Sumber/Konteks
Artikel ini berisi ringkasan dan kutipan yang diterjemahkan secara kasar dari Laporan Ilmiah: V. Prikhodko dan E. Kotlyarsk, “Pembangunan bagian eksperimental pondasi dari tanah, diperkuat dengan semen Portland menggunakan bahan tambahan Renolith pada basis pendidikan dan ilmiah MADI (STU),” Kementerian Pendidikan dan Ilmu Pengetahuan Federasi Rusia, Moskow, 2008
- Bahasa asli – Jerman: Bau von einer Versuchsstrecke des Untergrundes aus dem mit Portlandzement verfestigten Boden, mit Einsatz von Renolith auf der Untersuchungsstation von MADI (STU)
- Bahasa Inggris, Diterjemahkan oleh mesin Google: Konstruksi bagian uji lapisan tanah bawah dari tanah yang dipadatkan dengan semen Portland, menggunakan Renolith di Stasiun Penelitian MADI (STU)
Ringkasan
Penelitian dan pekerjaan konstruksi lapisan perkerasan yang terbuat dari tanah yang dipadatkan dengan semen Portland dan aditif Renolith dilakukan pada bulan Juni-Juli 2008 di lapangan uji Institut Otomotif dan Konstruksi Jalan Moskow (MADI) Universitas Teknik Negeri (STU).
Tujuan-tujuan tersebut adalah:
- Persetujuan teknologi persiapan campuran tanah dan semen dengan penggunaan bahan tambahan Renolith pada pabrik pencampuran bergerak “BERTOLI”;
- Penentuan sifat-sifat fisik-mekanis teknologi campuran tanah semen dan tanah semen pada lapisan konstruksi badan jalan.
Perkenalan
Karena transportasi berat di Rusia dan negara-negara tetangga terus meningkat, perlu untuk beradaptasi dengan cepat terhadap volume lalu lintas yang terus bertambah dan memperluas jaringan jalan. Masalah ini dapat diatasi berkat teknologi baru, yang dapat menggunakan tanah di lokasi untuk struktur dasar jalan dan dengan demikian sangat mengurangi ketergantungan pada material asing dalam konstruksi jalan. Penggunaan tanah yang distabilkan dengan berbagai bahan pengikat semakin banyak digunakan dalam konstruksi jalan. Konsolidasi (stabilisasi) tanah lokal memungkinkan jangkauan material yang dapat digunakan jauh lebih luas dalam konstruksi jalan. Daur ulang dan penggunaan tanah lokal berarti mengurangi material yang harus dikirim (misalnya kerikil, pasir kasar dan halus); mengurangi biaya dan beban transportasi untuk pembangunan lapisan dasar dalam konstruksi jalan.
Tanah yang ada, dengan penambahan semen dan bahan tambahan khusus (Renolith), dapat digunakan untuk pembangunan struktur bawah jalan dan mencapai sifat fisik-mekanis yang diperlukan (ketahanan terhadap tekanan dan deformasi, ketahanan terhadap embun beku). Kapasitas beban yang tinggi pada struktur bawah jalan dapat dicapai. Keuntungan terbesar dari penggunaan pengikat ini adalah campuran dapat disiapkan langsung di lokasi. Diperlukan peralatan pencampuran khusus seperti mesin penggiling jalan dan peralatan pencampuran stasioner. Secara umum, metode tersebut memiliki aplikasi dalam efektivitas teknis-ekonomi dalam konstruksi jalan. Namun, metode konstruksi stabilisasi tradisional memiliki sejumlah kekurangan yang signifikan:
- Penggunaan terbatas dalam konstruksi jalan karena tidak semua jenis tanah dapat distabilkan.
- Material yang tersedia seringkali memiliki tingkat ketidakseragaman yang tinggi dan oleh karena itu tidak cocok untuk konstruksi jalan tradisional.
- Menstabilkan tanah dengan kadar air tinggi dan mencapai daya dukung yang dibutuhkan merupakan tantangan yang sangat besar.
- Aspal yang diletakkan di atas lapisan dasar tradisional yang terbuat dari tanah yang distabilkan hanya dengan semen cenderung membentuk retakan melintang, yang menyebabkan kerusakan cepat.
Untuk meningkatkan sifat struktural tanah yang dipadatkan dengan semen, berbagai aditif digunakan di dalam dan luar negeri. Aditif dapat membuat tanah dan agregat menjadi hidrofobik dan meningkatkan ketahanan terhadap embun beku, atau meningkatkan interaksi fisik-kimia dengan partikel halus tanah untuk membentuk struktur material yang lebih padat dan kokoh.
Bahan tambahan yang akan diteliti – Renolith – dapat memungkinkan tanah yang sebelumnya tidak cocok untuk digunakan sebagai lapisan dasar jalan.
Lapangan Uji #1
Lahan uji pertama dibangun pada tanggal 5 Juni 2008. Komposisi campuran tanah yang telah dipadatkan adalah:
- Pasir 100%
- Semen Portland 8%
- Aditif Renolith – 10% massa semen
Tanah berpasir tersebut memiliki kadar air 10%. Sebanyak 500 m3 pasir berbutir besar diperoleh dari sebuah galian di dekat Moskow, dengan kepadatan curah 1,5 g/cm³.
Penyimpanan pasir di lapangan uji MADI
Semen Portland merek 400 diproduksi di Turki dan dikirim dalam karung besar. Karena penyimpanan dan/atau pengangkutan yang tidak tepat, semen tersebut kehilangan sebagian efektivitasnya. Selain itu, gumpalan telah menumpuk, menyebabkan sebagian kerusakan pada alat penakar dan memengaruhi homogenitas campuran.
Pembuatan komposisi di atas dilakukan dengan menggunakan mixer merek Bertoli. Peralatan pencampuran ini memiliki kapasitas 100 m³/jam.
Pabrik pencampuran Bertoli
Pengiriman campuran ke lokasi pemasangan tidak lebih dari 200 meter. Pengangkutan dilakukan menggunakan truk Kamaz dengan kapasitas muat 15 ton.
Pemasangan dilakukan dengan menggunakan alat pemasang paving merek Vogele dengan ketebalan lapisan 18 cm.
Pengiriman campuran tanah semen dengan truk dan pembongkarannya ke dalam bunker penjara. Penerapan bagian uji pada lorong pemadam kebakaran di lapangan uji MADI.
Permukaan jalan dipadatkan dengan alat pemadatan getar dua rol merek DU 82 berkapasitas 12 ton dengan kecepatan 1,3 km/jam. Diperlukan 5-6 kali pemadatan pada setiap jalur untuk mencapai pemadatan sempurna.
Pemadatan campuran menggunakan roller besar.
Selama proses pengerjaan, laboratorium spesialis MADI digunakan untuk menentukan sifat-sifat bahan dan campuran. Sampel referensi dibuat dari 20 kg pasir, 5 kg semen Portland, dan 2 liter aditif Renolith.
Selama proses pemasangan, kepadatan lapisan, ketebalan lapisan, dan lebar campuran yang diaplikasikan diperiksa, serta jumlah lintasan pengguliran.
9 seri sampel inti (total 63 silinder) dibor setelah pengeringan selama 28 hari.
Skema jalur uji di lapangan uji MADI dengan indikasi tempat pengambilan sampel campuran tanah semen (9 tempat)
Pengujian laboratorium dilakukan sesuai dengan GOST 23558-94.
Lapangan Uji #2
Lapangan uji kedua dibangun pada tanggal 15 Juni 2008. Teknologi untuk pembangunan badan jalan ini, serta mesin, mekanisme, dan campuran tanahnya sama dengan lapangan uji #1.
Sampel inti diambil dari pondasi terpasang setelah 28 hari pengeringan. Skema pengambilan sampel inti serupa dengan lahan uji #1.
Pengambilan sampel inti bor
Sampel inti bor
Sampel kontrol disiapkan dan disimpan selama 28 hari dalam ruang penyimpanan beriklim terkontrol. Sifat fisik-mekanis sampel inti dan sampel kontrol ditentukan.
Tes
Pengujian dilakukan pada spesimen dan sampel inti untuk menentukan:
- Kekuatan tekan
- Penyerapan air
- Deformasi relatif
- Kekuatan lentur / tarik
Uji penyerapan air kapiler pada sampel tanah semen
Uji kekuatan lentur sampel yang diawetkan selama 28 hari
Analisa
Rasio kekuatan tekan terhadap kekuatan lentur sampai batas tertentu mencirikan ketahanan retak perkerasan beton aspal pada dasar tanah yang diperkuat dengan pengikat mineral. Rasio kekuatan tekan terhadap kekuatan lentur (tarik) yang diperoleh dari hasil pengujian sampel dan inti dengan keandalan 95% berada dalam kisaran 2,38 hingga 2,81. Sesuai dengan persyaratan GOST 23558-94, Rasio ini seharusnya tidak lebih dari 5,00. Rasio kekuatan tekan dan kekuatan tarik yang diperoleh selama pembengkokan menunjukkan ketahanan retak yang lebih tinggi pada tanah yang diperkuat dengan semen Portland dan aditif Renolith, yang meningkatkan ketahanan retak pada perkerasan beton aspal di atas dasar semen-tanah.
Penyerapan air pada sampel inti yang dipilih dari lapisan dasar lokasi pengujian ditentukan sesuai dengan klausul 6.1 dari GOST 23558-94. Untuk melakukan ini, sampel ditempatkan dalam bak berisi air setinggi 1/3 dari tinggi silinder, dan setelah 6 jam sampel diisi penuh dengan air dan dibiarkan selama 42 jam. Perlu dicatat nilai penyerapan air yang rendah, [nilai rata-rata berkisar antara 0,75 dan 1,09 M.-%], yang menciptakan prasyarat untuk mendapatkan material dengan ketahanan air dan beku yang tinggi.
Kesimpulan dan saran
- Campuran dasar yang sesuai dengan GOST 23558-94 merek M10 hingga M75 dapat dibuat menggunakan tanah berpasir dengan semen dan aditif Renolith:
- M10 (1MPa <= kekuatan tekan <= 5,00* kekuatan tarik)
- M75 (7,5MPa <= kekuatan tekan <= 5,00*kekuatan tarik)
- Daya serap air pada lapisan dasar rendah. Ini berarti lapisan dasar ini memiliki ketahanan air dan embun beku yang tinggi.
- Penggunaan peralatan pencampuran “Bertoli” memungkinkan pencampuran tanah lokal secara tepat waktu. Karena penggunaan material dan peralatan pencampuran lokal, rute transportasi yang lebih pendek dapat dimungkinkan. Biaya transportasi berkurang secara signifikan dan material perkerasan mencapai daya dukung beban yang tinggi.
- Selama pekerjaan eksperimental dan konstruksi, ditemukan campuran dasar semen yang tidak homogen. Hal ini dapat terjadi pada konstruksi jalan yang berkelanjutan dan mengalir, dan secara teknis dapat dicegah. Penyebabnya adalah:
- Ketidakseragaman bahan yang digunakan (variasi ukuran butir dan kadar air pasir);
- Kualitas semen Portland yang rendah yang diproduksi di Turki dan kehilangan aktivitasnya selama pengiriman dan penyimpanan;
- Hilangnya kendali dosis selama persiapan campuran semen-tanah melalui pabrik pencampuran karena adanya gumpalan semen;
- Kualitas lapisan tanah bawah yang terlalu lembap tidak memadai;
- Kami menganggap perlu untuk mengevaluasi peningkatan lapisan dasar yang dicapai dengan Renolith pada jenis tanah lainnya.
- Penambahan aditif Renolith diperlukan untuk mensertifikasi dan menerbitkan sertifikat kesesuaian.
- Untuk masa depan, diperlukan regulasi teknologi untuk campuran bahan dasar semen dengan bahan tambahan untuk berbagai jenis mesin konstruksi jalan.
- Rasio kekuatan tekan terhadap kekuatan tarik memungkinkan ketahanan retak yang lebih tinggi pada campuran tanah semen Portland dengan tambahan Renolith. Hal ini mengurangi risiko retak reflektif dari lapisan dasar ke lapisan aspal.
- Struktur bawah jalan dapat dibuat dari material lokal dengan bantuan pengikat hidraulik dan penggunaan aditif modern dan efisien, Renolith. Dengan demikian, sifat teknologi dan struktural jalan lebih mudah diatur. Hal ini memungkinkan pembangunan lapisan dasar permanen dengan sifat transportasi dan operasional yang dibutuhkan.
Artikel Lainnya
-
Infrastruktur Jalan Berkelanjutan: Menggunakan Bahan Daur Ulang dalam Konstruksi Jalan
-
Menemukan Kunci Menuju Pertambangan Berkelanjutan: Peran Stabilisasi Tanah
-
Mendesain Jalan Angkut Tambang: Presisi, Kinerja, dan Kepraktisan di Lapangan
-
Apa yang Terjadi Jika Jalan Angkut Diabaikan?
-
Mengapa Lubang di Jalan Merupakan Tanda Kegagalan Infrastruktur