Bab 26

Penggunaan alternative dan pemanfaatan material konstruksi dan geosintetik pada perkerasan jalan

Lilian R. de Rezende1, José Camapum de Carvalho2 dan Ennio M. Palmeira2

1University of Goias Federal, Goiania, pergi, Brazil2University of Brasilia, Brasilia, DF mulai sakit (onset) tanggal 14, Brazil

Abstrak

Material konstruksi tradisional dapat menjadi langka atau sangat mahal untuk beberapa pekerjaan teknik sipil. Saat ini, kenaikan yang signifikan pada biaya bahan-bahan konstruksi sebagai akibat pembatasan lingkungan untuk eksploitasi. Dengan demikian, terjadi peningkatan pada penggunaan bahan-bahan konstruksi kelas rendah pada pavements dan pekerjaan lainnya. Pekerjaan ini berkaitan dengan pembangunan pavements dengan geosintetik dengan biaya yang rendah. Uji medan di jalan raya ini dibangun dan dipantau untuk mengevaluasi kinerja perkerasan berikut: tanah berbutir halus stabil dengan kapur, limbah quarry, material pengisi yang jelek diselimuti oleh geotekstil nonwoven diresapi dengan aspal, geotekstil sebagai pemisahan antara lapisan pondasi dan tanah dasar perkerasan dan antara lapisan pondasi dan tutup aspal. Uji kontrol ketika perkerasan dibangun menggunakan kerikil kualitas baik juga harus dipantau. Beberapa uji laboratorium dan uji lapangan dilakukan di seluruh penelitian, seperti tes laboratorium di bawah kondisi tak jenuh, tes beban pelat bidang, bidang CBR dan tes pressuremme. Hasil yang diperoleh menunjukkan potensi/kekuatan dari penggunaan bahan konstruksi kelas rendah ketika prosedur konstruksi sesuai dan Geosynthetics bekerja.

1. Pendahuluan

Implantasi sistem transportasi telah menjadi tantangan besar di Brasil karena ukuran negara, topografi dan kadang-kadang kurangnya bahan konstruksi yang tepat. Sejak tahun 1970-an, pemerintah telah memprioritaskan dana untuk pembangunan dan pemeliharaan jalan raya, yang mengangkut sekitar 85% dari penduduk negara tersebut dan kurang lebih sama untuk persentase barang (MRE, 2003). Saat ini,  sistem jalan raya negara tersebut adalah sekitar 1,6 juta kilometer, yang mana 151.000 telah diaspal (ABER, 2003). Terlepas dari upaya-upaya ini, jaringan jalan di negara ini jauh dari memuaskan. Ada kebutuhan penting untuk membuka jalan lebih, sebagian besar jalan memiliki masalah konservasi dan masalah pemeliharaan serius dan beberapa masalah di beberapa wilayah negara ini adalah kurangnya akses jalan dasar. Baru-baru ini, sebuah program perbaikan dan perawatan dari beberapa jalan raya telah dimulai dengan sebuah sistem hph dan kemitraan swasta. Perusahaan yang bertanggung jawab atas layanan ini dibayar oleh kumpulan jalan tol. Meskipun demikian, tantangan besar tetap ada, seperti perusahaan hanya tertarik pada jalan raya yang menguntungkan dan sistem transportasi harus diperluas.

Dalam pembangunan pavements, baik di jalan raya dan di lingkungan perkotaan, beberapa jenis material dapat digunakan, yang mana sifat dan karakteristik sesuai standar internasional dan spesifikasi yang ditetapkan. Pada awal pembangunan jalan raya di Brazil, spesifikasi dan metodologi proyek diadopsi dari negara-negara lain. Pada konstruksi pertama, bahan granular yang digunakan dalam lapisan perkerasan atas dan lapisan perkerasan bawah dalam skala besar. Sebagai akibatnya, mereka tidak lagi begitu banyak tersedia. Namun, dengan waktu, tenaga profesional dan pengalaman di bidang ini menyadari bahwa material lain yang tersedia, sangat umum di

beberapa wilayah negara tersebut, dapat digunakan. Bahan-bahan ini dapat memuaskan perilaku mekanik atau dapat ditingkatkan untuk digunakan dalam pembangunan jalan.

Selain kekurangan material granular yang cocok untuk konstruksi jalan, ada masalah- masalah lain. Meningkatnya kesadaran lingkungan telah membatasi eksploitasi dari bahan-bahan yang terletak di daerah perlindungan "hijau", yang daerah bentang tidak dapat diubah. selanjutnya, ketika pengembangan proyek dikabulkan, biaya transportasi material dari sumbernya ke lokasi proyek konstruksi dapat menjadi sangat tinggi yang dapat membuat biaya proyek menjadi penghalang. Faktor-faktor ini telah meningkatkan kebutuhan untuk teknik konstruksi perkerasan lainnya. Dalam konteks ini, bahan-bahan alternative sedang dipelajari, bahkan jika mereka tidak memenuhi spesifikasi standar biasa. Bahan-bahan ini banyak dimanfaatkan pada pavements perkotaan seperti jalan raya, dan sangat berhasil, terutama pada jalan dengan volume lalu lintas rendah.

Kemungkinan menggunakan tanah berbutir halus yang terdapat di perkotaan atau dekat jalan raya, dapat mengurangi biaya transport, sehingga mengurangi biaya perkerasan. The Sate of Sao Paulo adalah yang pertama menguji dan menggunakan bahan local dalam konstruksi jalan. Dalam kasus tertentu di Kabupaten Federal, kerikil laterit, dulu banyak digunakan sebagai dasar perkerasan, tetapi tidak lagi banyak ditemukan di wilayah tersebut. Wilayah di mana masih dilindungi oleh peraturan lingkungan, membuat eksploitasi yang dilarang. Dengan itu, ada kebutuhan untuk mencari material lain sebagai pengganti kerikil. Dalam hal ini, bahan-bahan baru ini masih harus menyediakan solusi rekayasa teknis dan ekonomis.

Sedangkan tanah berbutir halus pada Negara Bagian Sao Paulo terutama tanah yang berpasir memiliki perilaku mekanis yang baik, yang terdapat di Federal District terutama material clay. Jadi, kajian tanah seperti stabilisasi kimia dengan atau tanpa penggunaan perkuatan geosynthetic berpotensi menarik. Beberapa geosynthetics dapat digunakan atau diadaptasi untuk bekerja sebagai penghalang. Misalnya, sekali diserap dengan bahan bitumen, geotextile dapat bertindak sebagai penghalang terhadap kelembaban dan air, melindungi pavements dan meningkatkan masa pakainya.

Selain alternative ini, juga penting untuk mempelajari penggunaan limbah, seperti belukar,  quarry fines, puing atau lapisan bitumen daur ulang. Bila diaplikasikan, bahan-bahan ini dapat mengatasi dua masalah sekaligus, meminimalkan masalah pembuangan limbah dan mengganti bahan granular tradisional, yang bermanfaat bagi pelestarian lingkungan. Namun, penting untuk menunjukkan bahwa, tergantung pada jenis bahan menolak, penerapannya mungkin menarik secara ekonomis hanya dalam proximities dari area di mana itu dihasilkan.  Bab ini memaparkan pengalaman tes experimental yang diperoleh pada pembangunan jalan raya menggunakan beberapa nonkonvensional material konstruksi yang disebutkan di atas.

2. METODE DAN MATERIALS

2.1. materialBahan-bahan yang dipilih untuk kajian ini:

Tanah halus laterit yang ditemukan di lokasi konstruksi. Campuran tanah halus dengan 2% (berat) kapur CH-I, yang bertujuan untuk mempelajari efek stabilisasi

kimia. Tanah halus laterit tahan air dengan lapisan geotextile yang diserapi material bituminous, untuk melindungi

lapisan perkerasan terhadap air  limbah kuari yang tersedia di wilayah tersebut. Campuran tanah laterit halus (20%) dengan debu batu (80%).

2.2. Metode2.2.1. uji medan. Berdasarkan tes eksperimental yang dipelajari terletak antara 126 dan 163 pasak berdasarkan highway DF-205 Barat, di Kabupaten Federal (garis lintang 15°32 22 S, garis bujur 47° 52 27 W), di dekat kota Sobradinho, dekat dengan Brasilia, ibu kota negara tersebut. Jalan raya ini memiliki volume lau lintas rendah, sekitar 200 kendaraan per hari, dan sebelum adanya pekerjaan paving, itu berfungsi sebagai jalan tak beraspal. Lapisan tanah Jalan Raya terdiri dari tanah liat berpori sebagai bahan subgrade (tanah dasar). Suhu rata-rata tahunan di wilayah tersebut adalah 21°C dan curah hujan rata-rata tahunan adalah 1300 mm, didistribusikan dalam dua musim: musim kemarau (antara bulan April dan Agustus) dan musim hujan (antara bulan September dan Maret).

Desain perkerasan dibuat oleh Highway Department of the Federal District (DER-DF) dan granular base of crushed rock soil disarankan untuk keseluruhan proyek. Metode desain tradisional dari Brazilian Federal Highway Department (DNIT) berdasarkan California Bearing Ratio (CBR) adalah hasil tes yang digunakan untuk desain struktural perkerasan. Bentuk Geometri perkerasan yang sama diadopsi dari bagian tes di mana bahan alternative yang digunakan untuk memfasilitasi pembangunan dan interpretasi kinerja bagian ini.

Tujuh bagian tes ini dibangun pada bulan Agustus 1998 dengan panjang total 440 m, dua jalur (3.5 lebar masing-masing) dan dengan bahu 1,5 m. Struktur ini terdiri dari bahan dasar dipadatkan dalam pengawas energi intermediate dengan lapisan permukaannya mengalami perlakuan pelapisan ganda. Karakteristik lapisan perkerasan yang bervariasi dalam tujuh bagian tes dipantau, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 dan Tabel 1.

2.2.2. Tes laboratorium.

 Di dalam laboratorium, tes berikut telah dilakukan, menurut  spesifikasi standar Brasil:

Tes distribusi ukuran butir, batas plastis dan batas cair, miniature, compacted, tropical (MCT) test Kompkasi, swelling dan CBR Daya isap (Penyerapan) Scanning electronic microscopy (Foto Mikroskop Elektron) Difractometric(penguraian) sinar X dan analisis kimia

Keterangan :Surface coarse (laisan permukaan) : dilakukan pelapisan gandaBase (lapisan pondasi) : bagian 1,2,3,4,5,6,atau 7Subgrade (lapisan tanah dasar) : embankment or cut

Karakteristik eksperimental bagian-bagian jalan raya

Base:-section 1 : soil crushed rock mixture (tanah campur batu pecah)-section 2 : limbah quarry-Section 3 : tanah halus-section 4 : tanah campur kapur (2%)-section 5 : tanah halus dengan geotextile antara lapisan pondasi dan lapisan permukaan-section 6 : tanah halus dengan geotextile antara lapisan tanah dasar dan lapisan pondasi-section 7 : tanah halus dengan geotextile

2.2.3.  'in situ test'.  Hasil uji lapangan digunakan untuk memantau dan kontrol perilaku structural perkerasan. Selama konstruksi section, tes uji lapangan telah dilakukan pada tiap lapisan perkerasan. Setelah itu, tes ini dilakukan secara berkala untuk memeriksa perilaku perkerasan sepanjang waktu, untuk melihat pengaruh perubahan iklim dan volume lalu lintas. Tes yang dilakukan adalah sebagai berikut:

Tes Sand-cone apparatus and nuclear density meter Tes Sand-cone apparatus and nuclear density meter CBR lapangan Dynamic Cone Penetration (DCP) Tes-Load Plate Benkelman beam Falling weight deflectometer (FWD) Pencel pressuremeter

2.2.4. Back-analisis. Dengan data yang diperoleh di uji lapangan, back-analisis dilakukan untuk menentukan nilai dari bahan setara modulus. Menggunakan nilai dari perpindahan maksimum yang diperoleh pada tes plate-bearing dan Benkelman beam, nilai modulus ditentukan menggunakan SIGMA / W kode komputer (Geo-Slope, 1995). Menggunakan cekungan defleksi yang diperoleh dengan uji FWD, nilai modulus juga dinilai dengan menggunakan program komputer Laymod4 (Rodrigues, 2002).

3. Hasil DAN pembahasan

3.1. Tes laboratorium

3.1.1. Karakterisasi, pemadatan dan hisap tanah tes. Tabel 2 menyajikan hasil yang diperoleh dalam tes karakterisasi pada bahan dasar bagian tes. Bahan tanah dasar menunjukkan karakteristik yang mirip dengan basis tanah halus, kecuali dalam memotong bagian (pasak 127). tanah ini diklasifikasikan sebagai tanah saprolit dan sebagai A-7-6. Di bagian lain, bahan tanah dasar diklasifikasikan sebagai A-7-5. Semua bahan dasar disajikan batas cair (wL) 25% dan indeks plastisitas (PI) 6%, yang tidak mengikuti spesifikasi dari Federal Highway Departemen (DNIT). Tes karakterisasi hasil akan mengelompokkan bahan ini sebagai bahan konstruksi non standar.Metodologi MCT dikembangkan oleh para peneliti Brasil (Nogami et al., 1989) di the1980s diaplikasikan pada tanah halus dipelajari. Seperti disajikan pada Tabel 2, dengan metodologi ini, tanah baik diklasifikasikan sebagai tanah liat laterit (LG).

Mengamati kurva ukuran butir untuk tanah berbutir halus (Gambar 2), perbedaan antara kurva distribusi ukuran butir yang diperoleh dalam tes yang dilakukan di sinar laser analisis ukuran butir, dengan dan tanpa menggunakan ultrasound, bisa dicatat. Hal ini menunjukkan bahwa tanah berbutir halus terdiri oleh sekelompok partikel, dan bahwa sebagian besar kelompok ini stabil dengan adanya air. ciri struktural ini umum di tanah tropis. Membandingkan lagi tanah berbutir halus dengan campuran tanah-kapur (2%), orang dapat melihat bahwa penggunaan kapur menyebabkan disperse/penyebaran dari partikel cluster dan meningkatkan kadar halus dari campuran.

Tabel 3 di atas menunjukkan hasil kompaksi, swelling dan CBR tes pada bahan-bahan yang dipadatkan pada proctor intermediate energy.

Hal ini dapat diamati bahwa penambahan 2% kapur dengan tanah berbutir halus yang disebabkan hanya perubahan kecil dalam berat jenisnya maksimum (γdmax) dan kadar air optimum (wopt) nilai-nilai. Namun, nilai CBR meningkat dari 23% menjadi 90%. Hasil lain dari tes pada campuran tanah-kapur dapat ditemukan di Rezende dan Camapum-de-Carvalho (2003a). nilai yang sama dari γdmax dan wopt diperoleh untuk campuran batu-tanah hancur (1: 4) dan untuk limbah tambang, tetapi perbedaan antara nilai-nilai CBR sangat signifikan. Hasil ini menunjukkan bahwa analisis perilaku tanah dipadatkan berdasarkan γd hanya dapat menghasilkan kesalahan penting. Perhitungan rasio rongga untuk limbah tambang dan untuk campuran batu tanah-hancur dari data pada Tabel 2 dan 3 nilai hasil 0,388 dan 0,224, masing-masing. Nilai-nilai ini berbeda dari angka pori mungkin salah satu alasan untuk perbedaan nilai CBR untuk materi ini.

Untuk limbah tambang hasil tes lain yang sudah ada berdasarkan penelitian oleh Rezende dan Camapum-de-Carvalho (2003b, 2004). Dalam studi ini, nilai modulus resilient (RM) dari 300 MPa diperoleh dalam tes laboratorium. Nilai RM ini mirip dengan modulus dari kerikil laterit yang biasa digunakan dalam pavements di Brasil.

Untuk bahan halus (campuran tanah dan tanah-kapur halus), tes hisap juga dilakukan menggunakan teknik filter kertas (Marinho dan Chandler, 1994), untuk mengevaluasi hisap di tanah non-jenuh halus. Seperti yang diamati pada Gambar 3, tidak ada perbedaan yang signifikan dalam kurva karakteristik yang diperoleh untuk dua bahan. Nilai hisap (pF) sangat menurun untuk nilai kadar air (w) 17% dan untuk nilai derajat kejenuhan (Sr) di atas 55%.

karakteristik menekankan dominasi sistem bimodal distribusi pori yang biasa ditemukan dalam jenis tanah tropis, seperti yang diamati oleh Camapum-de-Carvalho dan Pereira (2002). Derajat kejenuhan (Sr) sesuai dengan kompaksi jalur optimum terletak antara 80% dan 90% untuk jenis tanah. Hasil pada Gambar 3b menunjukkan

bahwa tanah dipadatkan di bawah kadar air di bawah optimal akan menyajikan pengurangan hisap yang lebih besar pada periode hujan. Dalam konteks ini, stabilisasi kimia dapat membantu sehingga struktur tanah dapat mendukung variasi kadar air tersebut.

3.1.2. Mikroskopis, x-ray dan analisis kimia. Sampel tanah halus dan campuran tanah-kapur (2%) yang dipadatkan di laboratorium di bawah berbagai isi air dan mengalami pemindaian mikroskop elektronik. sampel Geotextile digali dari bagian tes juga mengalami jenis analisis. Angka 4 dan 5 hadir beberapa hasil yang diperoleh.Gambar 4a menunjukkan sebutir kuarsa kontak dengan partikel tanah halus. Gambar 4b menunjukkan struktur tanah dari tanah halus dipadatkan dalam kondisi kadar air optimum (5000 pembesaran). Pada Gambar 4c, struktur campuran tanah-kapur (2%), juga dipadatkan di bawah kadar air optimum, digambarkan (5000 pembesaran). Hal ini dapat diamati bahwa tanpa kapur tanah halus menunjukkan persentase gugus bulatan yang besar dalam strukturnya. Hasil ini menguatkan dengan kesimpulan yang disajikan sebelumnya dalam pekerjaan ini berdasarkan hasil analisis ukuran butir (Gambar 2), bahwa penambahan kapur kontribusi untuk peningkatan dispersi cluster/gugusan tanah ketika tanah tersebut diberikan sumber energi eksternal. Namun, dispersi ini tampaknya tidak cukup untuk menyebabkan perubahan besar dalam distribusi pori khas dari tanah tropis (Gambar 4).

Gambar 5 menyajikan tampilan mikroskopis dari penggalian spesimen geotextile. Pada bagian tes di mana geotekstil digunakan antara lapisan pondasi dan tutup permukaan, ada penyerapan yang lebih besar dari bahan bitumen (Gambar 5a). Hal ini terjadi karena dasar tanah sudah ditutup (taktik pelapisan) ketika geotekstil tersebut telah terpasang. Pada bagian dimana geotekstil ditempatkan di antara lapisan pondasi-tanah dasar (tanpa taktik pelapisan), permukaan serat geotekstil hanya ditutupi oleh bahan bitumen tanpa kejenuhan penuh dari pori-pori geotekstil (Gambar 5b). Gambar 5c menunjukkan adanya butir-butir tanah besar di pori-pori geotextile. Yang mungkin terjadi karena partikel tanah didorong dalam matriks geotextile selama penyebaran dan kompaksi dari lapisan tanah pada geotekstil, seperti juga diamati pada filter geotextile oleh Gardoni dan Palmeira (2002).

Sinar-X tes menunjukkan bahwa tanah berbutir halus terdiri dari mineral berikut: kwarsa, kaolin, gibsit, hematit dan illite. Seperti diperkirakan, dengan penambahan 2% kapur memiliki komposisi yang sama dengan tanah berbutir halus, serta jumlah kecil dari kalsit. Analisis kimia menunjukkan bahwa tanah berbutir halus bersifat Asam, baik dalam air atau di KCl. Perbedaan antara nilai pH untuk dua kondisi ini adalah negatif dan mendekati nol, menunjukkan dominasi kecil tanah liat silika. Nilai yang diperoleh untuk aluminium ditukar (Al) lebih besar dari 0,60 mE / 100 ml dan dianggap tinggi. Selain itu, tanah menyajikan daya tukar kation rata-rata dan nilai untuk kejenuhan aluminium serupa dengan kejenuhan basa (V). Hal itu juga mengamati bahwa nilai yang diperoleh untuk kejenuhan basa terletak antara 25% dan 50%, yang dapat dianggap sebagai rendah. Hasil ini menunjukkan bahwa tanah tersebut lapuk.Penambahan 2% kapur dengan tanah halus menyebabkan peningkatan nilai pH dalam air yang mendekati kondisi netral (pH 7). Untuk pH di KCl campuran adalah basa. Perbedaan ΔpH (KCl-air) adalah positif, menunjukkan dominasi oksida dan besi dan aluminium hidroksida. Aspek-aspek berikut juga diamati: peningkatan jumlah basis ditukar (S), terutama di Ca; penurunan jumlah hidrogen dan aluminium gratis yang tersedia untuk reaksi (Al menjadi null); penurunan kapasitas tukar kation dan peningkatan yang signifikan dalam kejenuhan basa yang mencapai nilai hampir 80%. Peningkatan pH dan pengurangan dari total keasaman yang dihasilkan penurunan biaya listrik dan, sebagai akibatnya, meningkat flokulasi. Fakta ini juga dikonfirmasi oleh analisis mikroskopis disajikan sebelumnya dalam pekerjaan ini. Sejauh jumlah karbon organik, bahan organik dan fosfor yang bersangkutan, nilai-nilai untuk komponen ini tetap konstan dan rendah.

3.2.  'in situ Tes'3.2.1. Tes Sand-cone apparatus dan nuclear density meter.  tes aparat pasir-kerucut dilakukan selama pembangunan jalan raya untuk mengontrol kepadatan tanah di lapangan sehingga menentukan kadar pemadatan tanah (CD). Data yang diperoleh selama konstruksi bagian uji menghasilkan nilai CD 95%. Tes dengan kepadatan meter nuklir awalnya dilakukan pada bulan Juli 2002 untuk memverifikasi perubahan parameter kompaksi (w dan γd) dari dasar. Hasil utama yang diperoleh disajikan pada Tabel 4.

Tercatat pada waktu itu bahwa bahan dasar granular (tanah-hancur campuran batu dan limbah tambang) disajikan kadar air sekitar 4% di bawah kadar air optimum ditentukan di laboratorium, sedangkan untuk bahan dasar lainnya isi air sekitar 10% di bawah nilai optimum. Variasi kadar air (Δwcomp) diperoleh selama kompaksi di lapangan, bervariasi di urutan 1,0% untuk tanah dan campuran batu hancur, 2,0% untuk limbah tambang, 6,0% untuk tanah berbutir halus, 7,0% untuk campuran tanah dan kapur dan 10,0% untuk basis tanah berbutir halus dengan geotekstil.

Mengabaikan pengaruh lapis permukaan (γd permukaan 20,81 kN / m3) pada pengukuran kepadatan di pangkalan, diamati bahwa dasar yang terbuat dari campuran batu tanah-hancur disajikan CD lebih rendah dari 100%, sedangkan basis terbuat dari tambang limbah dan tanah berbutir halus disajikan, secara umum, CD lebih tinggi dari nilai tersebut.

Pada Februari 2003, seri lain dari tes ini dilakukan dengan menggunakan kepadatan meter nuklir (Tabel 5). periode yang bertepatan dengan musim hujan di wilayah tersebut. Membandingkan hasil ini dengan yang diperoleh pada bulan Juli 2002 (musim kemarau), tidak ada perbedaan signifikan dari parameter yang relevan. Namun, bahan dasar disajikan tingkat kadar air sedikit lebih besar dari yang diperoleh di seri tes sebelumnya, menghasilkan perbedaan Δwcomp lebih kecil. Meskipun demikian, masih ada nilai yang lebih besar dari hisap daripada setelah pemadatan tanah.

Secara umum, dapat dicatat untuk dua periode pengamatan bahwa kadar air equilibrium dari bahan dasar konstan, meskipun itu tidak berarti bahwa variasi dalam kadar air mungkin tidak terjadi karena perubahan cuaca. Dengan demikian, selama periode ini variasi kadar air diunggulkan untuk pelaksanaan struktural perkerasan karena kenaikan hisap. Selain itu, tidak ada perbedaan yang signifikan antara kadar air untuk tanah berbutir halus dengan atau tanpa geotekstil.

3.2.2.  'in situ' CBR dan DCP.  'Di situ' tes CBR dilakukan pada tanah dasar dan di lapisan pondasi perkerasan selama konstruksi bagian tes. Untuk bahan dasar tes memungkinkan menentukan nilai CBR lapangan dan modulus reaksi (kCBR) untuk tekanan 560 kPa (Tabel 6). Satu dapat mengamati bahwa nilai bidang CBR yang diperoleh lebih besar dari yang ditentukan di laboratorium, kecuali untuk campuran tanah-kapur. Untuk materi ini bidang nilai-nilai CBR yang dekat dengan orang-orang dari basis tanah berbutir halus. 'Di situ' CBR nilai lebih besar dari yang diperoleh di laboratorium untuk tanah yang tidak diobati menunjukkan pengaruh menguntungkan hisap pada perilaku mekanik dari tanah tersebut. Nilai-nilai yang rendah dari CBR lapangan diperoleh untuk campuran tanah-kapur dapat dikaitkan dengan faktor-faktor berikut:

●  pencampuran di lapangan tidak merata●  kondisi perawatan yang berbeda di lapangan dan di laboratorium.

Dengan hasil dari tes DCP, dapat diperoleh suatu indeks penetrasi (DN), mengamati perubahan perilaku bahan dan jelas mengidentifikasi lapisan perkerasan. Persamaan dapat ditemukan dalam literatur untuk menghubungkan nilai-nilai DN dan CBR. Namun, untuk bahan yang dianalisis dalam penelitian ini, sebagian besar persamaan memperkirakan nilai CBR tinggi. Selama pengujian, diamati bahwa untuk granular lapisan pondasi perkerasan (tanah-hancur campuran batu dan limbah tambang) ujung DCP memukul batu, yang mempengaruhi hasil tes. Pada periode pengujian, bahkan dengan kadar air yang tinggi (19,2%), limbah tambang menunjukkan nilai yang rendah untuk DN (rata-rata 4,5 mm / hit). Dasar terbuat dari campuran batu tanah-hancur juga disajikan nilai

rendah DN dan bahan dasar lainnya (dengan kadar air 4% di bawah optimum) disajikan nilai DN rata bervariasi antara 7,0 dan 11,7 mm / hit.

3.2.3. Tes-load plate.  tes piring-beban dilakukan pada tanah dasar, lapis pondasi perkerasan dan lapis permukaan. Selain itu, selama pengamatan tes periode dilakukan di lapisan permukaan. Dalam karya ini, hasil tes di lapangan permukaan disajikan untuk awal operasi dari jalan (Agustus 1998) dan untuk akhir periode observasi (Juli 2002). Perpindahan maksimum diukur (Rmax) sesuai dengan beban terbesar mungkin yang diterapkan selama pengujian (815 kPa untuk diameter piringan 25 cm).

Tabel 7 dan 8 ada parameter diperoleh dari tes load plate menunjukkan total  perubahan untuk sebuah tekanan diukur dari 560 kPa (r560 kPa), nilai-nilai rasio antara tekanan ini dan dikaitkan perpindahan (modul reaksi - pelat k), perpindahan yang berhubungan dengan elastik atau pembongkaran fasa-fasa (relastik) dan rasio tekanan/perpindahan elastic (kelastik).

Perlu diingat bahwa pengukuran tepat waktu yang didapat dalam tes beban piring dan mempertimbangkan kondisi tanah dasar yang sama untuk semua bagian tes, peringkat kinerja (dari yang terbaik ke yang terburuk) untuk struktur perkerasan untuk setiap periode pengujian adalah sebagai berikut:

Agustus 1998: campuran tanah-batu hancur, limbah tambang, campuran tanah-kapur, tanah berbutir halus dengan geotextile pada tanah dasar / lapisan pondasi perkerasan, tanah halus diselimuti oleh geotekstil, tanah berbutir halus dengan geotextile antara lapisan pondasi perkerasan / lapisan permukaan dan tanah berbutir halus.

Juli 2002: tanah berbutir halus dengan geotextile pada bidang pemisah tanah dasar / dasar, campuran batu tanah-hancur, limbah tambang, tanah berbutir halus dengan geotextile di lapangan antarmuka dasar / permukaan, tanah halus diselimuti oleh geotekstil, tanah berbutir halus dan campuran tanah-kapur.

3.2.4. balok Benkelman dan tes FWD. The Benkelman tes balok dilakukan dalam beberapa tahap penelitian, tetapi dalam bab ini hanya hasil pertama (Agustus 1998) dan yang terakhir (Juli 2002) serangkaian tes yang dilakukan di lapangan permukaan disajikan. Cekungan defleksi rata ditunjukkan pada Gambar 6a dan 6b dan peringkat kinerja (dari terbaik ke kinerja terburuk) untuk bahan dasar adalah sebagai berikut:

Agustus 1998: tanah halus diselimuti oleh geotekstil, campuran batu tanah-hancur, limbah tambang, campuran tanah-kapur, tanah berbutir halus dengan geotextile pada bidang pemisah tanah dasar / dasar, tanah berbutir halus dengan geotextile di lapangan antarmuka dasar / permukaan dan tanah berbutir halus.

Juli 2002: campuran tanah-hancur batu, tanah baik dengan geotextile pada bidang pemisah tanah dasar / dasar, campuran tanah-kapur, tanah berbutir halus dengan geotextile di lapangan antarmuka dasar / permukaan, tanah halus diselimuti oleh geotekstil, tanah berbutir halus dan limbah tambang.

hasil tes FWD juga digunakan untuk menganalisis cekungan defleksi bagian tes. Pengujian dilakukan di lapangan lapisan permukaan pada Oktober 2000 dan Agustus 2001. Angka 7a dan b acara hasil utama yang diperoleh. Hal ini dimungkinkan untuk mengamati peringkat yang sama untuk hasil lapisan pondasi perkerasan (dari yang terbaik ke yang terburuk) di kedua periode pengujian: tanah-hancur campuran rock, campuran tanah-kapur, tanah halus diselimuti oleh geotekstil, tanah halus dengan geotextile di dasar / permukaan antarmuka saja, tanah halus dengan geotextile pada antarmuka tanah dasar / dasar, tanah halus dan limbah tambang. Dengan pengecualian dari bagian uji dengan tanah halus diselimuti oleh geotekstil dan tanah halus dengan geotextile antara lapisan pondasi perkerasan / lapisan permukaan, perpindahan meningkat antara pengukuran, terlepas dari efek menguntungkan dari bulan Agustus 2001 menjadi lebih kering dari Oktober 2000. aspek yang relevan lain adalah bahwa dasar campuran tanah-kapur disajikan kinerja mirip dengan basis campuran batu tanah-hancur dan lebih baik dari dasar lainnya.

Membandingkan perpindahan yang diperoleh dari tes FWD dan yang diperoleh dari tes Benkelman Beam, menguraikan hasil yang lebih besar dari hasil untuk jenis dasar yang berbeda dapat dicatat untuk tes FWD. Namun,

berbagai hasil tes dari kedua jenis tes serupa. Untuk FWD, hasil dari lapisan pondasi perkerasan menggunakan geotekstil konsisten, dengan modulus reaksi yang lebih besar untuk bagian tes dengan alas geotextile diikuti oleh bagian dengan geotextile di antara lapisan pondasi /lapisan permukaan dan geotekstil di antara tanah dasar / lapisan pondasi.

3.2.5. Pencel pressuremeter.  Hasil tes menggunakan pensil pressuremme disajikan dalam pekerjaan ini yang diperoleh dari tes yang dilakukan pada lapisan dasar selama pembangunan bagian tes (Juni 1998) dan pada bulan Desember 2001. Tes tidak dilakukan di dasar batuan tanah hancur karena kesulitan dalam membuat lubang pada jenis material ini. Parameter utama yang diperoleh dalam ujian adalalud pencel pressuremeter selama pembebanan (Ep), modulus dalam siklus ulang menengah (ER1), modulus dalam siklus akhir (ER2) dan tekanan batas (PL). Semua nilai-nilai ini diukur sepanjang arah horisontal. Tabel 9 dan 10 menunjukkan nilai yang diperoleh untuk alas diuji. Pengamatan utama adalah:

● 1998 Juni: Pengujian dilakukan tak lama setelah konstruksi lapisan pondasi. Dipastikan bahwa semakin dekat nilai kadar air untuk nilai yang ditetapkan untuk kondisi kelembaban optimal, semakin besar nilai-nilai Ep, Er dan PL. Perlu diingat bahwa dasar campuran tanah-kapur memiliki kadar air 5% lebih rendah dari kadar air optimum dan bahwa tanah berbutir halus hanya 3% lebih rendah dari kadar air optimum, tanah halus menunjukkan kinerja yang lebih baik dalam tes ini. Limbah tambang, bahkan dengan kadar air 5% di atas nilai optimal, menunjukkan performa terbaik.● Desember 2001: limbah tambang menunjukkan peningkatan kadar air dan pengurangan nilai-nilai parameter uji yang relevan. Untuk lapisan pondasi perkerasan yang terdiri dari bahan halus, campuran tanah-kapur dan tanah berbutir halus yang sedikit lebih lembab, tanah berbutir halus dan tanah halus diselimuti oleh geotekstil menyajikan hasil yang baik. Hasil yang buruk ditunjukkan untuk campuran tanah-kapur dan tanah berbutir halus dengan geotextile pada bidang pemisah tanah dasar-lapisan pondasi.

3.3. Analisis BelakangProgram komputer Sigma / W (Geo-Slope, 1995) digunakan untuk back-menganalisis hasil dari tes beban piringan yang dilakukan pada lapisan pondasi perkerasan. elemen yang terbatas mesh yang digunakan dalam analisis ini adalah lebar 3 m dan dalam 3 m, dengan total 1.660 elemen dan 5147 node. Pelat baja juga disimulasikan dalam mesh sebagai lapisan dengan modulus elastisitas 200.000 MPa dan koefisien Poisson sama dengan 0,27. Sebuah tekanan vertikal 560 kPa diterapkan di piring dan kondisi sumbu-simetris diasumsikan.Karena tentu saja dengan pengobatan ganda-permukaan tidak memiliki fungsi struktural yang relevan, ketebalannya ditambahkan ke dasar. Koefisien Poisson dipertimbangkan untuk tanah dasar dan basis lapisan diadopsi sebagai fungsi dari jenis bahan: 0,35 untuk bahan granular (tanah-hancur batu dan tambang limbah) dan 0,40 untuk bahan halus (tanah dasar, tanah halus dan campuran tanah-kapur ). Dua nilai setara modulus ditentukan dari simulasi: deformabilitas modulus (E) menggunakan nilai total perpindahan (R560 kPa) di bawah 560 kPa dan modul elastis (Eelastic) menggunakan nilai perpindahan elastis (relastic) di bawah tingkat stres yang sama. Tabel 11 menyajikan hasil yang diperoleh dari data seri tes dilakukan pada bulan Agustus 1998 dan pada bulan Juli 2002. Penurunan modulus terbesar selama periode di bawah analisis diamati untuk dasar campuran tanah-kapur. Sekali lagi, bagian menggabungkan geotekstil mempresentasikan kinerja yang baik secara keseluruhan.Analisis serupa dilakukan dengan menggunakan nilai rata-rata perpindahan vertikal maksimum yang diperoleh dalam tes balok Benkelman pada setiap bagian. Hasil analisis disajikan pada Tabel 12. Beberapa bahan dasar

mengungkapkan modulus awal yang lebih besar, tapi pada akhir periode observasi semua bahan dasar memiliki nilai yang sama dari modulus.Program komputer Laymod4 (Rodrigues, 2002) dipekerjakan untuk back-analisis dari hasil tes FWD. Program ini menganggap trotoar sebagai sistem multilayer. Masukan untuk program ini adalah: Data basin (taruhannya jalan, beban, perpindahan, udara dan suhu trotoar), jumlah lapisan, diameter plat pemuatan, jumlah pengukuran perpindahan, lokasi sensor dan karakteristik masing-masing lapisan (bahan Jenis, ketebalan, koefisien Poisson dan modulus). Hasil yang diperoleh adalah RM, modulus untuk setiap baskom, kesalahan dan permukaan modulus.Dalam analisis kursus permukaan didirikan ke dasar dan dangkal lapisan 20-cm-tebal di tanah dasar juga diperhitungkan. Kehadiran lapisan ini di permukaan tanah dasar diamati dalam tes dengan DCP. Hasil yang diperoleh disajikan pada Tabel 13 dan 14 untuk dua periode pengujian.

Rodrigues (2002) merekomendasikan bahwa kesalahan yang diperoleh oleh program harus 5% untuk kualitas baik kembali-analisis hasil. Namun, untuk kasus-kasus yang diproses dalam penelitian ini nilai error bervariasi antara 8% dan 19%. Perbedaan ini dapat dikaitkan dengan faktor-faktor seperti:● Perbedaan antara karakteristik sistem yang sebenarnya dan hipotesis Program● Ketidakpastian terkait dengan ketebalan lapisan tanah● heterogeneities dari lapisan tanah.Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa:● perkerasan tanah dasar disajikan nilai terkecil kembali dianalisis modulus.● Dasar yang terbuat dari tanah berbutir halus dengan geotextile pada bidang pemisah tanah dasar / dasar, campuran batu tanah-hancur, tanah halus diselimuti oleh geotekstil dan tanah-kapur campuran menunjukkan nilai terbesar dari modulus pada akhir periode pemantauan.● Bagian dasar limbah tambang disajikan nilai modulus terkecil untuk dua periode pemantauan dianalisis.● Nilai-nilai modulus kembali dianalisis menurun pada periode kedua pengujian, kecuali untuk bagian tes menggabungkan geotekstil.

Hasil back-analisis yang dilakukan menunjukkan bahwa tidak ada hubungan langsung antara nilai-nilai modulus kembali dianalisis dari hasil yang diperoleh dengan metode tes yang berbeda. Secara umum, untuk dua periode pengukuran, terbesar back-dianalisis E (Base) nilai-nilai yang diperoleh saat menggunakan hasil dari tes FWD, sedangkan nilai terendah diperoleh untuk back-analisis data dari tes

beban piring. Hasil dari tes balok Benkelman menghasilkan penurunan yang signifikan dari E nilai (Base) untuk semua bahan dasar antara periode pengukuran, dengan pengecualian dari dasar tanah berbutir halus (terendah E Base). E (Base) nilai untuk bagian menggabungkan geotekstil bervariasi sedikit di belakang-analisis data dari beban piring dan tes FWD untuk periode pengukuran. Hasil ini menekankan kompleksitas yang terlibat dalam jenis analisis.

3.4. Biaya-biayaSecara umum, dasar jalan aspal dibangun dengan kerikil laterit di Distrik Federal menggunakan desain dan konstruksi teknik konvensional memiliki biaya minimal 6.67 US $ / m3, tidak termasuk biaya transportasi. Untuk jarak transportasi hingga 5 km, biaya transportasi biasanya 2.26 US $ / m3. Untuk jarak yang lebih jauh, biayanya 0,23 US $ / m3 / km. Jadi, jika sumber kerikil terletak pada jarak yang lebih besar dari 19 km dari lokasi konstruksi, biaya perkerasan akan lebih besar dari 12,2 US $ / m3, membuat penggunaan bahan alternatif lebih hemat biaya, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 15.

4. KESIMPULAN

Kesimpulan utama dari program penelitian yang dijelaskan di masa kini bekerja di sum-Marised di bawah ini:

Tes laboratorium memungkinkan identifikasi dan evaluasi potensi penggunaan bahan konstruksi non konvensional alternatif dalam pavement.

Analisis perilaku bahan non-konvensional di pavements adalah kompleks dan penyelidikan lebih lanjut diperlukan untuk pemahaman yang lebih baik terhadap kinerja dan potensi bahan non-konvensional.

Bagian dasar dibangun dengan campuran tanah-batu hancur disajikan kinerja yang memuaskan, dan penggunaannya dianjurkan ketika biaya batu hancur dapat diterima.

Penggunaan bahan limbah seperti limbah tambang sebagai alternatif dapat dipertimbangkan, tetapi dalam bidang sistem drainase yang memadai harus disediakan untuk meminimalkan variasi besar kadar air, yang dapat mempengaruhi kinerja jalan aspal.

Penggunaan tanah berbutir halus juga dapat dianggap sebagai solusi yang memuaskan ketika dalam pembangunan perkerasan "retak pendekatan" digunakan (Rezende dan Camapum-de-Carvalho, 2003a), sistem drainase yang efisien disediakan dan lapisan tanah lebih (seperti sub dasar dan basis) digabungkan dengan struktur jalan aspal atau lapisan campuran aspal panas yang digunakan.

Proses stabilisasi kimia tanah dengan kapur dapat, sejauh kekuatan yang bersangkutan, lebih atau kurang menguntungkan tergantung pada karakteristik kimia dari tanah berbutir halus yang stabil. Pilihan jumlah ideal kapur yang akan ditambahkan ke tanah dapat juga dievaluasi dalam hal kimia. Penggunaan campuran tanah-kapur meningkatkan stabilitas perkerasan dibandingkan dengan mereka yang tanpa kapur, menunda terjadinya kerusakan.

Bagian menggabungkan geotekstil meningkatkan kinerja jalan aspal. kekuatan perkerasan meningkat, terutama untuk kasus di mana geotekstil dipasang antara lapisan pondasi dan tanah dasar. Untuk kasus di mana perkerasan diselimuti oleh lapisan geotekstil dapat menunda terjadinya kerusakan.

Analisis kinerja pavements sebenarnya adalah tugas yang kompleks. Hasil yang diperoleh dalam pekerjaan ini mengidentifikasi beberapa faktor yang dapat mempengaruhi perilaku jalan aspal ketika bahan konstruksi non konvensional digunakan. Penelitian ini terus untuk memungkinkan pengamatan lebih menyeluruh dari pelaksanaan jangka panjang dari bagian tes.