Turapan konkrit vs turapan aspal biasa / Concrete pavement vs regular asphalt pavement

Lebuhraya NKVE E1 merupakan salah satu contoh lebuh raya yang menggunakan turapan konkrit

Salam sejahtera,

Salah satu komponen terpenting dalam pembinaan jalan raya ialah proses turapan. Turapan berfungsi untuk menyediakan satu permukaan yang cukup rata bagi membolehkan kenderaan bermotor menggunakan jalan raya dengan selesa tanpa mengalami banyak hentakan yang mungkin boleh merosakkan kenderaan atau setidak-tidaknya menyebabkan rasa tidak selesa di kalangan pengguna jalan raya. Selain itu, permukaan jalan raya berturap juga berfungsi untuk menghasilkan geseran statik bersama-sama tayar kenderaan bagi membolehkan tayar mencengkam dengan baik tanpa hilang kawalan.

Sejarah peradaban manusia menunjukkan bahawa manusia pada awalnya menggunakan denai-denai (sama ada hasil laluan manusia sendiri ataupun haiwan) sebagai jalan raya untuk ke satu tempat ke tempat yang lain. Keadaan permukaan jalan pada masa itu mungkin boleh dianggap "cukup selesa" bagi manusia yang berjalan kaki, tetapi masalah timbul semasa hari hujan, kerana air hujan boleh bertakung sehingga menyebabkan jalan tanah itu berlumpur. Masalah jalan berlumpur semakin ketara setelah manusia mencipta kenderaan yang menggunakan kudrat haiwan seperti kereta lembu atau kereta kuda, kerana selain boleh terperangkap dalam jalan berlumpur, keadaan bentuk muka bumi yang berbatu-batan dan tidak rata boleh menyebabkan rasa tidak selesa di kalangan pengguna jalan raya, di samping kerosakan dan kelesuan pada komponen-komponen yang dikenakan beban seperti gandar, roda dan sistem gantungan akibat pendedahan berterusan kepada hentakan akibat permukaan tidak rata.

Untuk mengatasi kelemahan akibat jalan yang sering berlecak dan berlumpur ketika hujan, maka teknik turapan jalan mula dicipta. Sejarah turapan jalan raya bermula seawal tahun 4000 SM di Ur, Mesopotamia serta di Tamadun Indus. Jalan-jalan raya terawal di situ diturap menggunakan batu dan turut dilengkapi sistem saliran dan longkang bagi membolehkan air hujan dialirkan keluar daripada jalan raya. Selain batu, ada juga yang menggunakan kayu atau papan sebagai bahan turapan jalan. Namun, sistem turapan jalan raya purba yang paling terkenal sudah tentulah sistem turapan jalan raya Rom, yang menggunakan beberapa lapisan berbeza untuk memastikan jalan raya yang dibina bukan sahaja ratadan selesa, tetapi juga mampu bertahan lama kerana mampu dikenakan beban daripada kenderaan secara berterusan, hasil penggunaan pelbagai lapisan jalan. Teknik penggunaan berbilang lapisan inilah yang membentuk asas kepada pembinaan jalan raya moden.

Ramai yang menyangka bahawa jalan raya hanya mula menggunakan turapan tar bermula abad ke-19, tetapi sangkaan tersebut meleset sama sekali. Sebenarnya, turapan tar mula digunakan seawal abad ke-8 lagi di pusat bandar raya Baghdad. Penggunaan turapan tar pada masa tersebut boleh dianggap sebagai salah satu pencapaian agung dalam sejarah kejuruteraan jalan raya semasa zaman kegemilangan Tamadun Islam. Bezanya dengan teknik turapan moden ialah hanya satu sahaja lapisan batu yang diturap dengan tar di atas permukaan bumi sedia ada, tidak seperti jalan raya moden yang mempunyai lapisan asas batu kerikil kasar dan lapisan sub-asas kerikil halus, sebelum diturap dengan batu kerikil halus hancur yang dicampurkan dengan aspal.

Perbandingan antara tiga rekaan jalan raya moden

Teknik turapan jalan raya moden diterajui dua orang jurutera jalan raya, iaitu Thomas Telford dan John Loudon McAdam, kedua-duanya dari Scotland. Thomas Telford mencadangkan penggunaan blok-blok batu besar yang disusun rapat sebagai asas jalan, sebelum disusuli dengan lapisan batu kerikil kasar dan kerikil halus. Sungguhpun ia menjadikan jalan raya lebih tahan lama berikutan pemilihan bahan yang lebih kukuh, namun kos pembinaannya begitu mahal akibat kos penghasilan blok-blok batu besar. Justeru, seorang lagi jurutera jalan raya bernama John Loudon McAdam berpendapat bahawa lapisan blok batu besar sebenarnya tidak diperlukan langsung; permukaan tanah sedia ada itu sendiri boleh menjadi asas yang sekukuh asas jalan rekaan Telford, dengan syarat bahawa tanah itu mestilah dipadatkan secukupnya. Lapisan yang diperlukan hanyalah lapisan asas batu kerikil kasar, lapisan kerikil halus, dan akhir sekali lapisan permukaan jalan (wearing course). Selain itu, satu lagi perbezaan ketara antara kedua-dua rekaan ialah jalan raya rekaan McAdam begitu rata dan sangat landai dari tepi ke tengah; bagi jalan raya selebar 9.1 m, bahagian paling tengah jalan hanya lebih tinggi 3 inci daripada bahagian paling tepi. Landaian sebegini membolehkan air hujan mengalir ke longkang dan parit di tepi jalan.

Sungguhpun demikian, satu masalah ketara pada kedua-dua rekaan ialah kedua-dua jenis jalan sering berdebu dan mudah terhakis semasa hujan lebat. Selain itu, kedua-dua jenis jalan kurang sesuai untuk kereta yang laju. Bagi mengatasi masalah ini, John Henry Cassell mempatentan teknik "Pitch Macadam" pada tahun 1834, melibatkan teknik semburan tar pada lapisan asas batu kerikil, menambah lapisan macadam di atasnya dan kemudian menurap jalan menggunakan campuran pasir dan tar. Sementara itu, seorang jurutera jalan raya British bernama Edgar Purnell Hooley mencipta kaedah tarmak pada tahun 1901, dengan mencampurkan agregat dan tar terlebih dahulu sebelum dilapisi di atas jalan, dan seterusnya dipadatkan dengan menggunakan penggelek jalan.

Teknik turapan yang digunakan sekarang sebenarnya menggunakan kaedah turapan aspal. Teknik yang dipelopori oleh jurutera berbangsa Belgium iaitu Edward de Smedt ini menggaulkan agregat batu kerikil dengan aspal, dituang secara lapisan di atas jalan dan seterusnya dipadatkan. Teknik sebegini juga dikenali sebagai turapan konkrit aspal, kerana seperti konkrit biasa, ia melibatkan penggunaan agregat batu kerikil serta bahan pengikat (aspal dalam kes ini). Teknik turapan aspal kini digunakan secara meluas bagi menggantikan teknik tarmak yang memerlukan banyak tenaga buruh. Selain itu, harga aspal bitumen yang semakin murah berbanding tar turut menyumbang kepada penggunaan turapan aspal. Sungguhpun demikian, beberapa buah negara seperti United Kingdom masih memanggil teknik sebegini sebagai "tarmak" dan bukannya "aspal". Ternik turapan aspal juga dikenali sebagai turapan anjal kerana beban daripada berat kenderaan hanya tertumpu kepada sesuatu titik tertentu sahaja. Akibatnya, tanah dan asas jalan dikenakan tekanan yang tinggi.

Agihan berat gandar pada jalan raya konkrit dan jalan raya aspal - beban gandar hanya tertumpu pada satu tempat sahaja pada jalan raya aspal, manakala di jalan raya konkrit pula berat gandar diagihkan ke satu kawasan luas, menyebabkan kurang tekanan dikenakan kepada lapisan asas dan tanah

Kelebihan turapan aspal adalah seperti berikut:-

1. Lebih murah - Faktor kos merupakan kelebihan terbesar pada jenis turapan aspal. Sebab itulah jenis turapan sebegini boleh digunakan secara meluas pada semua hirarki jalan, daripada sesempit-sempit jalan kampung selorong kepada lebuh raya ekspres berbilang lorong.
2. Lebih senyap - Sifat aspal yang anjal turut berperanan meredam sebahagian daripada bunyi bising yang dihasilkan oleh tayar yang menggelek di atas permukaan jalan. Jika dibandingkan, jalan raya konkrit pula lebih bising kerana tiada bahan yang boleh meredam bunyi bising tayar kenderaan.
3. Mudah dibaiki - Jika jalan raya aspal rosak atau berlubang, ia amat mudah untuk dibaiki, sama ada dengan mengisi lubang tersebut dengan batu kerikil halus bercampur tar ataupun dengan menurap semula jalan tersebut, bergantung kepada tahap keseriusan kerosakan. Tambahan pula, kerosakan tersebut boleh dibaiki dengan segera (baiki pagi ini, petang ini sudah boleh digunakan) Jika dibandingkan, sungguhpun jalan raya konkrit jarang rosak, namun sebaik sahaja ia rosak, ia menandakan berlakunya kerosakan struktur yang serius pada jalan raya tersebut.
4. Lebih cantik dan menarik - Jalan raya konkrit yang baru sahaja diturap akan kelihatan menarik dan dianggap "sangat cantik" serta "bermutu tinggi". Jika dibandingkan, jalan raya konkrit kelihatan putih kusam dan dianggap seolah-oleh "tidak terurus".

Kelemahan jalan raya aspal pula adalah seperti berikut:-

1. Mudah rosak dan tidak tahan lama - Jalan raya aspal lebih mudah rosak daripada jalan raka konkrit melalui pelbagai cara. Permukaan jalan boleh dirosakkan oleh pusingan roda kenderaan. Selain itu, berat kenderaan juga boleh merosakkan jalan, kerana berat kenderaan hanya tertumpu ke suatu titik tertentu sahaja. Kerosakan jalan lebih ketara di jalan raya yang dilalui banyak kenderaan berat. Jika dibandingkan, berat kenderaan diagihkan ke satu kawasan luas di jalan raya konkrit, maka hanya sedikit sahaja tekanan terhasil terhadap asas jalan. Selain itu, tumpahan minyak juga boleh merosakkan jalan raya aspal kerana aspal boleh dilarutkan oleh minyak, menyebabkan ia tidak lagi mampu mengikat agregat batu kerikil dengan berkesan.
2. Perlu kerap diselenggara - Meskipun jalan raya aspal sangat murah berbanding jalan raya konkrit, namun ia perlu diselenggara dengan kerap berbanding jalan raya konkrit yang jauh tahan lama. Di Lebuhraya Utara-Selatan E1 dan E2 misalnya, Plus Malaysia Berhad selalunya menurap semula laluan aspal setiap 5 tahun sekali, tetapi tiada sebarang turapan semula perlu dilakukan bagi jajaran yang diturap dengan konkrit. Itu tiada masalah bagi lebuh raya yang mendapat sumber kewangan hasil kutipan tol; namun, bagi jalan persekutuan dan negeri yang perlu mengharapkan peruntukan kerajaan pula, kerajaan tidaklah 100% mampu hendak menurap semula keseluruhan jalan raya biasa setiap 5 tahun, sebaliknya keutamaan diberikan kepada laluan utama yang rosak teruk.
3. Boleh jadi licin semasa cuaca sangat panas - Jalan raya aspal boleh jadi licin bukan sahaja kerana cuaca hujan, tetapi boleh jadi kerana cuaca panas. Cuaca yang terlalu panas akan menyebabkan aspal menjadi lembut (atau mungkin mencair sedikit), sekaligus boleh menyebabkan kenderaan hilang kawalan walaupun semasa cuaca panas.
4. Pencemaran tanah dan air - Kebanyakan jalan raya di Malaysia diturap menggunakan aspal yang bertoksik, mudah terbakar serta boleh menyebabkan barah (karsinogen). Jika hujan turun semasa jalan baru sahaja diturap, ataupun minyak tumpah di atas jalan, aspal boleh disebarkan dan dilarutkan dan seterusnya masuk ke sistem saliran sebelum memasuki sungai. Selain itu, aspal boleh meresap ke dalam tanah dan menyebabkan tumbuh-tumbuhan dan haiwan mati apabila terminum air yang mengamdungi aspal. Ia boleh dikurangkan dengan "mengopek" semula jalan yang dilucutkan pewartaannya dan tidak digunakan lagi untuk dikitar semula.

Satu lagi teknik turapan moden ialah dengan menggunakan konkrit biasa. Turapan konkrit juga dikenali sebagai turapan tegar kerana permukaan jalan yang diturap dengan konkrit membentuk satu badan tegar yang seterusnya mengagihkan beban daripada berat kenderaan secara lebih sekata di kawasan yang lebih luas, tidak seperti turapan aspal yang mana beban berat kenderaan hanya tertumpu kepada satu titik semata-mata. Terdapat beberapa batang lebuh raya di Malaysia yang menggunakan turapan konkrit, seperti Lebuhraya Utara-Selatan E1 (Slim River-Tapah, Gurun-Alor Setar, Rawang-Bukit Lanjan dan NKVE) dan E2 (Ayer Keroh-Tangkak). Turapan konkrit lebih sesuai digunakan di lebuh raya yang mempunyai kadar aliran trafik yang tinggi, terutamanya kenderaan berat.

Kelebihan turapan konkrit adalah seperti berikut:-

1. Lebih kuat dan lebih tahan  - Turapan konkrit menyebarkan beban berat kenderaan dengan lebih sekata pada kawasan yang lebih luas, tidak seperti turapan aspal yang mana beban hanya tertumpu kepada satu titik sahaja, menyebabkan jalan raya aspal lebih mudah rosak berbanding konkrit.
2. Tahan kakisan bahan kimia - Konkrit merupakan bahan yang lengai dan tidak mengalami sebarang tindak balas kimia yang merosakkan, contohnya tumpahan minyak. Jika minyak tumpah pada jalan raya aspal, jalan raya akan rosak kerana minyak boleh melarutkan aspal dan menjejaskan kekuatannya. Namun, jika minyak tumpah di atas jalan raya konkrit, tiada sebarang kesan pada jalan konkrit tersebut.
3. Bebas selenggara - Tidak seperti turapan tar yang perlu diturap semula selepas 5 tahun, turapan konkrit pula boleh bertahan sebegitu lama sehingga puluhan tahun tanpa sebarang penyelenggaraan. Anda boleh lihat perbezaan di Lebuhraya Utara-Selatan antara lebuh raya yang diturap dengan tar dengan konkrit; tiada langsung kesan turapan semula di jajaran yang diturap dengan konkrit, tetapi banyak tempat yang diturap semula di jajaran yang diturap dengan aspal.
4. Boleh dibuat alur bagi menghasilkan permukaan bebas gelincir yang tahan lama - Untuk membolehkan jalan yang diturap menggunakan konkrit lebih tahan lama, jalan raya boleh ditambah alur untuk menjadikannya lebih mencengkam tanpa tergelincir.
5. Kurang rintangan golekan - Jalan raya konkrit tahan haus, maka kurang rintangan golekan yang terhasil. Sementara itu, kecenderungan jalan raya aspal untuk haus turut menyumbang kepada rintangan golekan pada jalan aspal tersebut, kerana aspal perlu "bekerja" lebih untuk menghalang agregat batu kerikil halus daripada terhakis.

Kelemahan turapan konkrit pula ialah seperti berikut:-

1. Lebih mahal daripada turapan aspal - Turapan konkrit lebih mahal daripada aspal disebabkan harga simen yang lebih mahal daripada aspal. Selain itu, penggunaan batang-batang besi bagi mengukuhkan turapan turut menyumbang kepada kos yang meningkat.
2. Lebih memakan masa - Jalan yang diturap dengan aspal boleh terus digunakan pada hari yang sama sekiranya cuaca baik (misalnya, jika kerja turapan dilakukan pada waktu pagi, jalan tersebut sudah boleh digunakan pada waktu petang). Namun, seperti binaan konkrit yang lain, jalan raya konkrit juga memerlukan lebih masa untuk simen mengering sebelum ia boleh digunakan. Malah, perubahan kandungan air seperti akibat hujan boleh mempengaruhi tahap kekuatan konkrit tersebut.
3. Bunyi bising jalan - Salah satu kelemahan besar jalan raya konkrit ialah bunyi bising jalan. Bunyi bising yang dihasilkan oleh jalan raya konkrit adalah lebih tinggi daripada jalan raya aspal. Sifat aspal yang lebih anjal sedikit sebanyak menyumbang kepada tahap kebisingan yang kurang pada jalan raya aspal.