Kementerian Perhubungan. Meskipun delaminasi biasanya hanya mengakibatkan hilangnya kedalaman jalan sekitar 2,5 cm (karena aspal karet setebal 2,5 cm telah terpisah dari beton di bawahnya), titik delaminasi dianggap sebagai lubang oleh masyarakat pengguna jalan dan merupakan masalah serius.
Setelah menguji penggilingan berlian, permukaan beton generasi berikutnya, dan finishing permukaan beton dengan penggiling slip atau penggilingan mikro, ADOT menentukan bahwa tekstur longitudinal yang diperoleh dengan penggilingan berlian memberikan tampilan korduroi yang menarik dan kinerja penggerak yang baik (ditunjukkan oleh angka IRI yang rendah) serta emisi kebisingan yang rendah. Randy Everett dan Departemen Perhubungan Arizona
Arizona menggunakan Indeks Kekasaran Internasional (IRI) untuk mengukur kondisi jalan, dan angkanya terus menurun. (IRI adalah sejenis data statistik kekasaran jalan, yang hampir secara universal digunakan oleh lembaga-lembaga nasional sebagai indikator kinerja sistem manajemen perkerasan jalan mereka. Semakin rendah nilainya, semakin kecil kekasarannya, yang merupakan hal yang diinginkan). Menurut pengukuran IRI yang dilakukan pada tahun 2010, 72% jalan raya antarnegara bagian di wilayah tersebut berada dalam kondisi baik. Pada tahun 2018, proporsi ini turun menjadi 53%. Rute sistem jalan raya nasional juga menunjukkan tren penurunan. Pengukuran pada tahun 2010 menunjukkan bahwa 68% jalan berada dalam kondisi baik. Pada tahun 2018, angka ini turun menjadi 35%.
Karena biaya meningkat—dan anggaran tidak dapat mengimbanginya—pada bulan April 2019, ADOT mulai mencari opsi penyimpanan yang lebih baik daripada kotak peralatan sebelumnya. Untuk perkerasan yang masih dalam kondisi baik dalam rentang umur desain 10 hingga 15 tahun—dan semakin penting bagi departemen untuk menjaga perkerasan yang ada dalam kondisi baik—opsinya meliputi penyegelan retakan, penyegelan semprot (mengaplikasikan lapisan tipis emulsi aspal ringan yang mengeras perlahan), atau memperbaiki lubang jalan individual. Untuk perkerasan yang melebihi umur desain, salah satu opsinya adalah menggiling aspal yang rusak dan memasang lapisan aspal karet baru. Namun, karena cakupan area yang perlu diperbaiki, hal ini terbukti terlalu mahal. Kendala lain untuk solusi apa pun yang memerlukan penggilingan permukaan aspal berulang adalah bahwa peralatan penggiling pasti akan memengaruhi dan merusak beton di bawahnya, dan hilangnya material beton pada sambungan sangat serius.
Apa yang akan terjadi jika Arizona kembali ke permukaan PCC asli? ADOT tahu bahwa jalan raya beton di negara bagian tersebut dirancang untuk memberikan stabilitas struktural yang tahan lama. Departemen tersebut menyadari bahwa jika mereka dapat menggunakan PCC di bawahnya untuk memperbaiki permukaan bergerigi aslinya agar menjadi jalan yang tenang dan nyaman, jalan yang diperbaiki tersebut mungkin akan bertahan lebih lama dan membutuhkan perawatan. Biayanya juga jauh lebih rendah daripada aspal.
Sebagai bagian dari proyek di SR 101 utara Phoenix, lapisan AR-ACFC telah dihilangkan, sehingga ADOT memasang empat seksi uji untuk mengeksplorasi solusi masa depan yang akan memanfaatkan beton yang ada sekaligus memastikan kelancaran, kenyamanan berkendara, dan tampilan jalan yang baik. Departemen tersebut meninjau proses penggilingan berlian dan Permukaan Beton Generasi Berikutnya (NGCS), sebuah tekstur dengan profil tanah terkontrol dan tekstur keseluruhan negatif atau menurun, yang telah dikembangkan sebagai perkerasan beton dengan tingkat kebisingan yang sangat rendah. ADOT juga mempertimbangkan penggunaan penggiling geser (proses di mana mesin memandu bantalan bola ke permukaan jalan untuk meningkatkan karakteristik gesekan) atau penggilingan mikro untuk menyelesaikan permukaan beton. Setelah menguji setiap metode, ADOT menentukan bahwa tekstur longitudinal yang diperoleh dengan penggilingan berlian memberikan tampilan corduroy yang menyenangkan serta pengalaman berkendara yang baik (ditunjukkan oleh nilai IRI yang rendah) dan tingkat kebisingan yang rendah. Proses penggilingan berlian juga terbukti cukup lembut untuk melindungi area beton, terutama di sekitar sambungan, yang sebelumnya rusak akibat penggilingan. Penggilingan berlian juga merupakan solusi yang hemat biaya.
Pada bulan Mei 2019, ADOT memutuskan untuk melakukan pengasahan berlian pada sebagian kecil jalan SR 202 yang terletak di wilayah selatan Phoenix. Jalan AR-ACFC yang berusia 15 tahun itu sangat gembur dan berlapis-lapis sehingga batu-batu lepas berhamburan ke kaca depan, dan para pengemudi mengeluhkan kaca depan yang rusak akibat pecahan batu setiap hari. Proporsi klaim kerugian di wilayah ini lebih tinggi daripada di wilayah lain di negara ini. Trotoarnya juga sangat bising dan sulit untuk dilalui. ADOT memilih lapisan berlian untuk dua lajur kanan sepanjang SR 202 yang panjangnya setengah mil. Mereka menggunakan ember pemuat untuk menghilangkan lapisan AR-ACFC yang ada tanpa merusak beton di bawahnya. Dinas tersebut berhasil menguji metode ini pada bulan April ketika mereka sedang memikirkan cara untuk kembali ke jalan PCC. Setelah proyek selesai, perwakilan ADOT memperhatikan bahwa pengemudi akan berpindah dari lajur AR-ACFC ke lajur beton dengan permukaan berlian untuk merasakan karakteristik berkendara dan suara yang lebih baik.
Meskipun belum semua proyek percontohan selesai, temuan awal mengenai biaya menunjukkan bahwa penghematan yang terkait dengan penggunaan perkerasan beton dan pengasahan berlian untuk mengoptimalkan tampilan, kehalusan, dan suara dapat mengurangi biaya pemeliharaan hingga $3,9 miliar per tahun. Selama periode 30 tahun. Randy Everett dan Departemen Perhubungan Arizona
Sekitar waktu ini, Asosiasi Pemerintah Maricopa (MAG) merilis laporan yang mengkaji kebisingan dan kenyamanan berkendara di jalan raya setempat. Laporan tersebut mengakui kesulitan dalam memelihara jaringan jalan dan berfokus pada karakteristik kebisingan jalan. Kesimpulan utamanya adalah karena keunggulan kebisingan AR-ACFC menghilang begitu cepat, "perlakuan tanah berlian harus dipertimbangkan, bukan pelapisan aspal karet." Perkembangan lain yang terjadi bersamaan adalah kontrak pengadaan pemeliharaan yang memungkinkan penggilingan berlian. Kontraktor dilibatkan untuk pemeliharaan dan konstruksi.
ADOT percaya bahwa sudah waktunya untuk mengambil langkah berikutnya dan berencana untuk memulai proyek penggilingan berlian yang lebih besar di SR 202 pada Februari 2020. Proyek ini mencakup bagian sepanjang empat mil, selebar empat jalur, termasuk bagian yang miring. Area tersebut terlalu besar untuk menggunakan loader untuk membuang aspal, jadi mesin penggiling digunakan. Departemen memotong strip pada aspal karet untuk kontraktor penggilingan untuk digunakan sebagai panduan selama proses penggilingan. Dengan memudahkan operator untuk melihat permukaan PCC di bawah penutup, peralatan penggilingan dapat disesuaikan dan kerusakan pada beton di bawahnya dapat diminimalkan. Permukaan akhir yang digiling berlian dari SR 202 memenuhi semua standar ADOT - tidak berisik, halus dan menarik - dibandingkan dengan permukaan aspal, nilai IRI sangat menguntungkan pada tahun 1920-an dan 1930-an. Karakteristik kebisingan yang sebanding ini dapat diperoleh karena meskipun perkerasan AR-ACFC baru sekitar 5 dB lebih senyap daripada permukaan tanah berlian, hasil pengukurannya akan sebanding atau bahkan lebih tinggi dari tingkat dB setelah digunakan selama 5 hingga 9 tahun. Tingkat kebisingan permukaan tanah berlian SR 202 baru tidak hanya sangat rendah bagi pengemudi, tetapi trotoar juga menghasilkan lebih sedikit kebisingan di lingkungan sekitar.
Keberhasilan proyek-proyek awal mereka mendorong ADOT untuk memulai tiga proyek percontohan penggilingan berlian lainnya. Penggilingan berlian Loop 101 Price Freeway telah selesai. Penggilingan berlian Loop 101 Pima Freeway akan dilakukan pada awal tahun 2021, dan pembangunan Loop 101 I-17 hingga 75th Avenue diperkirakan akan selesai dalam lima tahun ke depan. ADOT akan memantau kinerja semua komponen untuk memeriksa daya dukung sambungan, pengelupasan beton, serta pemeliharaan kualitas suara dan pengendaraan.
Meskipun belum semua proyek percontohan selesai, data yang dikumpulkan sejauh ini membenarkan pertimbangan pengasahan berlian sebagai alternatif pengasahan dan pengisian standar. Hasil awal investigasi biaya menunjukkan bahwa penghematan yang terkait dengan penggunaan perkerasan beton dan pengasahan berlian untuk mengoptimalkan tampilan, kehalusan, dan suara dapat mengurangi biaya pemeliharaan hingga $3,9 miliar selama periode 30 tahun.
Dengan menggunakan perkerasan beton yang ada di Phoenix, anggaran pemeliharaan jalan tidak hanya dapat ditingkatkan dan lebih banyak jalan yang tetap dalam kondisi baik, tetapi juga daya tahan beton memastikan gangguan terkait pemeliharaan jalan dapat diminimalkan. Yang terpenting, masyarakat akan dapat menikmati permukaan jalan yang halus dan senyap.
Randy Everett adalah administrator departemen senior untuk Departemen Transportasi di Arizona Tengah.
IGGA adalah asosiasi perdagangan nirlaba yang didirikan pada tahun 1972 oleh sekelompok profesional industri yang berdedikasi, yang didedikasikan untuk pengembangan proses penggilingan dan pembuatan alur berlian untuk beton semen Portland dan permukaan aspal. Pada tahun 1995, IGGA bergabung dengan afiliasi American Concrete Pavement Association (ACPA), membentuk Kemitraan Perlindungan Perkerasan Beton IGGA/ACPA (IGGA/ACPA CP3) yang sekarang dikenal. Kini, kemitraan ini menjadi sumber daya teknis dan pemimpin industri dalam pemasaran global permukaan perkerasan yang dioptimalkan, perbaikan perkerasan beton, dan perlindungan perkerasan. Misi IGGA adalah menjadi sumber daya teknologi dan promosi terdepan untuk penerimaan dan penggunaan penggilingan dan pembuatan alur berlian yang tepat, serta pelestarian dan restorasi beton pracetak (PCC).
Waktu posting: 08-Sep-2021