Dimana Karet Bertemu dengan Jalan

Orang Amerika adalah pengemudi yang luar biasa. setiap tahun, roda negara berputar di sepanjang 1,5 triliun kilometer jalan raya. Itu sekitar 5.000 km untuk setiap pria, wanita dan anak-anak di Amerika Serikat. Namun terlepas dari selera nasional akan aspal, trotoar jarang dipikirkan. Kecuali jika sudah waktunya untuk berbelok di sekitar lubang, atau menabrak persimpangan yang dipenuhi bekas roda. Kemudian, kemungkinan besar, pengemudi yang marah akan menuntut dengan marah, Mengapa mereka tidak memperbaiki jalan-jalan sialan ini?



Tenang, mereka.

Pemerintah Web yang Tidak Terpilih

Kisah ini adalah bagian dari edisi November 1998 kami





  • Lihat sisa masalah
  • Langganan

Di seluruh negeri, di jalur pedesaan yang tenang dan jalan tol yang padat, para insinyur jalan raya meluncurkan prinsip baru yang kuat untuk pembangunan jalan yang dikenal sebagai Superpave.

Superpave adalah cara baru untuk merancang aspal campuran panas, campuran semen berwarna tar yang lengket dan batu pecah yang membentuk 94 persen perkerasan AS. Ini adalah teknologi yang luar biasa, kata Neil Hawks, direktur program khusus di Transportation Research Board (TRB) di Washington D.C. Ini juga merupakan perubahan besar bagi sebagian besar seni empiris pembangunan jalan. Superpave menggantikan konstruksi resep, berdasarkan pengalaman masa lalu, dengan desain perkerasan yang berakar pada penilaian yang lebih analitis terhadap sifat rekayasa material jalan. Tujuan Superpave: mendandani arteri negara dengan trotoar yang tahan lama dan disesuaikan dengan kebutuhan.

Sistem baru ini dikembangkan di laboratorium universitas dan industri selama dorongan penelitian yang intens dan unik yang didanai oleh Kongres pada tahun 1987. Seperti teknik laboratorium yang ditakdirkan untuk digunakan di dunia nyata, Superpave telah mengalami kemajuan pesat. Itu harus menghadapi industri yang kuat dan itu berarti kurva pembelajaran yang curam bagi departemen transportasi lokal dan kontraktor yang benar-benar membayar, dan membangun, jalan baru. Pada tahun 1996, mereka menggunakan sistem hanya dalam 95 pekerjaan paving. Tapi tahun ini, Superpave telah terbang, dengan jumlah melonjak menjadi 1.339 secara nasional, terhitung hampir 30 persen dari trotoar yang dipasang di Amerika Serikat.



Jalan beraspal tidak terlihat berbeda dari jalan-jalan empiris lainnya. Tetapi para peneliti memperkirakan mereka akan bertahan jauh lebih lama, mungkin 15 tahun, bukan 10, sebelum membutuhkan pekerjaan pemeliharaan besar-besaran. Itu akan menghemat departemen jalan raya lebih dari setengah miliar dolar per tahun, menurut perkiraan dari Institut Transportasi Texas. Lebih penting lagi bagi para pelancong Amerika, studi tersebut memperkirakan Superpave akan menghemat miliar lagi dengan menghemat waktu perbaikan mobil yang lebih sedikit dan lebih sedikit menit yang terjebak di belakang kru pemeliharaan.

Asal usul Superpave terletak pada masa ketika disko menjadi raja, mobil terlaris di negara itu adalah Oldsmobile, dan proyek jalan baru tiba-tiba, dan secara misterius, mulai gagal. Selalu ada kasus di mana ada yang salah dan orang tidak bisa menjelaskannya, kata Damian Kulash, presiden Eno Transportation Foundation dari Washington, D.C. Tetapi orang-orang mulai merasa itu menjadi jauh lebih umum. Jalan-jalan mengembangkan tanda-tanda usia tua jauh sebelum waktunya: bekas roda seperti palung akibat lalu lintas pada hari-hari panas dan retakan akibat cuaca dingin.

Tidak ada penyebab yang jelas. Kontraktor menggunakan resep pembangunan jalan yang tidak banyak berubah sejak tahun 1872, ketika Fifth Avenue di Kota New York menyambut trotoar aspal pertama di negara itu. Benar, beban lalu lintas terus membengkak. Dan truk-truk yang lebih berat dengan ban yang lebih kaku diduga melakukan tindakan keausan yang keji. Lainnya menunjuk jari di aspal itu sendiri, residu lengket dari penyulingan minyak. Embargo minyak OPEC telah mengubah jalur pasokan, dan sifat bahan telah berubah.

Meskipun aspal telah digunakan selama ribuan tahun (orang Mesir kuno menggunakannya untuk mumifikasi) dan kerikil bahkan lebih lama, sifat mekanik perkerasan sebagian besar belum dijelajahi. Jadi ketika jalan mulai rusak, insinyur jalan raya tidak tahu apa yang harus diubah. Jawaban mudah juga tidak mungkin muncul dari jalur penelitian, yang telah lama kering. Angka-angka dalam laporan tahun 1984 yang suram dari TRB mengatakan semuanya. Industri semikonduktor menghabiskan 8 persen dari penjualan untuk R&D; industri farmasi 6 persen; bahkan R&D lamban seperti industri makanan dan minuman hanya mendapat peringkat 1 persen. Industri jalan raya telah menghabiskan kurang dari 0,2 persen.



craig venter bekerja untuk siapa?

Momok kerusakan infrastruktur dan skenario pendanaan suram mendorong Kongres untuk bertindak. Pada tahun 1987, ia memulai Program Penelitian Jalan Raya Strategis (SHRP), tawaran 0 juta untuk menemukan solusi bagi masalah terberat para insinyur jalan raya. Sepenuhnya juta digunakan untuk memecahkan masalah trotoar.

Moonshot Perkerasan

Namun inovasi adalah konsep yang sangat asing bagi aspal sehingga Kulash, yang menjadi direktur eksekutif SHRP, putus asa untuk menemukan peneliti yang cakap. Ada sangat sedikit terjadi, katanya. Kami khawatir tidak akan ada kapasitas teknis yang cukup. Tapi ini akan menjadi moonshot trotoar. Jadi, di bawah kepemimpinan Tom Kennedy di University of Texas, Austin, para insinyur dari akademisi dan industri bekerja sama selama enam tahun untuk menemukan cara yang lebih baik untuk membangun trotoar.

Hasil dari semua penelitian tersebut adalah Superpave, yang merupakan singkatan dari perkerasan aspal berkinerja unggul. Superpave bukanlah supermaterial tunggal atau satu wawasan utama. Sebagai gantinya, ini adalah seperangkat peralatan dan protokol pengujian baru untuk mencampur jalan yang dijamin tahan terhadap cuaca dan lalu lintas di lokasi tertentu.

Ambil aspal, juga dikenal sebagai minyak panas oleh pekerja kilang yang memproduksinya sebagai produk sampingan dari perengkahan katalitik yang membebaskan bensin dan bahan bakar pemanas dari minyak mentah. Sebelum Superpave, kontraktor dari Maine utara ke jalur Virginia semuanya menggunakan tingkat aspal yang sama. Itu karena mereka hanya menguji viskositasnya, untuk melihat seberapa baik itu akan menangkal karat di musim panas.

Tapi di Timur Laut, trotoar retak lebih sering terbuka karena dingin daripada berkarat karena panas. Dengan Superpave, jelas insinyur material Connecticut Department of Transportation (DOT) Nelio Rodrigues, aspal sekarang harus melewati rintangan dengan melewati tes kinerja pada suhu tinggi dan rendah. Satu subjek pengujian aspal suhu kamar kaca ke mesin yang dikenal sebagai rheometer geser dinamis. Diadaptasi oleh peneliti SHRP dari model yang mengukur konsistensi keju krim, perangkat menerapkan gaya puntir untuk mengukur kapasitas aspal untuk menahan deformasi. Tes lain meminta tongkat aspal dingin diletakkan di atas andiron kecil untuk menopang beban. Jika retak, aspal tidak cocok untuk daerah dingin.

Melihat suhu rendah adalah langkah maju yang bagus, kata April Swanson, ahli kimia penelitian di kilang Whiting, Ind. Sampai Superpave, tidak ada metode praktis untuk melakukannya. Sekarang kami benar-benar mengukur properti teknik.

Di bawah Superpave, teknisi Whiting menguji 40.000 barel aspal yang diproduksi oleh pabrik setiap hari, menilai batch dengan label seperti Performance Grade 58-28. Label berarti aspal dinilai untuk melakukan tugasnya dari mendesis 58 C ke -28 C. Swanson mengatakan Amoco sekarang menambahkan bermacam-macam polimer untuk memenuhi nilai yang lebih tinggi. Untuk memilih aspal yang sempurna untuk pekerjaan pengaspalan, para insinyur mencari suhu ekstrem di lokasi konstruksi mereka menggunakan data National Weather Service.

Memilih aspal yang ideal hanyalah setengah dari permainan. Insinyur kemudian perlu mengaduk campuran yang tepat dari batu, atau agregat. Sebelum Superpave, pembangun jalan secara intuitif merasa bahwa mereka memiliki pemahaman yang kuat tentang proporsi batu kasar dan halus yang dibuat untuk perkerasan yang baik. Semua orang menggunakan campuran yang mereka anggap telah dicoba dan terbukti, kata Kulash. Tapi itu bukan hal yang sama. Tidak ada Injil.

Superpave menggabungkan pengetahuan terbaik yang ada menjadi kitab suci baru untuk desain campuran volumetrik. Tabel panjang menentukan kombinasi ideal batu, kantong udara dan aspal, tergantung pada jumlah lalu lintas yang diharapkan. Untuk memastikan teori bertahan dalam praktik, para insinyur menggunakan penemuan SHRP lain - pemadat berputar Superpave - untuk mengaduk wadah perkerasan seukuran kaleng cat di bawah tekanan tinggi. Spesimen yang dihasilkan menunjukkan seperti apa permukaan jalan setelah dipadatkan dengan roller dan tahun-tahun lalu lintas berikutnya.

Jika balok gagal dalam ujian kinerja, para insinyur mengubah desain campuran dengan mengubah batu atau menambahkan aspal yang lebih baik. Alih-alih desain satu ukuran untuk semua di masa lalu, kata Rodrigues, dengan Superpave setiap jalan memakai trotoar yang dibuat khusus.

Uji jalan

Perlu waktu bertahun-tahun sebelum kita mengetahui apakah Superpave sesuai dengan namanya, tetapi laporan yang menggembirakan sudah bergulir. Di New York, kontraktor mengaspal 50 kilometer Interstate 81 melintasi Cortland County dengan dua pertiga resep asli dan sepertiga Superpave. Setelah hanya satu musim dingin, menurut direktur layanan teknis negara bagian Paul Mack, aspal kuno mulai memburuk. Bagian Superpave terlihat sangat bagus dibandingkan, katanya.

Superpave telah mengalami kegagalan teknis dan hambatan di dunia nyata. Beberapa tes aspal dibom di dunia nyata, dan Swanson dari Amoco mengatakan yang lain terbukti sulit untuk digunakan. Meskipun teknisinya melakukan pengukuran yang cermat, dia secara teratur menawar hasil dengan pabrik campuran panas. Perusahaan-perusahaan ini, yang memasok awak konstruksi dengan trotoar mentah, mengulangi tes kinerja, seringkali dengan hasil yang berbeda.

Awak jalan juga menghadapi kurva belajar. Campuran baru ini menampilkan batu yang lebih besar dan terbukti sulit untuk dipadatkan, kata insinyur material Negara Bagian New York William Brudi. Dalam pekerjaan jalan biasa, kru mesin paving melemparkan petak campuran pipa-panas dan rol roda baja meluncur mengikuti sekitar 60 meter di belakang, menyetrikanya pada suhu mendekati 93 C. Tapi Brudi mengatakan itu tidak cukup panas untuk Superpave. Sekarang, pada proyek senilai juta untuk membangun jalur HOV 9 km di Long Island Expressway, roller mengikuti panas di ekor kru paving, memadatkan campuran pada suhu 150 C yang terik. Itu menuntut lebih banyak koordinasi alat berat , kata Brudi. Tim tidak terbiasa berkomunikasi, sekarang mereka harus melakukannya dengan benar.

Terkadang mereka yang menolak teknologi model baru ada benarnya. Pada pekerjaan tahun 1993 di dekat Kingman, Arizona, kontraktor yang mengikuti pedoman Superpave menghilangkan bahan kimia antistripping yang biasanya digunakan untuk melindungi jalan dari kelembaban. Hari ini, uap air meretak di permukaan jalan. Perasaan kami adalah bahwa kami menerima secara membabi buta prosedur desain ini tanpa menggunakan pengetahuan teknik kami adalah merugikan warga Arizona, kata insinyur DOT negara bagian Julie Nodes.

Reaksi orang-orang seperti Nodes sangat kritis-nasib Superpave mendapat acungan jempol dari pejabat seperti itu karena DOT negara bagian membiayai sebagian besar pembangunan jalan negara. Sejauh ini, sebagian besar telah menggunakan spesifikasi Superpave sukarela dengan penuh semangat, dengan Indiana, Maryland, dan New York yang memimpin. Secara keseluruhan, 38 negara bagian sekarang meminta kontraktor untuk menggunakan aspal bergradasi kinerja baru, dan hampir setengahnya menerapkan desain campuran agregat.

Kurva ke Depan

Sementara negara bagian adalah penggerak utama perkerasan jalan, keberhasilan Superpave juga bergantung pada dukungan dari 40.000 pemerintah daerah yang memiliki dan mengoperasikan jalan raya, serta semua kontraktor, pembuat peralatan, dan tambang yang melayani mereka. Pekerjaan implementasi hampir selesai, kata Gary Henderson, pemimpin tim pengiriman teknologi Superpave Administrasi Jalan Raya Federal. Juga tidak murah: peralatan, pelatihan, dan studi lanjutan yang diperlukan untuk membawa Superpave keluar dari laboratorium dan masuk ke lapangan telah menelan biaya 0 juta-tiga kali lipat dari penelitian aslinya.

Mengesampingkan biaya, menyatukan akademisi, kontraktor, dan pemasok dalam tujuan yang sama mungkin merupakan inovasi paling vital dari sistem baru. Sementara ketidakpercayaan pernah menguasai industri yang kacau, kata Kulash, ciri khas Superpave adalah ia telah menciptakan lingkungan yang konstruktif. Dan itu, menurutnya, harus mempercepat pengenalan teknologi baru.

Di beberapa pusat, para insinyur terus merencanakan cara untuk membuat pembangunan jalan menjadi kurang seni. Sebagai contoh, di University of Maryland, sebuah tim yang dipimpin oleh Matt Witczak sedang membuat model komputer yang, ketika dilengkapi dengan perkiraan lalu lintas dan sifat kinerja bahan mentah, akan secara akurat memprediksi berapa tahun perkerasan akan bertahan sebelum berkarat atau retak akibat suhu dan kelelahan.

Namun, masa depan proyek-proyek semacam itu dipertanyakan oleh Undang-Undang Keadilan Transportasi untuk Abad ke-21, yang ditandatangani Presiden Clinton menjadi undang-undang pada 9 Juni. Rencana pengeluaran enam tahun senilai 7 miliar meningkatkan pengeluaran konstruksi jalan raya hampir 40 persen tetapi memusnahkan dana untuk penelitian dan implementasi aspal federal, mengalihkan banyak uang ke negara bagian.

pembuangan panel surya

Apakah tindakan transportasi kryptonite untuk Superpave? Tidak mungkin. Meskipun Superpave tidak memiliki kemewahan media sebanyak obat medis baru, dan mungkin tidak menghasilkan jutawan sebanyak startup Silicon Valley, ia memiliki atribut kunci dari pahlawan mana pun yang bertahan - hati untuk rakyat. Ini adalah solusi yang cocok untuk semua 50 negara bagian yang membuat trotoar bertahan lama di Los Angeles atau Omaha, dalam panas dan basah, saat baik atau buruk. Dan tidak ada yang lebih disukai orang Amerika daripada hamparan aspal yang panjang dan lurus tanpa retakan.

bersembunyi

Teknologi Aktual

Kategori

Tidak Dikategorikan

Teknologi

Bioteknologi

Kebijakan Teknologi

Perubahan Iklim

Manusia Dan Teknologi

Bukit Silikon

Komputasi

Majalah Berita Mit

Kecerdasan Buatan

Ruang Angkasa

Kota Pintar

Blockchain

Cerita Fitur

Profil Alumni

Koneksi Alumni

Fitur Berita Mit

1865

Pandangan Ku

77 Jalan Massal

Temui Penulisnya

Profil Dalam Kemurahan Hati

Terlihat Di Kampus

Surat Alumni

Berita

Pemilu 2020

Dengan Indeks

Di Bawah Kubah

Pemadam Kebakaran

Cerita Tak Terbatas

Proyek Teknologi Pandemi

Dari Presiden

Sampul Cerita

Galeri Foto

Direkomendasikan