## Modifikasi Perkerasan Apron Pada Bandar Udara Juwata Tarakan Menggunakan Pelat Berongga Dua Arah

## Noerman Adi Prasetya
1 Universitas Borneo Tarakan, Jalan Amal Lama No. 01 Tarakan, Indonesia e-mail: noerman@borneo.ac.id

## Abstract
The purpose of this research is to develop a two-way hollow slab as an alternative pavement for the development of the Juwata Airport apron, Tarakan City, while the research method to be carried out is to modify the existing apron pavement structure with the new type of structure offered, then the results of the new design will be compared with the existing design. The results obtained are i) the number of surface reinforcement to withstand the bending of the 2-way cavity slab structure as an apron  pavement  is  relatively  the  same  as  conventional  pavement,  but  for  the  slab  system  that  is offered the placement of reinforcement is 2 layers, ii) the total volume of concrete usage is reduced by 23.52 %, iii) the volume of use of reinforcing iron increased by 100%. This research is expected to  be  information  and  input  for  structural  planners  in  designing  buildings  made  of  reinforced concrete, especially in rigid pavement structures, then provide an alternative type of apron structure for the future development of Juwata Airport.
Keywords : Rigid Pavement, Apron, Rigid Pavement Restraints

## Abstrak
Tujuan dari penelitian ini adalah menemukembangkan pelat berongga dua arah sebagai alternatif perkerasan  untuk  pengembangan    apron  Bandar  Udara  Juwata  Kota  Tarakan,  adapun  metode penelitian yang akan dilaksanakan adalah dengan memodifikasi struktur perkerasan apron eksisting dengan  jenis  struktur  baru  yang  ditawarkan,  lalu  hasil  dari  desain  baru  tersebut  akan dikomparasikan dengan desain eksisting. Hasil yang diperoleh adalah i) jumlah tulangan permukaan untuk menahan lentur struktur pelat rongga 2 arah sebagai perkerasan apron relatif sama dengan perkerasan  konvensional,  akan  tetapi  untuk  sistem  pelat  yang  ditawarkan  penempatan  tulangan menjadi 2 lapis, ii) jumlah volume pemakaian beton berkurang sebesar 23,52%, iii) jumlah volume pemakaian besi tulangan meningkat 100%.  Penelitian ini diharapkan dapat menjadi informasi dan masukkan  kepada  perencana  struktur  dalam  mendesain  bangunan  berbahan  beton  bertulang, khususnya  pada  struktur  perkerasan  kaku,  lalu  memberikan  alternatif  jenis  struktur  apron  untuk pengembangan Bandar Udara Juwata kedepannya.
Kata kunci : Perkerasan Kaku, Apron, Tumpuan Perkerasan Kaku

## 1. Pendahuluan
Pergerakan  pesawat  yang  terus  meningkat  seiring  terus  tumbuhnya  jumlah  penumpang  setiap tahunnya menjadikan sarana dan prasarana Bandara Juwata yang merupakan bandara kelas I utama yang  dikelola  oleh  UPT  Direktorat  Jenderal  Perhubungan  Udara  juga  idealnya  turut  mengalami peningkatan, salah satunya fasilitas yang akan ditingkatkan adalah luas apron. Apron yang berada pada  sisi  udara  ( airside )  langsung  bersinggungan  dengan  bangunan  terminal  yang  tentunya berdampak besar pada seberapa besar kemampuan apron untuk melayani pesawat yang akan parkir dan melakukan aktifitas lainnya. Apron pada Bandara Juwata Tarakan terbagi menjadi beberapa area
yaitu area yang diperuntukkan untuk pesawat berbobot sedang seperti Boeing 737 dan Airbus A320 dan  area  untuk  pesawat  kecil  seperti  Cessna  Grand  Caravan.  Pada  umumnya,  penggunaan  sistem struktur flat slab maupun flat plate populer di beberapa negara tertentu karena sistem ini menjadikan kapasitas hunian menjadi lebih banyak (Qian & Li, 2013). Struktur pelat berongga dua arah adalah jenis  struktur  yang  termasuk  dalam  tipe  struktur flat  plate yakni  sistem  struktur  gedung  dengan elemen utama berupa kolom dan pelat tanpa menggunakan balok. Sistem pelat rongga dua arah juga merupakan  inovasi  terbaru  dari  pengembangan  sistem  pelat  beton  dengan  keunggulan  mampu mereduksi  pemakaian  beton  pada  gedung  sebesar  26  persen  (Prasetya,  2021),  bahkan  hingga  30 persen  lebih  (Taskin  &  Peker,  2014),  serta  pada  perkerasan  kaku  untuk  jalan  dapat  mereduksi pemakaian beton sebesar 23,52 persen (Prasetya & Yonathan, 2023). Sistem pelat rongga dua arah merupakan evolusi dari gabungan sistem waffle slab (pelat rusuk) dan hollow slab satu arah. Pada gedung,  perkuatan  sistem  struktur  ini  difokuskan  pada  bagian  pertemuan  antara  pelat  dan  kolom, karena berdasarkan penelitian Prasetya & Hernadi  (2017) diketahui bahwa variasi tegangan berada pada bagian column strip , sedangkan bagian middle strip tegangan sangat kecil. Terdapat bermacam- macam bentuk geometri dari rongga sistem pelat berongga dua arah, seperti pada penelitian Chung dkk (2010) yang menguji pengaruh bentuk rongga terhadap kekuatan pelat, penelitian ini menguji 8 macam bentuk rongga dan menyimpulkan bahwa jenis rongga yang bekerja paling efektif menahan beban adalah dengan bentuk smooth rectangular donuts , penelitian lain dilakukan oleh Lai (2009) menunjukkan bahwa besarnya momen maksimum, gaya geser, dan tegangan permukaan dari struktur pelat berongga dua arah  berkurang 30 – 40% dibandingkan dengan solid slab dengan ketebalan yang sama.
Parameter dominan dalam perencanaan apron sangat dipengaruhi oleh jenis dan tipe pesawat yang akan  menggunakan  bandara  ini.  Struktur  perkerasan  bandara  berbeda  dengan  struktur-struktur perkerasan  pada  jalan  biasa,  karena  beban,  jenis  kendaraan,  dan    sumbu  roda  kendaraannya  juga berbeda dengan jalan pada umunya. Berdasarkan hal tersebut perlu dilakukan kajian terkait alternatif jenis perkerasan untuk pengembangan  apron Bandar Udara Juwata, yang mana dalam hal ini penulis menawarkan perkerasan menggunakan pelat dengan rongga dua arah.
Lendutan berlebih dari perkerasan kaku yang terbebani dengan beban besar serta didukung oleh tanah dengan kondisi kurang stabil dapat dikurangi dengan meningkatkan kekakuan melalui penambahan tebal  perkerasan.    Akan    tetapi    penambahan    tebal    pelat    akan    berbanding    lurus    dengan peningkatan  volume beton dan tentu akan berdampak pada tingginya harga pekerjaan. Berdasarkan hal tersebut maka sistem pelat berongga dua arah sebagai perkerasan kaku merupakan alternatif yang ideal untuk masalah tersebut karena volume rongga-rongga yang ada pada sistem ini akan  disubtitusi menjadi volume beton untuk meningkatkan tebal pelat itu sendiri.

## 2. Metode Penelitian

## 2.1. Lokasi Penelitian
Penelitian  dilakukan  di  Laboratorium  Teknik  Sipil  Universitas  Borneo  Tarakan  dengan  objek penelitian adalah Bandar Udara Juwata Kota Tarakan Provinsi Kalimantan Utara.  Apron eksisting pada  penelitian  ini  merupakan  perluasan  dari  apron  lama  yang  difungsikan  sebagai  area  parkir pesawat-pesawat  perintis  dan  helikopter.  Apron  ini  terletak  di  antara taxiway  Alpha dan taxiway Bravo yang  mana  dengan  adanya  apron  ini  maka  jarak  penumpang  pesawat  yang  ingin  menuju terminal semakin dekat bagitu juga sebaliknya. Dimensi bersih dari apron ini adalah 120m x 45m dengan jenis perkerasan adalah rigid pavement (perkerasan kaku) seperti terlihat pada Gambar 1.

## 2.2. Analisis Struktur
Analisis  struktur  dalam  rangka  modifikasi  struktur  perkerasan  kaku  apron  yang  didasarkan  pada ukuran  dan  kondisi  eksisting  yang  ada,  untuk  mendapatkan  gaya-gaya  dalam  akibat  berbagai
kombinasi pembebanan. Analisis yang dilakukan berdasarkan struktur  pelat dengan rongga 2 arah yang  dimodelkan  sebagai  apron  menggunakan  bantuan  aplikasi  berbasis finite  elemen  method . Adapun  pemodelan  yang  dilakukan  meliputi:  i)  penentuan  konstanta  pegas  tumpuan  pelat,  ii) penentuan  parameter  pelat  dengan rongga  2 arah  sebagai  apron, iii)  penentuan  apron  berdasarkan jenis pesawat, selanjutnya hasil dari analisis struktur adalah berupa deformasi dan gaya lentur.
RUNWAY TERMINAL LAMA TERMINAL BARU APRON BARU APRON LAMA APRON EKSISTING/ OBJEK PENELITIAN TAXIWAY ALPHA LANUD ANANG BUSRA ANGKATAN UDARA Gambar 1 Layout Lokasi Apron

## 2.3. Desain Perkuatan
Tahap  desain  perkuatan  ini  dilakukan  setelah  diperoleh  hasil  analisis  struktur  yang  dirangkum menjadi gaya-gaya dalam, selanjutnya hasil analisis struktur tersebut akan dilakukan evaluasi berupa kontrol  kapasitas,  khususnya  pada  daerah  pelat  yang  sering  terbebani.  Nilai  kekuatan  kondisi eksisting  struktur  akan  disimulasikan  untuk  kondisi  layan    struktur  yang  nantinya  akan dikomparasikan dengan struktur perkerasan apron eksisting.

## 2.4. Tahapan Penelitian
Gambar 2 Diagram Alir Penelitian Mulai Selesai Analisis Struktur Desain Pengumpulan Data Pemodelan Struktur

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Hasil Penentuan Konstanta Pegas Landasan
Konstanta  pegas  ditentukan  berdasarkan  jenis  tanah  pada  lokasi  apron  yakni  lempung  berpasir dengan  nilai Modulus  of  subgrade  reaction arah  vertikal (ksv) sebesar  30000  KN/m 3 =  3  kg/cm 3 . Pelat diskritisasi menjadi 1794 shell tipe plate dan 1890 join dengan lebar tiap sheel sebesar 1.75m. Karena  struktur  terletak  di  atas  tanah,  maka  pada  setiap  join-join  ini  akan  diberi  tumpuan  pegas (springs) sebagai model tumpuan elastis dari tanah.
Berdasarkan parameter di atas sebelumnya, maka harga konstanta pegas arah vertikal adalah 175 cm x 175cm x 3 kg/cm 3 = 91875 kg/cm. Adapun distribusi konstanta pegas dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Distribusi konstanta pegas pada join-join meshing
Posisi Join Ksv (kg/cm) Bagian dalam 91875 Bagian sudut 22967 Bagian tepi luar 45938

## 3.2. Hasil Penentuan Parameter Pelat Berongga dua Arah
Bentuk  dan  ukuran  rongga  pada  sistem  struktur  ini  mengambil  dari  produk  U-Boot  yang  ukuran modul rongganya berbentuk trapesium dengan panjang 45,7 cm pada bagian atas, 52 cm pada bagian bawah, dan tinggi sebesar 20 cm. Parameter dari rongga yang digunakan adalah tebal selimut rongga (s) sebesar 10 cm, tebal rongga (H) sebesar 20 cm, jarak tepi-tepi antar rongga (w) sebesar 20 cm, sedangkan ukuran lebar rongga menyesuaikan bentuk modul dari produk U-Boot beton pada Gambar 3.

## Gambar 3 Bentuk dan Ukuran Rongga
Disebabkan  sangat  sulitnya  melakukan  pemodelan  sistem  pelat  dengan  rongga  2  arah  secara langsung,  karena  akan  terbentuknya  pola meshing yang  tidak  seragam,  sedangkan  keseragaman ukuran  meshing  sangat  sensitif  terhadap  reabilitas  hasil  analisa  struktur  berbasis Finite  Element Method (Hwang & Moehle, 2000), maka pemodelan rongga dilakukan dengan melakukan ekivalensi kemampuan  lentur  antara  pelat  ber-rongga  (Gambar  4a)  dengan  pelat  solid  (Gambar  4b)  yang diberikan beban merata yang sama. Berdasarkan hal tersebut diberikan alternatif dengan melakukan reduksi kekuatan pada pelat berongga dibandingkan model pelat solid dengan acuan parameter yang diukur adalah lendutan pada bagian tengah panel pelat, kemudian hasil lendutan pada tengah panel pelat solid terhadap model pelat ber-rongga sebagai target reduksi kekakuan lentur, sehingga dengan data pelat berongga seperti pada Gambar 3 diperoleh angka reduksi kekakuan lentur sebesar 0.873.
(a)
(b)
Gambar 4 Model untuk mencari reduksi kekakuan lentur slab
a) model pelat berongga 2 arah; b) model solid slab
Ukuran  meshing  yang  digunakan  dalam  pemodelan  ini  adalah  seragam  pada  seluruh  area  pelat sebesar  1.75m.  Mesh model  pengujian  plat berongga  dapat  dilihat  Gambar  5,  nilai  tersebut  untuk memudahkan dalam meletakkan beban terpusat dengan mempertimbangkan jarak antar roda pesawat wheel base maupun wheel tread .

## Gambar 5 Hasil diskritisasi model pelat berongga 2 arah

## 3.3. Hasil Penentuan Beban Apron Berdasarkan Jenis Pesawat
Jenis pesawat rencana yang parkir pada apron ini adalah Cessna Caravan dengan Maximum Ramp Weight (MRW) yang digunakan sebagai beban apron dalam pemodelan ini adalah sebesar 3645 kg (8035 lb ). Maximum Ramp Weight adalah berat maksimum pesawat yang diijinkan untuk pergerakan di darat atau pergerakan di antara apron menuju ke ujuang landasan pacu yang dibatasi oleh kekuatan pesawat dan persyaratan ukuran penerbangan. Adapun secara garis besar karakteristik pesawat dapat dilihat pada Tabel. 2  dan Gambar 6.
Tabel. 2 Karakteristik Pesawat Rencana
No Karakteristik Satuan Nilai 1. Dimensi Panjang Tinggi Bentang sayap Wheel base Wheel tread m m m m m 11,46 4,53 15,87 3,54 3,56 2. Berat
No Karakteristik Satuan Nilai Maximum ramp weight Maximum Takeoff Weight Maximum Landing Weight kg kg kg 3645 3629 3538

## Gambar 6 Dimensi Panjang dan Lebar Pesawat Cessna Caravan
Pembebanan yang berasal dari roda pesawat dianggap bahwa 5% beban diberikan kepada Nose Gear sedangkan yang 95% dibebankan kepada Main Gear , bila ada dua Main Gear masing-masing gear menahan  47,5%  beban  pesawat.  Pesawat  Cessna  Caravan memiliki  konfigurasi roda single  wheel dengan  penamaan  dari  FAA  adalah  kategori  S.  Berdasarkan  hal  tersebut,  maka  dengan maximum ramp weight sebesar 3645 kg diperoleh beban untuk pemodelan adalah pada roda depan sebesar 183 kg dan beban pada roda belakang sebesar 1732 kg untuk masing-masing rodanya.

## 3.4. Hasil Analisis Struktur
Analisis struktur pelat dengan rongga 2 arah yang dimodelkan sebagai apron menggunakan bantuan aplikasi berbasis finite elemen method SAP2000. Adapun hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 3, kontur  deformasi  dapat  dilihat  pada  Gambar  7,  kontur  momen  arah  horizontal  dapat  dilihat  pada Gambar 8, dan kontur momen arah vertikal dapat dilihat pada Gambar 9.
Tabel. 3 Rekapitulasi Hasil Analisis Struktur
No Karakteristik Satuan Nilai 1. Deformasi pelat yang tidak terbebani mm 0,441 2. Deformasi pelat terbebani roda depan mm 0,456 3. Deformasi pelat terbebani roda belakang mm 0,499 4. Momen 1-1 pelat untuk area yang tidak terbebani KN-m/m 0,009 5. Momen 1-1 pelat untuk area terbebani roda depan KN-m/m 0,477 6. Momen 1-1 pelat untuk area terbebani roda belakang KN-m/m 3.870
No Karakteristik Satuan Nilai 7. Momen 2-2 pelat untuk area yang tidak terbebani KN-m/m 0.002 8. Momen 2-2 pelat untuk area terbebani roda depan KN-m/m -0.321 9. Momen 2-2 pelat untuk area terbebani roda belakang KN-m/m 4,331 Gambar 7 Hasil Deformasi Pelat
Gambar 8 Hasil Momen Arah Sumbu Horizontal (M11)
Gambar 9 Hasil Momen Arah Sumbu Vertikal (M22)

## 3.5. Hasil Desain
Berdasarkan data dari hasil analisis struktur untuk deformasi maksimum sebesar 0,499 mm di posisi roda belakang pesawat dan momen maksimum juga di posisi roda belakang pesawat sebesar 4,331 KNm,  maka  penggunaan  tulangan  Ø8-150mm  seperti  pada  kondisi  eksisting  dapat  digunakan. Adapun hal yang membedakan dengan kondisi eksisting dalam hal perkuatan adalah posisi tulangan wiremesh yang  mana  dalam  desain  ini  diletakkan  2 layer dikarenakan  selimut  beton  pada  daerah rongga  sangat  rawan crack karena  relatif  tipis.  Potongan  gambar  perkuatan  pada  struktur  pelat dengan rongga dua arah dapat dilihat pada Gambar 10.

## Gambar 10 Potongan perkuatan struktur pelat dengan rongga 2 arah

## 4. Kesimpulan
Jumlah tulangan untuk menahan lentur struktur pelat rongga 2 arah sebagai perkerasan apron relatif sama dengan perkerasan konvensional, perbedaan hanya terletak pada penempatan tulangan untuk pelat  apron  dengan  sistem  rongga  2  arah  menjadi  2  lapisan.  Dibandingkan  dengan  sistem  pelat konvensional, jumlah volume pemakaian beton berkurang sebesar 23,52% untuk pelat apron dengan sistem rongga 2 arah. Dibandingkan dengan sistem pelat konvensional, jumlah volume pemakaian tulangan meningkat 100% untuk pelat apron dengan sistem rongga 2 arah.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  banyak  kepada  Lembaga  Penelitian  dan  Pengabdian  Kepada Masyarakat Universitas Borneo Tarakan yang telah memberikan bantuan dana penelitian sehingga penelitian ini dapat terbiayai dan terlaksana dengan baik.

## Daftar Pustaka
Badan  Standarisasi  Nasional,  2019, Persyaratan  Beton  Struktural  untuk  Bangunan  Gedung  dan Penjelasan , Jakarta
Chung, J.H, dkk, 2010, Proceedings of Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures S-7 , May 23-28, Hal: 1729-1736
Edward  G.  Nawy,  Bambang  Suryoatmono,  1990, Beton  Bertulang  Suatu  Pendekatan  Dasar , Bandung, Eresco
Hwang,  S.J.,  dan  Moehle,  J.P,  2000, Models  for  Laterally  Loaded  Slab-Column  Frames ,  ACI Structural Journal, V.97, No. 2, Maret-April , hal.345-351
Lai, T, 2009, Structural Behavior of Bubbledeck® Slabs and Their Application to Lightweight Bridge Decks ,  Thesis  at  Departement  of  Civil  and  Environmental  Engineering,  Massachusetts Institute of Technology, Cambridge: Tidak diterbitkan
Prasetya,  N.A,  Yonathan,  2023, Deformasi  Pelat  Berongga  Dua  Arah  Sebagai  Perkerasan  Kaku Pada Tanah Ekspansif , Civil Engineering Scientific Journal, Vol. 2 No.2, Hal: 97-108
Prasetya,  N.A,  2021, Perbandingan  Sistem  Pelat-Balok  Konvensional  Dengan  Sistem  Flat  Plate Berongga  Dua  Arah  Dari  Segi  Volume  Beton  Pada  Gedung  Fakultas  Ilmu  Kesehatan Universitas Borneo Tarakan , Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil, Vol. 5 No.3, Hal: 330- 334
Prasetya,  N.A,  Hernadi,  A,  2017, Desain  Tulangan  Lentur  Pelat  Pada  Struktur  Flat  Plate  Ber- Hollow Dua Arah Dengan Metode Lebar efektif, INOVTEK POLBENG, Vol.7 No.2, Hal: 146- 152
Taskin, T, dan Peker, K, 2014, Design Factors and The Economical Application of Spherical Type Voids in RC Slabs , Proceedings of International  Scientific Conference People, Buildings and Environment 2014, Hal: 448-458.
Qian, K, dan Li, Bing, 2013, Experimental Study of Drop-Panel Effects on Response of Reinforced Concrete Flat Slabs after Loss of Corner Column , ACI Structural Journal, Vol.110 No.28.