STUDI PERBANDINGAN METODE PERENCANAAN PERKERASAN KAKU
UNTUK
LAPANGAN TERBANG
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-Tugas Dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh
Ujian Sarjana Teknik Sipil
Disusun Oleh :
MONICA SARI
10 0404 114
BIDANG STUDI TRANSPORTASI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur bagi Allah SWT , yang telah melimpahkan rahmat dan
karunia-Nya, sehingga tugas akhir dengan judul Studi Perbandingan Metode
Perencanaan Perkerasan Kaku Untuk Lapangan Terbang dapat diselesaikan dengan
baik.
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas bimbingan dan bantuan dari
berbagai pihak. Dengan kerendahan hati saya sampaikan hormat dan terimakasih serta
penghargaan sebesar-besarnya kepadaa bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M. Eng.Sc
sebagai pembimbing yang senantiasa meluangkan waktu untuk membimbing,
mengarahkan dan memotivasi saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Rasa hormat
dan terima kasih yang sebesar-besarnya juga saya tujukan kepada :
1. Teristimewa untuk kedua orang tua saya, Ibunda Hj. Erwina Sari Pohan yang
telah mendoakan serta memberi motivasi dan kepada Ayahanda Drs. D. Jaya
yang telah mendidik dan mendukung saya.
2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johanes Tarigan ketua Departemen Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara
3. Bapak Ir. Syahizal, Mt, selaku seketaris Departemen Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara
4. Bapak Medis S Surbakti, ST.MT dan Bapak Irwan S Sembiring, ST.MT,
selaku Dosen Pembanding, yang telah memberikan saran dan masukan kepada
penulis terhadap Tugas Akhir ini.
5. Abdalla Syariful Alam Rangkuti, SE terimakasih atas dukungan, bantuan,
6. Bapak Ibu dosen staff pengajar yang telah membekali saya dengan ilmu hingga
selesainya Tugas Akhir ini.
7. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada
penulis.
8. Seluruh teman seperjuangan Teknik Sipil USU 2010. Khususnya
teman-teman bidang studi transportasi Luthfi pratama ST, Muhammad Taufiq, Dwi
Puspa, Mudrikah, Abdul Aziz, Prisquilla Sembiring, Ricky simatupang, dan
lainnya yang tidak dapat disebutkan terimakasih atas dukungan dan
semangatnya
Penulis menyadari tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karna itu,
diharapkan saran dan kritikan dari pemerhati untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini.
Semoga tugas akhir ini memberikkan manfaat bagi pengembangan imu pengetahuan
khususnya dilingkungan Teknik Sipil USU.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir
ini bermanfaat.
Medan, Februari 2016 Hormat saya
ABSTRAK
Terdapat beberapa metode perkerasan kaku untuk perencanaan perkerasan
lapangan terbang. Beberapa diantaranya adalah : PCA (Portland Cement Association)
dan FAA (Federal Aviation Administration). Kedua metode tersebut memiliki
perbedaan dalam memperhitungkan perkeraaasan. Metode PCA memperhitungakan
kerusakan terbesar akibat jalur lintasan roda dari masing-masing pesawat. Metode FAA
dengan kurva mengkonversikan beban dari masing-masing pesawat terhadap pesawat
udara desain dan dengan program metode FAA memperhitungkan kerusakan akibat
lalulintas keberangkatan langsung dari masing-masing pesawat.
Studi ini dimaksudkan untuk mengkaji perencanaan perkerasan kaku serta
mengaplikasikan kedalam perhitungan tebal perkerasan kaku yang didasarkan pada
kedua metode, FAA dan PCA. Untuk itu digunakan contoh data pergerakan pesawat
udara dan data struktur perkerasan untuk apron kargo di Bandar Udara Kualanamu
International Airport, Sumatera Utara. Perhitungan yang dilakukan tidak untuk
mendesain ulang atau mengevaluasi
Proses desain untuk metode PCA dilakukan dengan program AIRPAVE 11 dan
untuk metode FAA dilakukan dengan program FAARFIELD dengan kombinasi nilai k
yaitu, 140, 200, 250, dan 300. Dan perencanaan perkerasan kaku dengan metode PCA
menghasilkan tebal perkerasan beton rata-rata 3 inci lebih besar dibandingkan dengan
menggunakan metode FAA.
kata kunci :
DAFTAR ISI
1.3. Perumusan Masalah ...9
1.4. Tujuan Studi ...9
1.5. Manfaat Studi ...10
1.6. Batasan Masalah ...10
1.7. Metodologi Studi...10
1.8. Sistematika Penulisan ...11
BAB II. FAKTOR-FAKTOR YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM PERENCANAAN PERKERASAN LAPANGAN TERBANG ...13
II.1 Umum...13
II.2 Beban Pesawat ...15
II.3 Volume Lalu Lintas Pesawat ...18
II.4 Lalulintas Didaerah Tertentu ...19
II.5 Kekuatan Tanah Dasar ...22
II.5.1 Evaluasi Tanah Dasar ...23
II.5.2 Pemadatan ...25
II.5.4. Plate Bearing Test ...32
BAB III. KARAKTERISTIK PESAWAT TERBANG ...39
III.1 Umum ...34
III.2 Berat Pesawat ...39
III.3 Dimensi Pesawat ...45
III.4 Konfigurasi Roda Pesawat ...51
BAB IV. STRUKTUR PERKERASAN KAKU ...56
IV.1. Umum ...56
IV.2. Tanah Dasar...56
IV.2.1. Modulus Reaksi Tanah Dasar ...56
IV.2.2. Modulus Elastis (Young) ...61
IV.3 Lapis Pondasi ...62
IV.4 Lapis Permukaan Beton ...66
IV.5 Sifat-sifat Beton ...69
IV.5.1. Kuat Lentur ...69
IV.5.2. Kelelahan ...72
IV.6 Properti Lainnya ...75
BAB V. METODE PERENCANAAN PERKERASAN KAKU PADA LAPANGAN TERBANG ...39
V.1 Umum...76
V.2. Metode FAA ...76
V.2.1 Perencanaan Menggunakan Kurva ...77
IV.2.1.2 Perkiraan Keberangkatan Tahunan ...80
V.2.2. Perencanaan dengan Program FAARFIELD ...82
V.3 Metode PCA ...85
V.3.1 Perencanaan Menggunakan Kurva ...85
V.3.1.1. Faaktor Repetisi Beban ...88
V.3.1.2 Konsep Kelelahan ...90
V.3.2. Perencanaan dengan Program AIRPAVE 11 ...92
V.4 Perbandingan Metode FAA dan PCA ...94
V.4.1 Perbandingan FAA Manual dan Program ...94
V.4.2 Perbandingan PCA Manual dan Program ...94
V.4.3 Perbandingan PCA Manual dan Program ...95
V.2.2. Perencanaan dengan Program AIRPAVE 11 ...92
BAB VI. APLIKASI PROGRAM PERENCANAAN PERKERASAN KAKU LAPANGAN TERBANG ...96
VI.1 Data Eksisting Kualanamu ...96
VI.1.1 Data Pesawat (Aircrafts Data) ...96
VI.1.2 Data Pekerasan ...96
VI.2 PCA Program ( AIRPAVE 11 ) ...98
VI.2.1 Prosedur Desain...100
VI.2.1.1. Proses Input ...100
VI.2.1.2 Proses Running ...103
VI.2.2 Hasil Desain ...105
VI.3 FAA Program ( FAARFIELD ) ...106
VI.3.1.1. Proses Input ...100
VI.3.1.2 Proses Running dan Output Program ...113
VI.2.2 Hasil Desain ...115
BAB VII.KESIMPULAN ... 117
DAFTAR PUSTAKA ... 119
DAFTAR GAMBAR DAN GRAFIK
Gambar 2.1 Bagian-bagian Bangunan Pada Lapangan Terbang……….14
Grafik 2.1. Contoh Pendekatan Grafik, Metode CBR Desain Perkerasan Lentur………..32
Gambar 3.1 Dimensi Pesawat besar……….46
Gambar 3.2 Dimensi Pesawat Kecil……… 46
Gambar 3.4 Dimensi Pesawat B 787-8………47
Gambar 3.3 Dimensi Pesawat A380………48
Gambar 3.5 Jenis dan Bentuk Roda pendaratan………..52
Gambar 3.6 Jenis dan Bentuk Roda pendaratan………..53
Gambar 3.7 Jenis dan Bentuk Roda pendaratan………..54
Gambar 4.1 Susunan Lapisan Perkerasan kaku…… ………..56
Gambar 4.2 Hubungan Defleksi Dan Pembebanan Pada Plate Bearing Test.….58 Gambar 4.3 Pengaruh Lapis Pondasi Yang Tidak Distabilisasi Diatas Tanah Dasar……….64
Gambar 4.4 Pengaruh Lapis Pondasi Yang Distabilisasi Diatas Tanah Dasar…64 Gambar 4.4 Penampang Landasan Pacu………..67
Gambar 4.5 Hubungan Kuat Lentur Dan Umur Beton………72
Gambar 5.1 Kurva Desain Tebal Perkerasan Metode FAA……….………78
Gambar 5.2 Kurva Desain Tebal Perkerasan Metode FAA………..….. 79
Gambar 5.3 Kurva Desain Tebal Perkerasan Metode FAA………...……..79
Gambar 5.4 Tampilan Menu Utama Program FAARFIELD………...……83
Gambar 5.5 Tampilan Struktur Program FAARFIELD………...83
Gambar 5.6 Kurva Desain Tebal Perkerasan A-320 ……….…..86
Gambar 5.7 Kurva Desain Tebal Perkerasan A-330………...….86
Gambar 5.8 Kurva Desain Tebal Perkerasan B747-400ER……….87
Gambar 5.9 Kurva Desain Tebal Perkerasan B777-200ER……….87
Gambar 5.10 ilustrasi Faktor Repetisi Beban……….….89
Gambar 5.11 Tampilan menu Utama AIRPAVE 11………... 92
Gambar 6.1 Cross Section Perkerasan Kaku Bandar Udara Kualanamu………98
Gambar 6.2 Interface Program AIRPAVE 11……… 98
Gambar 6.3 Menu Utama Program AIRPAVE11………. 100
Gambar 6.4 Menu Aircraft Data Input………...101
Gambar 6.5 Menu Pop-up Modulus of Elasticity Input………..102
Gambar 6.8 Proses Running Menu Utama……….102
Gambar 6.7 Menu Pop-up Modulus of Subgrade Input………. 103
Gambar 6.6 Menu Pop-up Modulus of Rupture Input………... 103
Gambar 6.9 Menu Pop-Up menyatakan Proses Running selesai………....104
Gambar 6.10 Resume Output……….104
Gambar 6.11 Output Tunggal Pesawat Tipe A319-100 Opt………. 105
Gambar 6.12 Menu Utama Program FAARFIELD………...106
Gambar 6.13 Menu Pop-Up Pengisian Nama Job File……… .107
Gambar 6.14 Menu Pop-Up Pengisian Nama Section………...107
Gambar 6.15 Job File dan Section Siap untuk Didesain………..108
Gambar 6.16 Tampilan Perkerasan yang akan Didesain………. 108
Gambar 6.17 Tanpilan Menu Aircraft data Input……… 109
Gambar 6.18 Pemilihan Material Surface……….110
Gambar 6.20 Pemilihan Material Timbunan……….111
Gambar 6.19 Pemilihan Material Stabilisasi……….111
Gambar 6.22 Penentuan Tebal dari Lapisan Tertetu………112
Gambar 6.21 Pementuan Lapiasan Tanah Dasar………..112
Gambar 6.23 Penentuan Properties Material………...113
Gambar 6.24 Proses Running sedang Berjalan & Proses Running telah……..114
Selesai Grafik 6.1 Tebal Perkerasan Kaku dengan Kombinasi Nilai k……….. 116
Grafik 6.1 Tebal Perkerasan Kaku dengan Kombinasi Nilai k………...116
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 karakteristik perwakilan roda pendaratan pesawat terbang………….17
Tabel 2.2 Jarak dan Kedalaman Pengeboran Tanah……….23
Tabel 2.3 Komponen Tanah……….24
Tabel 2.3 Klasifikasi Tanah………..25
Tabel 3.1 Karakteristik Pesawat Penerbangan Komersil……….37
Tabel 3.2 Karakteristik Pesawat Penerbangan Non-Komersil………..38
Tabel 4.1 Nilai Modulus Tahan Dasar (k)………59
Tabel 4.2 karakteristik tanah sehubungan dengan nilai k……….60
Tabel 5.1 Faktor Ekivalen Konfigurasi Sumbu Roda……….…..80
Tabel 5.2 Rasio Tegangan dan Repetisi beban yang diizinkan……… 90
Tabel 6.1 Nilai Modulus Tahan Dasar (k)……… 97
Tabel 6.1 Aircraft Data KualaNamu International Airport–KNIA Tahun 2014...99
Tabel 6.2 Hasil Desain Tebal Perkerasan Program AIRPAVE11………..105
