STUDI KOMPARASI PERENCANAAN TEBAL
PERKERASAN KAKU JALAN TOL MENGGUNAKAN
METODE BINA MARGA 2002 DAN AASHTO 1993
( Studi Kasus : Ruas Jalan Tol Solo
–
Kertosono )
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
RATNA FITRIANA NIM : D 100 100 049
kepada :
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
MOTTO
Barang
siapa merintis jalan mencari ilmu maka Allah akan memudahkan
baginya jalan ke
surga.
HR. Muslim
Yang paling sulit
adalah bukan mendapatkan sesuatu, tetapi yang paling sulit
adalah
mempertahankannya.
~ @HitamPutihT7 @corbuzier
"Seseorang menjadi besar bukan karena kesuksesannya, melainkan karena
masalah-masalah yang menimpanya"
~ @HitamPutihT7 @corbuzier
Kita sebagai
manusia tidak diberi hak untuk menentukkan sesuatu, yang
berhak adalah Allah SWT. Kita hanya diberi hak untuk selalu
berusaha.
Anonim
Jika kamu ingin dihargai, maka belajarlah menghargai orang lain terlebih
dahulu
PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini saya persembahkan untuk :
ALLAH SWT yang telah memberikan kesempatan untuk dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Bunda, Ayah dan Kakak tercinta terimakasih atas semua
do’a, bimbingan
dan nasehatnya selama ini serta selalu ada disaat saya butuh. Yang selalu
setia menjadi sandaran disaat susah.
Adekku
Charly Bintang ALiansyah
yang
selalu menjadi penghibur disaat
susah dan menjadi penyemangat disaat lelah.
Eko Yuliaritno terimakasih
atas do’a, waktu dan kebersamaanya
selama
masa kuliah sampai terselesaikannya Tugas Akhir ini.
Sahabat-sahabatku Lilik Riyanti, Luhur Prakasiwi, Mas Adi (Tek. Industri),
dan Pandu (UNDIP) terimakasih atas bantuannya selama ini.
Bapak Ibu dosen Teknik Sipil terimakasih telah member bimbingan dari
awal masuk kuliah sampai lulus kuliah.
Teman sepermainanku Aswan, Ambar, Agung, Agus, Cahyo, Febbi
terimakasih atas waktunya untuk traveling bersama.
PRAKATA
Assalaamu’alaikumWr.Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah S.W.T atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan Tugas Akhir dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan program studi S1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dengan ini penyusun mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1) Bapak Dr.Sri Sunarjono,selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta dan selaku Anggota Dewan Penguji yang telah memberi bimbingan sampai terselesaikannya Tugas Akhir ini.
2) Bapak Dr. Mochamad Solikhin, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3) Bapak Ir.Agus Riyanto SR, M.T., selaku Pembimbing Utama sekaligus sebagai Ketua Dewan Penguji, yang memberikan bimbingan dan pengarahan hingga selesainya Tugas Akhir ini.
4) Ibu Senja Rum Harnaeni.S.T.,M.T., selaku Pembimbing Pendamping sekaligus sebagai Sekretaris Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
5) Bapak Ir. Suhendro Tri Nugroho., M.T., selaku Pembimbing Akademik, yang telah memberikan arahan serta bimbingan.
6) Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
7) Keluarga yang tercinta terima kasih atas doa dan nasehatnya, sehingga saya mampu menjalani semua ini.
9) Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kit asemua. Amin.
Wassalamu’alaikum. Wr. Wb.
Surakarta, Desember 2014
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... iii
MOTTO ... iv
PERSEMBAHAN ... v
PRAKATA ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... xv
ABSTRAKSI ... xvi
ABSTRACT ... xvii
BAB I PENDAHULUAN A.Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah... 2
C.Tujuan Penelitian ... 2
D.Batasan Masalah ... 3
E. Manfaat Penelitian ... 3
F. Keaslian Penelitian...3
G.Persamaan dan Perbedaan dengan Penelitan Sejenis Sebelumnya...4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Perkerasan Jalan ... 5
1. Jenis Konstruksi Perkerasan dan Komponennya ... 5
a. Konstruksi Perkerasan Lentur ... 5
b. Konstruksi Perkerasan Kaku ... 6
c. Konstruksi Perkerasan Komposit ... 6
B. Konsepsi Perkerasan Kaku ... 8
ix
2. Komponen Perkerasan Kaku ... 9
a. Lapisan-lapisan Perkerasan Kaku ... 9
b. Tulangan ... 11
c. Sambungan atau Joint ... 13
d. Bound Breaker ... 14
e. Alur Permukaan ... 15
C.Konsepsi Jalan Tol ... 15
1. Pengertian Jalan Tol ... 15
2. Syarat Teknis Jalan Tol ... 16
3. Pelayanan Jalan Tol... 17
D.Penelitan Sejenis Sebelumnya ... 18
BAB III LANDASAN TEORI A.Desain Rigid Pavement Metode Bina Marga 2002 ... 20
1. Parameter Perencanaan ... 20
a. Lalu Lintas ... 20
b. Tanah Dasar ... 23
c. Pondasi Bawah ... 23
d. Pondasi Bawah Material Berbutir... 24
e. Kekuatan Beton ... 25
f. Faktor Erosi dan Tegangan Ekivalen... 27
2. Perhitungan Tebal Pelat ... 30
B.Desain Rigid Pavement Metode AASHTO 1993 ... 32
1. Parameter Perencanaan ... 32
a. Lalu Lintas ... 32
b. Modulus Reaksi Tanah Dasar ... 33
c. Material Konstruksi Perkerasan... 34
d. Realibility... 34
e. Koefisien Drainase ... 35
f. Load Transfer ... 36
x
C.Konsepsi Perbandingan Metode Bina Marga 2002 dengan Metode
AASHTO 1993 ... 40
BAB IV METODE PENELITIAN A.Umum ... 41
B.Lokasi Penelitian ... 41
C.Tahap-tahap Penelitian ... 42
D.Bagan Alir Penelitian ... 43
BAB V ANILISIS DAN PEMBAHASAN A.Perhitungan Tebal dengan Metode Bina Marga 2002 ... 44
B. Perhitungan Tebal dengan Metode AASHTO 1993 ... 53
C.Perbandingan Hasil Perhitungan dengan Kondisi Existing ... 61
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A.Kesimpulan ... 62
B.Saran ... 62
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Persamaan dan Perbedaan Penelitian Sejenis Sebelumnya... 4
Tabel 2.1 Perbandingan Perkerasan Lentur dan Perkerasan Kaku ... 7
Tabel 3.1 Jumlah Lajur Berdasarkan Lebar Perkerasan dan Koefisien Distribusi (C) Kendaraan Niaga pada Lajur Rencana ... 21
Tabel 3.2 Faktor Keamanan Beban (FKB) ... 23
Tabel 3.3 Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk Perkerasan dengan Bahu Beton dengan Taksiran Pelat Beton 20 cm ... 27
Tabel 3.4 Faktor Distribusi Lajur (DL)... 32
Tabel 3.5 Realibility (R) Disarankan ... 35
Tabel 3.6 Standard Normal Deviation (ZR) ... 35
Tabel 3.7 Drainage Coefficient (Cd) ... 36
Tabel 3.8 Load Transfer Coefficient ... 36
Tabel 3.9 Perbandingan Parameter Metode Bina Marga 2002 degan Metode AASHTO 1993 ... 40
Tabel 5.1 Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarkan Jenis dan Bebannya ... 45
Tabel 5.2 Perhitungan Repetisi Sumbu Rencana ... 46
Tabel 5.3 Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk Perkerasan dengan Bahu Beton Tebal Taksiran 19 cm dan 20 cm3 ... 50
Tabel 5.4 Analisa Fatik dan Erosi ... 51
Tabel 5.5 Perbandingan Analisa Fatik dan Erosi ... 53
Tabel 5.6 Hasil Perhitungan W18 ... 54
Tabel 5.7 Jumlah Hari Hujan Per Tahun ... 56
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Komponen Perkerasan Lentur ... 6
Gambar 2.2 Komponen Perkerasan Kaku ... 6
Gambar 2.3 Komponen Perkerasan Komposit ... 7
Gambar 2.4 Jenis-jenis Perkerasan Kaku ... 9
Gambar 2.5 Potongan Melintang Perkerasan Kaku ... 11
Gambar 2.6 Tulangan Sambungan Melintang dengan Dowel ... 12
Gambar 2.7 Tulangan Sambungan Memanjang dengan Tie Bar ... 12
Gambar 2.8 Tipikal Sambungan Memanjang ... 13
Gambar 2.9 Tipikal Sambungan Melintang ... 14
Gambar 2.10 Proses Pemasangan Bound Breaker ... 14
Gambar 2.11Alur Permukaan Perkerasan ... 15
Gambar 3.1 Tebal Pondasi Bawah Minimum untuk Perkerasan Kaku ... 24
Gambar 3.2 CBR Tanah Dasar Efektif dan Tebal Pondasi Bawah ... 24
Gambar 3.3 Taksiran Tebal Pelat Beton Berdasarkan Nilai Kuat Tarik Lentur 4,25 MPa, Lalu Lintas Luar Kota, FKB 1,2 ... 26
Gambar 3.4 Analisi Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan dengan/tanpa Bahu Beton... 28
Gambar 3.5 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Berdasarkan Faktor Erosi dengan Bahu Beton ... 29
Gambar 3.6 Perencanaan Rigid Pavement Metode Bina Marga 2002 ... 31
Gambar 3.4 Perencanaan Rigid Pavement Metode AASHTO 1993 ... 39
Gambar 4.1 Lokasi Penelitian ... 41
Gambar 4.2 Bagan Alir Penelitian ... 43
Gambar 5.1 Penampang Potongan Perkerasan Kaku Metode Bina Marga 2002 ... 53
Gambar 5.2 Nomogram Rigid Pavement ... 60
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Lokasi Penelitian
Lampiran 2. Hasil Tes CBR (California Bearing Ratio) Lampiran 3. Hasil Uji Kuat Tekan Beton
Lampiran 4. Hasil Uji Kuat Lentur Beton Lampiran 5. Data Lalu Lintas
Lampiran 6. Data Curah Hujan Per Tahun
Lampiran 7. Lokasi Pekerjaan Rigid Pavement Sta 5+500 – 5+600 Lampiran 8. Detail Pekerjaan Rigid Pavement
viii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
∆PSI = Selisih Pavement Serviceability Index
AASHTO = American Assosiation of State Highway and Transportation Official.
BBTT = Beton Semen BersambungTanpaTulangan BJTP = Baja Tulangan Polos
BJTU = Baja Tulangan Ulir
BP = Bahan Pengikat
BS = Beban Sumbu
C = Koefisien distribusi lajur kendaraan
Cd = Koefiseien drainase
CBK = Campuran Beton Kurus
CBR = California Bearing Ratio DD = Faktor distribusi arah
DL = Faktor distribusi lajur
EC = Modulus elastisitas beton
ESAL = Equivalent Single Axle Load
f’c = Kuat tekan beton karakteristik 28 hari
f’cf = Kuat tarik lentur beton 28 hari
f’cs = Kuat tarik belah beton 28 hari
FKB = Faktor Keamanan Beban
fy = Tegangan leleh rencana baja
g = Perkembangan lalu lintas
h = Tebal pelat beton
i = Laju pertumbuhan lalu lintas
J = Load transfer coefficient
JS = Jumlah Sumbu
JSKN = Jumlah Sumbu Kendaraan Niaga
JSKNH = Jumlah Sumbu Kendaraaan Niaga Harian
K = Konstanta 0,7 untuk agregat tidak dipecah dan 0,75 untuk agregat
k = Modulus reaksi tanah dasar
LHR = Lalu lintas harian rata-rata
MR = Resillient modulus
MST = Muatan Sumbu Terberat
n = Umur pelayanan
N1 = Lalu lintas pada tahun pertama jalan dibuka Nn = Lalu lintas pada akhir umur rencana
pci = lbs/cm3
ix po = Initial serviceability
PP = Peraturan Pemerintah
psi = lbs/cm2
pt = Terminal serviceability
R = Faktor Pertumbuhan Lalu Lintas
RB = Roda Belakang
RD = Roda Depan
RGB = Roda Gandeng Belakang
RGD = Roda Gandeng Depan
Sc’ = Modulus of rupture
SD = Sumbu Depan
SB = Sumbu Belakang
SGB = Sumbu Gandeng Belakang kendaraan. SGD = Sumbu Gandeng Depan kendaraan. SNI = Standar Nasional Indonesia
STdRG = Sumbu Tandem Roda Ganda STRG = Sumbu Tunggal Roda Ganda STdRG = Sumbu Tandem RodaGanda STRT = Sumbu Tunggal Roda Tunggal Thari = Rata-rata hujan per hari per tahun
Tjam = Rata-rata hujan per hari
UR = Umur Rencana
URm = Umur rencana dalam waktu tertentu USCS = Unified Soil Classification System VDF = Vehicle Demage Factor
WL = Faktor air hujan yang masuk ke pondasi jalan
ABSTRAKSI
Jalan merupakan salah satu prasarana perhubungan darat yang mempunyai peranan penting bagi kehidupan manusia. Selain perencanaan geometrik jalan, perkerasan jalan merupakan bagian dari perencanaan jalan yang harus direncanakan secara efektif dan efisien, karena kebutuhan tingkat pelayanan jalan semakin tinggi. Jalan tol Solo – Kertosono merupakan salah satu bagian jalan tol Trans Jawa yang sampai saat ini belum selesai pembangunannya. Pembangunan jalan tol ini menggunakan perkerasan kaku, agar perkerasan tahan sampai pada masa layannya, maka perlu metode desain yang tepat dalam perencanaannya.Terdapat banyak metode untuk mendesain tebal pelat beton ini, diantaranya menggunakan metode Bina Marga 2002 dan AASHTO 1993. Tugas Akhir ini bertujuan untuk menganalisis alternatif desain tebal perkerasan mengkaji pada parameter perencanaan kedua metode, perencanaan tebal pelat beton, dan melakukan analisa perbandingan hasil kedua metode dengan kondisi existing. Metode ini dimulai dengan pengumpulan data sekunder berupa data lalu lintas, data tanah dan data hidrologi, kemudian dilakukan perhitungan tebal pekerasan dengan menggunakan kedua metode, dan hasil perhitungannya dibandingkan dengan kondisi existing. Dalam perencanaan perhitungan tebal pelat dibutuhkan parameter input untuk masing-masing metode. Parameter input perencanaan tebal perkerasan untuk metode Bina Marga 2002 adalah parameter lalu lintas, tanah dasar, pondasi bawah, pondasi bawah material berbutir, dan kekuatan beton. Parameter input perencanaan tebal perkerasan untuk metode AASHTO 1993 adalah parameter lalu lintas, modulus reaksi tanah dasar, material konstruksi perkerasan, realibility, dan koefisien drainase. Untuk studi kasus jalan tol Solo-Kertosono tebal pelat beton berdasarkan perhitungan metode Bina Marga 2002 adalah 15 cm, sedangkan berdasarkan metode AASHTO 1993 adalah 40 cm. Selisih yang didapat cukup besar yaitu 25 cm. Hal ini dikarenakan perbedaan parameter input dari masing-masing metode.Berdasarkan survei yang telah dilakukan diperoleh tebal pelat beton kondisi existing adalah 29 cm, tebal tersebut sama dengan hasil perhitungan dengan menggunakan metode AASHTO 1993.
ABSTRACT
The road is one of the land communications with an important role for human life. In addition to the geometric design, pavementis part of the planning of the path to be planne deffectively and efficiently, because it needs the higher level of service. Solo-Kertosono toll road is one part of the Trans Java toll road that has yet to be completed. This toll road construction using rigid pavement, so that pavement hold up during the using, it is necessary to design nappropriate methods of planning. There are many methods for designing a concrete slab thickness of this, including using the method of Bina Marga 2002 and AASHTO 1993. This final project aims to analyze alternative pavement thickness design examines the planning parameters of the two methods, planning concrete slab thickness, and a comparative analysis with the results of both methods existing condition. This methods tarts with the collection of secondary file, traffic, soil file and hydrological file, then calculate pavement thick using both methods, and the results of the calculation compared with existing conditions. In planning the plate thickness calculation require input parameters foreach method. Pavement thickness design input parameters for the method of Bina Marga 2002 is traffic parameters, subgrade, sub-base, sub-base grained material, and the strength of the concrete. Pavement thickness design input parameters for the AASHTO 1993 method is the traffic parameters, modulus of subgrade reaction, pavement construction material, realibility, and drainage coefficient. For a case study of Solo-Kertosono highway thick concrete slab based on the calculation method of Bina Marga 2002 is 15 cm, while based on the AASHTO 1993 method is 40 cm. Obtained difference is large enough that 25 cm. This is due to differences input parameter so feach method. Based on a survey that was conducted obtained thick concrete slab existing conditionis 29 cm thick, the same as the results of calculations using the AASHTO 1993 method.
