6.1. Analisa Perhitungan Struktur Jalan 6.1.1. Data yang diperlukan :
a. Data tanah dasar : CBR.
b. Lalu-lintas : Volume/ADT, komposisi, konfigurasi as/sumbu dan beban, angka pertumbuhan.
c. Material yang tersedia : Sifat-sifatnya.
d. Ketentuan-ketentuan lain : Umur rencana, keadaan umum di daerah sekitarnya, alignment (faktor regional) dan lain-lain.
6.1.2. Standart Perencanaan.
Perencanaan jalan Desa ini mengacu pada Pedoman perhitungan tebal perkerasan lentur pada SKBI No. 2.3.26.1987 dan SK Menteri Pekerjaan Umum No. 378/KPTS/1987 tentang Pengesahan 33 Standar Konstruksi Bangunan Indonesia, serta SNI No. 1732-1989-F, yaitu tentang penggunaan nomogram sebagai berikut :
a. Nomogram yang ada dibuat berdasarkan analisa lalu lintas 10 tahun.
Untuk keadaan lalu lintas (umur rencana) tidak selama 10 tahun; nomogram tersebut masih dapat digunakan dengan menggunakan “faktor penyesuaian” (FP).
10
UR
FP=
b. Cara Indonesia/Bina Marga ini hanya berlaku untuk material berbutir kasar (granular material) dan tidak berlaku untuk batu-batu besar (telford).
Hal ini disebabkan karena cara Bina Marga ini didasari oleh teori yang menganggap bahwa bahan perkerasan harus elastis isotropis (sifat sama untuk segala arah).
Dan juga mensyaratkan adanya pemeliharaan perkerasan yang terus menerus (kontinyu).
c. Besaran-besaran yang dipergunakan.
- Daya Dukung Tanah (DDT) : yaitu sekedar bilangan skala untuk menyatakan daya dukung tanah dasar dan mempunyai korelasi khusus terhadap CBR, Group Index, Kuat Tekan atau besaran lain yamg menyatakan kekuatan tanah dasar.
- Lalu Lintas Harian Rata-Rata (LHR) : adalah jumlah kendaraan yang lewat pada jalan yang direncanakan perhari rata-rata untuk dua jurusan/arah.
- Lintas Ekivalen Permulaan (LEP) : Jumlah lintasan kendaraan rata-rata pada tahun permulaan pada jalur rencana dengan satuan as tunggal 8,16 ton (18.000 lbs = 18 kips) atau (18 Kips Single Axle Road).
- Lintas Ekivalen Akhit (LEA) : Jumlah lintasan kendaraan rata-rata pada tahun akhir dan masa pelayanan pada jalur rencana dengan as tunggal 8,16 ton.
- Lintas Ekivalen Tengah (LET) : Jumlah lintasan kendaraan rata-rata selama masa pelayanan pada jalur rencana dengan satuan as tunggal 8,16 ton.
- Jalur Rencana : adalah suatu jalur dari jalan yang paling banyak (padat) dilewati kendaraan.
Pada jalan dua jalur biasanya salah satu jalur; sedang pada jalan berjalur banyak terpisah (multi lane divided) adalah pada jalur terluar.
- Faktor Regional (FR) : Faktor koreksi sebagai akibat adanya perbedaan antara kondisi lapangan yang dihadapi dengan kondisi AASHO Road Test yang antara lain dapat meliputi : iklim, curah hujan, kondisi alignment/topografi, lalu lintas, fasilitas drainase dan lain sebagainya.
- Indeks Permukaan (IP) : disebut juga “serviceability” adalah besaran yang menyatakan nilai dari kerataan/kehalusan dan kekokohan perkerasan di tinjau dari kepentingan pelayanan lalu-lintas.
Nilai/harga IP tergantung pada jenis dan kondisi perkerasan (kondisi : rut dept, roughness, patch, crack dll; tanpa dipengaruhi geometrik dari jalan yang bersangkutan .
- IPo dan IPt : IPo adalah nilai IP pada awal tahun permulaan, sedangkan IPt adalah IP pada akhir masa pelayanan. Pemilihan harga IPo dan IPt tergantung pada jenis perkerasan dan klas jalan.
Pemilihan IPt menunjukkan tingkat kerusakan yang diijinkan/direncanakan pada akhir masa pelayanan.
- Faktor penyesuaian (FP) : adalah faktor koreksi sehubungan rencana yang kita perhitungkan tidak sama dengan 10 tahun.
10
UR
FP=
- Angka Ekivalen Beban (AE) : adalah besaran yang menyatakan jumlah lintasan as tunggal 8,16 ton atau 18.000 lbs yang menyebabkan derajat kerusakan yang sama dengan beban as yang mempunyai AE tersebut, bilamana lewat (lintasan) satu kali.
Rumus AE : - As tunggal : 4
160
.
8 ⎟⎟⎠⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
kg
Tunggal
BebanSumbu
AEtg
- As Tandem :0.086
160
.
8
4x
kg
Tunggal
BebanSumbu
AEtg ⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
- Koefisien Distribusi Kendaraan (C) : adalah koefisien yang menyatakan prosentase atau bagian dari kendaraan yang lewat dari jalur rencana dari keseluruhan kendaraan yang lewat pada jalan yang dimaksud.
- Indeks Tebal Perkerasan (ITP) : adalah besaran yang menyatakan nilai konstruksi perkerasan yang besarnya tergantung pada tebal masing-masing lapisan serta kekuatan relative dari lapisan-lapisan tersebut.
- Koefisien Kekuatan Relatif (a) : adalah koefisien yang menyatakan kekuatan relative daripada lapisan perkerasan, yang besarnya tergantung pada CBR, stability, kuat tekan dan lain sebagainya.
- Rumus ITP :
ITP=(a1xD1) (+ a2xD2) (+ a3xD3)
1 = lapis permukaan/surface course. 2 = lapis pondasi/base course.
3 = lapis pondasi bawah/sub base course.
6.1.3. Penggunaan Nomogram.
a. Hitung ADT masing-masing jenis kendaraan untuk tahun ke 0 dan untuk tahun ke n (n = umur rencana).
( )
ni
ADTo
ADTn= 1+
. ( i = pertumbuhan lalu-lintas). b. Hitung ADT rata-rata selama masa pelayanan (ADTt).2
ADTn
ADTo
ADTt= +
c. Hitung angka ekivalen (AE) masing-masing jenis kendaraan. d. Hitung lintas ekivalen tengah (LET).
e. Hitung faktor penyesuaian (FP).
10
UR
FP=
f. Hitung CBR rata-rata.g. Cari daya dukung tanah dasar (DDT) melalui grafik yang tersedia. h. Pilih nomogram yang sesuai ( kombinasi IPo dan IPt ).
Jalan kelas tinggi IPo dan IPt perlu tinggi pula. Jalan kelas sedang IPo dan IPt perlu sedang pula. Jalan kelas rendah IPo dan IPt perlu rendah pula. i. Tentukan faktor regional (FR).
Dengan menggunakan table yang sudah tersedia.
j. Dengan data DDT dan LER melalui nomogram yang sudah dipilih akan diperoleh ITP. k. Selanjutnya dengan data ITP dan FR akan diperoleh ITP rencana.
l. Melalui tabel yang tersedia tentukan jenis tiap lapisan perkerasan serta tebal minimum dari masing-masing lapisan.
m. Dengan rumus ITP rencana = a1D1 + a1D2 + a3D3 akan diperoleh tebal dari masing-masing lapisan perkerasan.
6.1.4. Pelaksanaan
6.1.4.1. Analisa Komponen Perkerasan.
Perhitungan perencanaan ini didasarkan pada kekuatan relative masing-masing lapisan perkerasan jangka panjang, dimana penentuan tebal perkerasan dinyatakan oleh ITP (Indeks Tebal Perkerasan), dengan rumus sebagai berikut :
3 3 2 2 1 1
D a D a D
a
ITP= + +
a1,a2,a3 = koefisien kekuatan bahan perkerasan (VII) D1,D2,D3 = tebal masing-masing lapis perkerasan (cm)
Angka 1, 2 dan3 : masing-masing untuk lapis permukaan, lapis pondasi dan lapis pondasi bawah.
6.1.4.2. Metode Konstruksi Bertahap.
Metode perencanaan konstruksi bertahap didasarkan atas konsep “sisa umur”. Perkerasan berikutnya direncanakan sebelum perkerasan pertama mencapai keseluruhan “masa fatique”.
Untuk itu tahap kedua diterapkan bila jumlah kerusakan (cumulative Damage) pada tahap pertama sudah mencapai k.1.60%. Dengan demikian “sisa umur” tahap pertama tinggal k.1. 40%.
Untuk menetapkan ketentuan diatas maka perlu dipilih waktu tahap pertama antara 25% - 50% dari waktu keseluruhan. Misalnya : UR = 20 tahun, maka tahapI antara 5 – 10 tahun dan tahap II 5 – 10 tahun.
Perumusan konsep “sisa umur” ini dapat diuraikan sebagai berikut :
a. Jika pada akhir tahap I tidak ada sisa umur (sudah mencapai fatique, misalnya timbul retak), maka tebal perkerasan tahap I didapat dengan memasukkan lalu lintas sebesar LER1.
b. Jika pada akhir tahap II diinginkan adanya sisa umur k.1.40% maka perkerasan tahap I perlu ditebalkan dengan memasukkan lalu lintas sebesar x LER1
c. Dengan anggapan sisa umur linear dengan sisa lalu lintas, maka : X LER1 = LER1 + 40% x LER1
(tahap I plus) (tahap I) (sisa tahap I) Diperoleh y = 2,5.
d. Jika pada akhir tahap I tidak ada sisa umur maka tebal perkerasan tahap II didapat dengan memasukkan lalu lintas sebesar LER2.
e. Tebal perkerasan tahap I + II didapat dengan memasukkan lalu lintas sebesar y LER2. Karena 60% y LER2 sudah dipakai pada tahap I maka:
Y LER2 = 60% y LER2 + LER2 (tahap I+II) = (tahap I) + (tahap II) Diperoleh y = 2,5.
f. Tebal perkerasan tahap II diperoleh dengan mengurangkan tebal perkerasan tahap I + II (lalu lintas y LER2) terhadap tebal perkerasan I (lalu lintas x LER1)
g. Dengan demikian pada tahap II diperkirakan ITP2 dengan rumus : ITP2 = ITP – ITP1
ITP didapat dari nomogram dengan LER = 2,5 LER2
6.1.5. Bagan Alir Perencanaan Teknis Jalan