Konstruksi jalan digital tidak menggunakan beton
Engineering

Konstruksi jalan digital tidak menggunakan beton


Lengan robotik menjabarkan “pola rajutan”. Peneliti Empa sedang menyelidiki pola yang berbeda dalam sejumlah seri tes. Kredit: Empa

Sebuah lengan robotik membentangkan tali dalam pola seperti mandala di atas hamparan kerikil. Yang tampak sebagai seni pertunjukan kontemporer adalah penelitian dasar yang menggali cara-cara baru dalam pembangunan jalan. Di satu sisi, teknik konstruksi yang dibantu robot untuk pembangunan jalan sedang diuji yang sejauh ini hanya digunakan dalam rekayasa struktur. Di sisi lain, jenis baru tulangan mekanis dimaksudkan untuk mengubah struktur tipikal permukaan jalan dan dengan demikian membantu menghemat sumber daya yang berharga di masa depan atau bahkan untuk mendaur ulang permukaan jalan sama sekali.

Ide dari teknik struktural

Ide tersebut berasal dari proyek laboratorium Penelitian Gramazio Kohler di ETH Zurich. Di sini proyek tersebut sebenarnya diangkat sebagai proyek seni dan penelitian. Pilar yang ditumpuk murni dari string dan kerikil menunjukkan bahwa stabilitas yang luar biasa dapat dicapai hanya dengan mengunci kerikil dengan benang — tanpa semen sebagai pengikat! Pengujian laboratorium menunjukkan bahwa pilar kerikil dengan tinggi 80 cm dan diameter 33 cm dapat menahan tekanan 200 kN yang setara dengan beban 20 ton.

Aspal juga terdiri dari batuan dengan berbagai ukuran dan pengikat, bitumen. Oleh karena itu, Martin Arraigada dan Saeed Abbasion dari lab “Beton & Aspal” Empa mentransfer konsep ini ke konstruksi jalan: “Kami ingin mengetahui bagaimana perkerasan yang dapat didaur ulang dapat diproduksi di masa depan. Untuk melakukan ini, kami menggunakan metode konstruksi digital di jalan raya. konstruksi untuk pertama kalinya, “jelas Arraigada.

Permukaan jalan yang diperkuat tali yang tidak membutuhkan aspal menjanjikan sejumlah keuntungan. Karena bitumen diekstraksi dari minyak mentah, polutan udara dilepaskan selama produksi dan juga selama penggunaan. Terlebih lagi, hal itu membuat aspal mudah retak dan berubah bentuk dan, di atas itu, tidak tembus air hujan — ini juga bisa diatasi. Bagi para peneliti, juga dapat dibayangkan bahwa batuan dapat digunakan yang sebaliknya tidak sesuai untuk konstruksi jalan, tetapi jarang terjadi. Last but not least, proses ini memungkinkan perkerasan yang dapat digulung dan didaur ulang.

Tali dan kerikil lepas

Kedua peneliti Empa menggunakan berbagai pengaturan eksperimental untuk menguji solusi untuk aspek yang disebutkan di atas. Lengan robotik memainkan peran sentral. Ini menempatkan string dalam pola yang diprogram pada lapisan kerikil yang ditumpuk di atas satu sama lain. Untuk pengujian mekanis, lima dari lapisan kerikil dan benang ini ditempatkan di atas satu sama lain dalam kotak uji, dengan lantai kotak ditutup dengan alas karet yang mengikat seluruh paket ke tanah. Ini mensimulasikan tempat tidur yang dapat dideformasi, di mana trotoar diterapkan. Fakta bahwa benang tersebut persis sama dengan yang digunakan oleh setiap warga Swiss untuk memaketkan kertas bekas menunjukkan bahwa peneliti Empa sedang melakukan terobosan baru (dan hemat biaya) di sini.

Tes mekanik dan pemodelan komputer

Paket benang kerikil kemudian dimuat dengan pelat berputar dan diberi tekanan. Uji beban ini menunjukkan bahwa dengan mengikat setiap batu kerikil dengan ulir, paket tersebut dapat menahan tekanan 5 kN — setengah ton — tanpa menggusur bebatuan. Biasanya, aspal pengikat melakukan tugas ini di aspal. Uji beban dinamis dengan tekanan gelinding, serupa dengan kondisi ekstrem yang harus ditahan oleh perkerasan jalan, akan segera dilakukan.

Sejalan dengan eksperimen lab mereka, para peneliti memodelkan semuanya dalam 3D di komputer menggunakan Metode Elemen Diskrit (DEM). Ini akan mengungkapkan perpindahan masing-masing batu dan gaya tarik yang bekerja pada benang — sesuatu yang tidak dapat diselidiki di laboratorium. Selain itu, pola dan lebar mata jaring yang berbeda serta pengaruhnya terhadap stabilitas perkerasan juga akan diperiksa secara lebih rinci.

Penelitian Martin Arraigada dan Saeed Abbasion belum menghasilkan produk akhir yang siap digunakan dalam pembangunan jalan. Namun, penelitian mereka memberikan banyak potensi inovatif untuk mendekati perkerasan jalan yang dapat didaur ulang dan mungkin dapat digulung dengan cara sederhana.


Pemindai tangan mengukur kualitas aspal


Disediakan oleh Laboratorium Federal Swiss untuk Ilmu dan Teknologi Material

Kutipan: Jalan rajut: Konstruksi jalan digital tidak menggunakan beton (2021, 24 Maret) diambil 24 Maret 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-03-roads-digitalized-road-concrete.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HKG