Penelitian terbaru oleh teknik sipil di MIT menunjukkan bahwa menggunakan jalan aspal lebih kaku mampu mengurangi konsumsi bahan bakar sebanyak 3 persen. Penghematan mencapai 273 juta barel minyak per tahun atau $ 15,6 juta (harga minyak saat ini). Hal ini berpengaruh terhadap penurunan emisi CO2 sebanyak 46,5 juta ton meter.
Penelitian ini dilaporkan pada laporan terakhir, merupakan penelitian yang pertama kali menggunakan model matematika daripada percobaan pada jalan raya untuk melihat efek defleksi jalanan aspal pada konsumsi bahan bakar di seluruh jalanan Amerika.
Dengan memodelkan tekanan fisik pada bidang kerja ketika ban karet berguling pada jalanan aspal. Prof. Franz Josef Ulm (pengarang hasil penelitian) dan mahasiswa doktoral, Mehdi Akbarian, menyimpulkan bahwa karena cara energi didisipasikan, defleksi maksimum beban berada di belakang jalur perjalanan. Ini memberikan efek ban pada kendaraan mendaki terus-menerus, yang meningkatkan penggunaan bahan bakar.
Defleksi di bawah ban mirip dengan permukaan pasir pantai: dengan setiap langkah, kaki yang diletakan di pasir dari tumit hingga ujung kaki, pejalan kaki membutuhkan energi yang lebih banyak dibanding berjalan di permukaan yang keras. Pada jalan raya, bahkan hanya 1 persen peningkatan konsumsi bahan bakar akan meninggalkan jejak yang besar bagi lingkungan. Jalanan aspal yang lebih kaku, yang dapat dicapai dengan meningkatkan sifat-sifat material atau meningkatkan ketebalan lapisan aspal, menggantinya menjadi lapisan beton atau aspal beton mencampur struktur, atau merubah ketebalan atau komposisi sub-lapisan jalan, akan menurunkan defleksi dan mengurangi emisi.
“Penelitian ini secara harafia, ketika karet bersentuhan dengan jalanan,” kata Ulm, the George Macomber Professor in the Department of Civil and Environment Engineering. “Kami telah menemukan cara untuk memperbaiki jejak lingkungan pada infrastruktur jalanan, namun penelitian empiris yang lalu untuk menentukan penghematan bahan bakar semuanya tertuju pada pengaruh kekasaran dan tipe jalanan aspal, dan penemuannya kadang-kadang berbeda. Tidak ada jalanan identik pada tanah yang sama di bawah kondisi yang sama. Malah akan mendapatkan efek samping. Pendekatan empiris tidak berhasil. Sehingga kita menggunakan analisis statistis untuk menghindari efek samping tersebut.”
Penelitian baru menetapkan parameter kunci dalam menganalisa struktur ketebalan dan sifat material (kekakuan dan tipe sub-kualitas) jalanan aspal. Model matematika tersebut berdasarkan perilaku mekanis jalanan aspal di bawah beban. Untuk mendapatkan hasil tersebut, Ulm dan Akbarian memberI model data pada bagian 5.634 perwakilan jalan Negara yang diambil dari Federal Highway Administration data sets. Data ini termasuk informasi pada permukaan dan sub-permukaan material jalan aspal dan di bawah tanah, seperti jumlah, tipe, dan berat kendaraan yang menggunakan jalan. Peneliti juga mengkalkulasi dan menyatukan area kontak ban kendaraan dengan jalan aspal.
Ulm dan Akbarian memperkirakan bahwa efek kombinasi kekasaran jalan dan defleksi bertanggung jawab terhadap rata-rata konsumsi per tahun sekitar 7.000 – 9.000 galon bahan bakar per jalur. Menurut mereka, hingga 80% konsumsi bahan bakar ekstra, lebih dari penggunaan normal kendaraan, dapat dikurangi dengan perbaikan sifat dasar aspal, beton, dan material yang digunakan untuk membangun jalan.
Menurut Akbarian, saat ini banyak yang membuang bahan bakar yang tidak perlu karena rancangan jalan aspal didasarkan semata-mata meminimalisir biaya dibanding performanya. Sekarang kita dapat memasukkan pengaruh lingkungan, kinerja jalan aspal, dan biaya model untuk mengoptimalkan rancangan jalan aspal dan mendapatkan biaya terrendah dan pengaruh lingkungan paling rendah dengan struktur kinerja terbaik.
Para peneliti mengatakan biaya awal pengeluaran untuk jalan aspal lebih baik akan lebih cepat terbayar dengan sendirinya, bukan hanya efisiensi bahan bakar dan pengurangan emisi karbon dioksida, namun juga mengurangi biaya pemeliharaan.
Terdapat mis-konsep bahwa jika ingin ramah lingkungan harus menghabiskan banyak uang, namun hal tersebut tidaklah benar. Rancangan jalan aspal yang lebih baik sepanjang hidup akan menyimpan lebih banyak uang dalam hal pembiayaan bahan bakar daripada biaya awal perbaikan. Dan departemen transportasi akan menyimpan lebih banyak uang sembari mengurangi jejak emisi karena jalan tidak akan memburuk dengan cepat.
Penelitian ini bertujuan agar infrastruktur jalan lebih berkelanjutan. Model ini akan membantu dengan memberikan teknik jalan aspal sebuah alat dengan memasukkan keberlanjutan sebagai parameter rancangan, seperti keselamatan, biaya, dan kualitas perjalanan.
Menurut Lev Khazanovich, professor teknik sipil di universitas Minnesota, penelitian ini mempelopori kerangka kerja matematika keras yang berhubungan dengan konsumsi bahan bakar dengan prediksi defleksi jalan aspal menurut matematika. Kerangka kerja ini meletakkan pondasi untuk pembangunan yang terus-menerus dan perbaikan masa depan model interaksi kendaraan dengan jalan aspal.
Menurutnya, Integrasi hasil penelitian inidengan panduan perancanangan jalan aspal empiris-mekanistik (Mechanistic – Empirical Pavement Design Guide) diadopsi oleh American Association of State Highway Transportation Officials akan memungkinkan agensi transportasi untuk menghitung konsumsi bahan bakar saat jalanan macet dalam keputusan perancangan jalan aspal. Hal ini membuat penelitian Akbarian dan Ulm sangat penting terhadap efek lingkungan pada sistem trasnportasi.
Sumber: sciencedaily.com
Sumber gambar: yogyakartacity.olx.co.id
