PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN KAKU (RIGID
PAVEMENT) PADA PROYEK JALAN TOL
CIMANGGIS-CIBITUNG SEKSI I
CIBUBUR, JAWA BARAT
Darmadi
11
Dosen Prodi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan,
Universitas Jayabaya, Jakarta Indonesia
*E-mail:
[email protected]
ABSTRACT
Toll Road Cimanggis - Cibitung Section I (South) Sta 23 + 900 s / d 27 + 070, is a
project of PT. Cimanggis Cibitung Tollways (CCT). This road has length about ±
3.17 km, it is the southernmost part of the entire project Toll Road Cimanggis –
Cibitung which includes an on/off ramp at Jatikarya to the Transyogi National
Road. Cimanggis-Cibitung Toll Section I is an alternative to reduce traffic
congestion in Cibubur city, Cikeas Area, Narogong Industrial Area and Bekasi
Regency Area. Rigid Pavement is selected as the pavement of this road. The rigid
pavement thickness calculation method is AASHTO 1993. To determine the
thickness of the pavement, we should first know the CBR value of the subgrade,
but in this project, the CBR value is derived from embankment material that has
6.76 fot California Bearing Ratio value. By AASHTO 1993 method can be
calculated required plate thickness of rigid pavement (minimum) = 30 cm and
Agregate class A required is 20 cm..
PENDAHULUAN
Permasalahan kemacetan di kota Cibubur hampir terjadi setiap hari dari jam 07.00 sampai jam 18.00 karena banyaknya pelaku perjalanan yang berasal dari area Cibubur, kawasan industri Narogong , Cikeas dan sekitarnya yang menuju ke Jakarta. Pembangunan Jalan tol Cimanggis-Cibitung seksi-1 ini dibangun dalam rangka mengatasi masalah tersebut di atas.
Perkerasan kaku atau perkerasan beton semen digunakan pada jalan tol ini dengan harapan umur perkerasan jalan dapat bertahan selama 20 tahun. Perkerasan kaku (Rigid pavement) adalah jenis perkerasan jalan yang menggunakan beton sebagai bahan utama perkerasan tersebut, merupakan salah satu jenis perkerasan jalan yang digunakan selain dari perkerasan lentur (asphalt). Perkerasan ini umumnya dipakai pada jalan yang memiliki kondisi lalu lintas yang cukup padat dan memiliki distribusi beban yang besar, seperti pada jalan-jalan lintas antar provinsi, jembatan layang (fly over), jalan tol, maupun pada persimpangan bersinyal. Perkerasan kaku (Rigid pavement) digunakan dikarenakan pelaksanaan relatif sederhana kecuali pada sambungan-sambungan, rancangan job mix lebih mudah untuk kendalikan kualitasnya, umur rencana dapat mencapai 15-20 tahun dan biaya
perawatan lebih murah dibandingkan dengan perkerasan lentur (aspal).
Keunggulan dari Perkerasan kaku (Rigid pavement) sendiri dibanding dengan perkerasan lentur (aspal) adalah bagaimana distribusi beban disalurkan ke subgrade. Perkerasan kaku (Rigid pavement) mempunyai kekakuan dan stiffnes, akan mendistribusikan beban pada daerah yang relatif luas pada subgrade, beton sendiri bagian utama yang menanggung beban struktural. Sedangkan perkerasan lentur karena dibuat dari material yang kurang kaku, maka persebaran beban yang dilakukan tidak sebaik pada beton. Sehingga memerlukan ketebalan yang lebih.
Gambar 1 Distribusi beban kendaraan Lokasi kegiatan penelitian ini berada di Jalan tol Cimanggis – Cibitung seksi 2, Cibubur, Kota Bekasi, Jawa Barat seperti terlihat di gambar 1.
Gambar 1 Lokasi Penelitian
KAJIAN TEORI
Darmadi [1] dalam analisis dampak lalulintas akibat exit tol Jatikarya terhadap jalan raya Transyogi memberikan output tentang volume lalulintas dengan pemodelan Contram seperti di tabel 1.
Tabel 1. Volume Lalulintas Jalan Tol
berat total Volume ton kend/hari - Kendaraan Ringan 2.0 5,841 - Pic-up, Combi 4.0 1,120 - Truck 2 as (L) 8.3 573 - Bus kecil 9.0 1,610 - Bus Besar 13.2 740 - Truck 2 as 4 ban(H) 18.2 901 - Truk 3 as 25.0 480 - Truk 4 as 31.4 248 - Trailer 1.2 - 2 26.2 140 - Trailer 1.2 - 22 42.0 45 Jenis Kendaraan
Salah satu metoda perencanaan untuk tebal perkerasan jalan yang sering digunakan adalah metoda AASHTO’93. Metoda ini sudah dipakai secara umum di seluruh dunia untuk perencanaan serta di adopsi sebagai standar perencanaan di
berbagai negara. Metoda AASHTO’93 ini pada dasarnya adalah metoda perencanaan yang didasarkan pada metoda empiris, sedangkan pada AASHTO 2006 telah dikembangkan dengan metode empirical-mechanical. Parameter yang dibutuhkan pada perencanaan menggunakan metoda AASHTO’93 ini antara lain adalah :
a. Structural Number
Structural Number (SN) merupakan fungsi dari ketebalan lapisan, koefisien relatif lapisan, dan koefisien drainase. Persamaan perhitungan Structural Number adalah sebagai berikut :
SN = a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3
dimana :
SN = nilai Structural Number. a1, a2, a3 = koefisien relatif lapisan. D1, D2, D3 = tebal lapisan perkerasan.
m1,m2,m3 = koefisien drainase.
b. Lalu Lintas
Parameter lalu lintas didasarkan pada kumulatif beban gandar standar ekivalen (Cumulative Equivalent Standard Axle, CESA). Perhitungan
CESA didasarkan pada konversi lalu lintas terhadap beban gandar standar 8.16 kN dan memperhitngkan juga umur
rencana, volume lalu lintas, faktor distribusi lajur, serta faktor pertumbuhan lalu lintas .
c. Reliability
Konsep reliability digunakan karena adanya ketidakpastian dalam proses perencaaan dengan mengambil tigkat keyakinan keberhasilan hasil perencanaan. Tingkat kepercayaan yang digunakan tergantung pada volume lalu lintas, klasifikasi jalan yang akan direncanakan maupun harapan dari pengguna jalan.
Suatu nilai standar deviasi (So) harus dipilih mewakili dari kondisi‐ kondisi lokal yang ada. Berdasarkan data dari jalan hasil penelitian AASHTO , nilai So digunakan nilai sebesar 0.25 untuk rigid dan 0.35 untuk flexible pavement. Hal ini berhubungan dengan total standar deviasi sebesar 0.35 dan 0.45 untuk lalu lintas untuk jenis perkerasan rigid dan flexible.
d. Faktor Lingkungan
Persamaan‐ persamaan dihasilkan dari percobaan oleh AASHTO dengan melakukan pengujian dan pengamatan pada jalan yang ditetapkan selama lebih kurang 2 tahun. Satu hal yang menarik dari faktor lingkungan ini adalah pengaruh dari kondisi swell dan frost
heave dipertimbangkan, maka penurunan
serviceability diperhitungkan selama
masa analisis yang kemudian berpengaruh pada umur rencana perkerasan.
Penurunan serviceability akibat roadbed swelling tergantung juga pada konstanta swell, probabilitas swell, dll..
e. Serviceability
Serviceability merupakan tingkat pelayanan yang diberikan oleh sistem perkerasan yang kemudian dirasakan oleh pengguna jalan. Untuk serviceability ini parameter utama yang dipertimbangkan adalah nilai Present Serviceability Index (PSI). Nilai serviceability ini merupakan nilai yang menjadi penentu tingkat pelayanan fungsional dari suatu sistem perkerasan jalan. Secara numerik serviceability ini merupakan fungsi dari beberapa parameter antara lain ketidakrataan, jumlah lobang, luas tambalan, dll. Nilai serviceability ini diberikan dalam beberapa tingkatan antara lain :
Untuk perkerasan yang baru dibuka nilai serviceability ini diberikan sebesar 4.0 – 4.2. Nilai ini dalam terminologi perkerasan diberikan sebagai nilai initial serviceability (Po).
Untuk perkerasan yang mulai harus dilakukan perawatannya , maka nilai serviceability dianggap sebesar 2.0. Nilai ini dalam terminologi perkerasan diberikan sebagai nilai terminal serviceability (Pt).
Untuk perkerasan yang sudah rusak dan tidak bisa dilewati, maka nilai serviceability ini akan diberikan sebesar 1.5. Nilai ini diberikan dalam terminologi
failure serviceability (Pf)
Tebalnya perkerasan rigid dihitung dengan rumus berikut untuk mendapatkan nilai Structural Number
(SN)
dengan :
W18 = Kumulatif beban gandar standar selama umur
perencanaan (CESA).
Pt,Po = Termina/Initial serviceability Zr = Standard Normal Deviasi
So = Standard error dari prediksi lalu lintas dan kinerja
SN =Structural Number
METODOLOGI
Metodologi yang digunakan dalam penelitian disajikan dalam diagram alir di gambar 3.
Gambar 3. Diagram Alir Metode
PEMBAHASAN
Input data Lalulintas, data tipe jalan, data umur rencana, data nilai CBR disajikan di tabel 4.
Tabel 4 Input data Perencanaan
DATA JALAN LHR
NAMA RUAS JALAN :Jalan Tol Cim anggis Cibitung seksi-1 2- Kendaraan Ringan 2.0ton : 5,841
NO. LINK :15090
PANJANG JALAN (KM) :3.17 3- Pic-up, Com bi 4.0ton : 1,120
STA / KM :
NAMA WILAYAH BPJ : 4- Truck 2 as (L) 8.3ton : 573
KABUPATEN :KOTA BEKASI
STATUS JALAN : 1 5a- Bus kecil 9.0ton : 1,610
FUNGSI JALAN : 1 5b- Bus Besar 13.2ton : 740
DISAIN JENIS PERKERASAN :2 6a- Truck 2 as 4 ban(H) 18.2ton : 901
PROGRAM :1 6b - Truk 3 as 25.0ton : 480
DATA SURVAI LAPANGAN
NILAI CBR LAPANGAN (%) :6.81 6c- Truk 4 as 31.4ton : 248
KELANDAIAN ( % ) : 2
CURAH HUJAN (m m /tahun) :2 7a- Trailer 1.2 - 2 26.2ton 140
DATA PERENCANAAN 7b- Trailer 1.2 - 22 42.0ton 45
UMUR RENCANA (TAHUN ) :20
PERTUMBUHAN LALU LINTAS ( % ) :2.67
JUMLAH ARAH / JALUR RENCANA : 2 HOTMIX LAMA cm : JUMLAH LAJUR RENCANA : 3 PENETRASI LAMA cm : DATA LALU LINTAS TAHUN :2019 PONDASI AGREGAT cm : JALAN DIFUNGSIKAN TAHUN :2020 PONDASI BATU BELAH cm :
TANGGAL PERENCANAAN :20/08/2020
DATA LALU LINTAS
UNTUK PROGRAM PENINGKATAN ATAU REHAB
Hasil analisis lalulintas disajikan di
table 6.
Tabel 6. Hasil analisis lalulintas CESA
PERHITUNGAN LINTAS EKIVALEN AKHIR ( LEA) = C x LHRa10 x E
- Kendaraan ringan 2.0 ton = 0.40x 10,158.000 x 0.0004= 1.63
- Pic-up, Combi 4.0 ton = 0.40x 1,948.000 x 0.0117= 9.08
- Truck 2 as (L), Micro truck 8.3 ton = 0.48x 996.000 x 0.2174= 102.86
- Bus kecil 9.0 ton = 0.48x 2,800.000 x 0.3005= 399.65
- Bus Besar 13.2 ton = 0.48x 1,287.000 x 1.3908= 850.23
- Truck 2 as (H) 18.2 ton = 0.48x 1,567.000 x 5.0264= 3,741.28
- Truk 3 as 25.0 ton = 0.48x 835.000 x 2.7416= 1,087.40
- Truk 4 as ( truck gandeng) 31.4 ton = 0.48x 432.000 x 4.9283= 1,011.29
- Trailer 1.2 - 2 26.2 ton = 0.48x 244.000 x 6.1179= 709.06
- Trailer 1.2 - 22 42.0 ton = 0.48x 78.000 x 10.1829 = 377.28
LEA 10 = 8,289.76
BEBAN SUMBU KENDARAAN : ESA (KUMULATIF)= 365 x LEP x {(1 + i)n-1}/Ln(1+i)
47,031,519.76
Hasil perhitungan tebal perkerasan
kaku dengan menggunakan visual basic
excel (VBE) diperoleh nilai Agregatae
Klas A= 20 cm, Lean Concrete 10 cm
dan perkerasan kaku tebalnya 30 cm.
PERHITUNGAN TEBAL PLAT BETONUmur Rencana
Nilai ESA harian saat lalu lintas dibuka (EALo)( EALo) i
Log10(W18 )
Reliabilitas % R
Simpangbaku gabungan tingkat kegagalan So
Simpangbaku standar normal Zr
Indeks Permukaan Awal Po
Indeks Permukaan Akhir Pt
Penurunan kinerja perkerasan D PSI =Pt - Po
Kuat tekan beton kg/cm2 K
Konversi kuat tekan beton psi fc' fc' = K x 14.22 psi (Mutu Beton K-350 )
Modulus elastisitas beton psi Ec
Flexural strength of concrete psi Sc'
Koefisien penyaluran beban J
Koefisien drainse lapisan Cd Baik = 1.3, Cukup =0.9, Jelek = 0.5
Lapis pondasi h1 = 20.00 cm
Gabungan CBR(Gab) =[ {h1 x CBR1(1/3)+(100-h1) x CBR2(1/3)} /100 ]3
Tanah dasar / Existing 80 cm
Modulus Resilien (psi) psi MR1
Modulus efektif reaksi lapis pondasi pci k1
Modulus reaksi tanah dasar pci k2
Tebal pelat D = 11.94 cm Beban Lalu lintas Terjadi 7.67 cm Beban Lalu lintas Diperlukan 7.67 cm
`
RUMUS DASAR
Log10(W18) = Zr x So + 7.35 x log10(D+1) - 0.06 + [{log10(DPSI/(4.5 - 1.5))}/{1+ (1.624 x 107
)/(D + 1)8.46 }] + (4.22 - 0.32 x Pt ) x log10[{Sc' x Cd x (D0.75 - 1.132)}/{215.63 x J x (D0.75 - (18.42/(Ec/k )0.25 )}] 10,215.00 Sc'= 43,5 x Ec / 106 + 488,5 6.81 3.2
Arteri = 90, Kolektor = 85 dan Lokal = 65 0,3....0,4 untuk Perkerasan Kaku
350 4,977 4.5 90.00 Ec = 57000 x ( fc' )0,5 14.04 0.35 663 ( 100 - h1 ) = 4,021,228 k = MR/19.4 MR = 1500 x CBR 0.90 1,085.86 tahun sumbu 47,031,520 2.67% 2020 NO DATA ITEM S IM B O L lajur NILAI UNIT 20 Lajur Rencana 30 10 Log10( W18 ) Log 10( W18 ) 17 18 19 16 25
BEBAN KENDARAAN KUMULAITIF ( ESAL ) 20 22 CBR2 CBR1 21 CBRGab CBR 10 11 -1.282 7.670 7 3 2 24 2 8 14 15 9 4 5 W18 12 13 2.5 23 21,065.69 KETERANGAN Input Data : jalur Jumlah jalur 90 Tingkat pertumbuhan lalu lintas
4,893
6
26 20
cm
Data Hasil Akhir:
inc. 1 2 3 tahun BETON K-350 LC (BETON K-150) Lapis Pondasi Tanah Dasar
Gambar 3. Susunan tebal perkerasan
KESIMPULAN
Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah :
a. Nilai CESA untuk 20 tahun adalah 47,031,519 ( 47 juta)
b. Susunan perkerasan adalah perkerasan rigid = 30 cm , Lean concrete =10 cm dan Agregat klas A = 20 cm
DAFTAR PUSTAKA
