PROPOSAL TUGAS AKHIR
PERENCANAAN
TEBAL PERKERASAN KAKU (
RIGID PAVEMENT
)
PADA RUAS JALAN KARTINI/DIPONEGORO
KOTA BATAM PROV. KEPULAUAN RIAU
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Sarjana Teknik Pada Fakultas Teknik Sipil
Universitas Jayabaya
Disusun Oleh
Endi Aulia Garadian
NIM : 2010731150039
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN JURUSAN TEKNIK SIPIL
RENCANA DAFTAR ISI
2.1 Fungsi dan Jenis Perkerasan Kaku 2.1.1 Lapisan Tanah Dasar 2.1.2 Lapisan Pondasi Bawah 2.1.3 Lapisan Atas Beton Semen 2.2 Beban Lalu Lintas .
2.2.1 Konfigurasi Sumbu dan Roda Kendaraan 2.2.2 Beban Sumbu
2.2.3 Beban Lalu Lintas Pada Lajur Rencana 2.3 Umur Rencana
2.4 Daya Dukung Tanah Dasar
2.5 Perencanaan Tebal Lapisan Perkerasan Kaku Metode Bina Marga 2003 2.5.1 CBR Tanah Dasar
2.5.2 Lalu Lintas Rencana 2.5.3 Perencanaan Tebal Pelat 2.5.4 Sambungan
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Bagan Alir Penelitian 3.2 Lokasi Penelitian 3.3 Pengumpulan Data 3.4 Pengolahan Data
BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data CBR
4.2 Data Lalu Lintas
3 1.1 Latar Belakang
Jalan sebagai salah satu prasarana perhubungan hakekatnya merupakan unsur penting dalam usaha pengembangan kehidupan bangsa dan pembinaan kesatuan dan persatuan bangsa untuk mencapai Tujuan Nasional, yang hendak diwujudkan melalui serangkaian program pembangunan yang menyeluruh, terarah dan terpadu serta berlangsung secara terus-menerus. Jalan merupakan prasarana perhubungan darat yang memegang peranan penting dalam kehidupan manusia..
Dampak pertumbuhan lalulintas di Jalan Kartini, kota Batam, provinsi Kepulauan Riau menyebabkan kemacetan lalulintas terutama di jam –jam kerja. Kemacetan ini tentusaja merugikan pertumbuhan ekonomi di wilayah tersebut. Jalan ini merupaka jalan Arteri yang sangat pentingyang menghubungkan kota Batam ke arah bandara kota Batam.
Jalan arteri merupakan jalan umum yang berfungsi melayani angkutan utama dengan ciri perjalanan jarak jauh, kecepatan rata-rata tinggi, dan jumlah jalan masuk dibatasi secara berdaya guna. Untuk meningkatkan kualitas dari kekuatan, kenyamanan dan ketahanan dari Jalan Arteri tersebut bagi pengguna jalan, maka perkerasan kaku adalah pilihan yang paling tepat yang dapat digunakan, disamping itu biaya pemeliharan dari perkerasan kaku lebih murah dari pada perkerasan lentur karena mempunyai umur rencana yang lebih lama.
jalan dengan membangun satu ruas jalan di sebelahnya dengan perkerasan kaku dengan Perencanaan Perkerasan kaku (rigid pavement) memakai metode Bina Marga pada ruas jalan Kartini kota Batam Provinsi Kepulauan Riau .
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini yaitu menghasilkan suatu tebal perkerasan jalan yang mampu mendukung beban lalulintas jalan di ruas jalan Kartini, kota Batam Provinsi kepulauan Riau.
1.4 Batasan Penelitian
Untuk menyederhanakan permasalahan yang muncul selama penelitian berlangsung, maka dibuat batasan-batasan masalah yang akan dibahas. Adapun lingkup penelitian yaitu sebagai berikut:
a. Perhitungan tebal perkerasan beton yang digunakan untuk menghitung desain perkerasan kaku adalah metode Bina Marga berdasarkan Pd T-14-2003 mengenai “Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen” yang mengadopsi dari Austroads 1992 “A Guide to the Structural Design of Road Pavements”
yang merupakan acuan normatif dari metode Bina Marga.
b. Perhitungan desain perkerasan kaku berupa tebal beton semen, ukuran ruji, batang pengikat, dan ukuran tulangan.
5 1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir ini disusun dalam lima bab, dimana pada masing-masing bab membahas hal-hal sebagai berikut:
Bab 1 Pendahuluan, menguraikan latar belakang permasalahan, identifikasi permasalahan, tujuan dan manfaat dilakukan penelitian, batasan dan ruang lingkup penelitian, dan sistematika penulisan yang disajikan.
Bab 2 Tinjauan Pustaka, menjelaskan landasan teori yang menjadi acuan pustaka pada saat penelitian. Tinjauan kepustakaan dilakukan pada buku-buku literatur dan berbagai sumber lainnya yang dapat mendukung penyusunan laporan skripsi. Bab 3 Metodologi, berisi mengenai pendekatan atau tahapan yang digunakan dalam penelitian, langkah-langkah perhitungan secara manual dan dengan menggunakan program.
Bab 4 Hasil dan Pembahasan, menjelaskan perbandingan perhitungan secara manual dan perhitungan dengan menggunakan program, pengujian validasi program, dan analisa menggunakan program.
Bab 5 Kesimpulan dan Saran, menguraikan kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian dan saran-saran dari penulis yang dapat digunakan untuk penelitian lebih lanjut.
2.1 Perkerasan Jalan Raya
Kelancaran arus lalu lintas sangat tergantung dari kondisi jalan yang ada, semakin baik kondisi jalan maka akan semakin lancar arus lalu lintas. Untuk itu dalam perencanaan jalan, perlu dipertimbangkan beberapa faktor yang dapat mempengaruhi fungsi pelayanan jalan tersebut, seperti fungsi jalan, kinerja perkerasan, umur rencana, lalu lintas yang merupakan beban dari perkerasan jalan, sifat tanah dasar, kondisi lingkungan, sifat dan jumlah material yang tersedia di lokasi yang akan dipergunakan sebagai bahan lapis perkerasan, dan bentuk geometrik lapisan perkerasan.
Berdasarkan bahan pengikatnya, perkerasan jalan dibagi menjadi 3 jenis:
a. Perkerasan Lentur (Flexible Pavement)
Perkerasan jalan yang bahan pengikatnya adalah aspal. Lapisan perkerasan jalan berfungsi untuk menerima beban lalu lintas dan menyebarkannya ke lapisan di bawahnya terus ke tanah dasar.
lapis permukaan (surface)
lapis pondasi atas (base)
lapis pondasi bawah (subbase)
tanah dasar (subgrade)
7
b. Perkerasan Kaku (Rigid Pavement)
Perkerasan jalan yang bahan pengikatnya adalah beton semen, sehingga sering disebut juga perkerasan beton semen (concrete pavement). Perkerasan beton yang kaku dan memiliki modulus elastisitas tinggi, akan mendistribusikan beban ke tanah dasar sehingga bagian terbesar dari kapasitas struktur
perkerasan diperoleh dari pelat beton sendiri.
ruji (dowel)
plat beton (concrete slab)
lapis pondasi bawah (subbase) tanah dasar (subgrade)
Gambar 2.2 Lapisan Perkerasan Kaku c. Perkerasan Komposit (Composite Pavement)
ruji (dowel)
lapis permukaan (surface)
plat beton (concrete slab)
Terdapat beberapa perbedaan antara perkerasan kaku dan perkerasan lentur, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.1 di bawah ini:
Tabel 2.1 Perbedaan Antara Perkerasan Kaku dan Perkerasan Lentur
No Perbedaan Perkerasan Kaku Perkerasan Lentur
1. Bahan Ikat Beton semen Aspal
2. Ketahanan
3. Indeks Pelayanan Tetap baik selama umur rencana
Berkurang seiring dengan waktu dan frekuensi beban
Relatif sederhana kecuali pada sambungan
Cukup rumit karena harus mengendalikan sejumlah
(Sumber: Manu, Iqbal. (1995). Perkerasan Kaku (Rigid Pavement))
2.2 Perkerasan Kaku
11 Pada perkerasan beton semen, daya dukung perkerasan terutama diperoleh dari pelat beton. Sifat, daya dukung dan keseragaman tanah dasar sangat mempengaruhi keawetan dan kekuatan perkerasan beton semen. Pelat beton semen memiliki sifat yang cukup kaku serta dapat menyebarkan beban pada bidang yang luas dan menghasilkan tegangan yang rendah pada lapisan-lapisan di bawahnya.
2.2.1 Lapisan Perkerasan Kaku
Lapisan-lapisan perkerasan kaku meliputi:
a. Lapisan Pelat Beton (Concrete Slab)
Lapisan pelat beton terbentuk dari campuran semen, air, agregat, dan bahan tambahan. Bahan-bahan yang digunakan untuk pekerjaan beton harus diuji terlebih dahulu dan harus bersih/bebas dari bahan-bahan yang merugikan (lumpur, minyak, bahan organik, dll.).
b. Lapisan Pondasi Bawah (Subbase Course)
Lapisan pondasi bawah dapat berupa lean-mix concrete (campuran beton kurus), bahan berbutir yang bisa berupa agregat atau lapisan pasir (sand bedding), atau bahan pengikat seperti semen, kapur, abu terbang yang
dihaluskan. Lapis pondasi bawah tidak dimaksudkan untuk ikut menahan beban lalu lintas, tetapi lebih berfungsi sebagai lantai kerja dan drainase. Perkerasan kaku dapat menggunakan pondasi bawah atau tanpa pondasi bawah. Beberapa alasan digunakan atau tidak
digunakannya lapis pondasi bawah, dapat dilihat pada Tabel 2.2 di bawah ini:
Tabel 2.2 Alasan Digunakan dan Tidak Digunakannya Subbase
Digunakan Subbase Tidak Digunakan Subbase
1. Tanah dasar jenuh air sehingga tidak dapat mencegah efek
pumping.
1. Tanah dasar cukup keras (tanah berbutir/pasir).
2. Tanah lempung/lanau yang sulit mengalirkan air.
3. Selama pelaksanaan konstruksi, tanah dasar mudah rusak saat dilalui alat berat.
mensyaratkan perlunya subbase
yang keras untuk dilalui alat berat.
(Sumber: Mochtar, I.B. (2002). Aspek Perencanaan Jalan Beton Semen)
Adapun fungsi dari lapis pondasi bawah yaitu:
- Menyediakan lapisan yang seragam, stabil, dan permanen sebagai lantai kerja (working platform).
- Menaikkan nilai modulus reaksi tanah dasar (modulus of subgrade reaction = k), menjadi modulus reaksi gabungan (modulus of composite reaction).
- Mengurangi kemungkinan terjadinya retak-retak pada pelat beton.
- Menghindari terjadinya pumping, yaitu keluarnya butiran-butiran halus tanah bersama air pada daerah sambungan, retakan, atau pada bagian pinggir perkerasan, akibat lendutan atau gerakan vertikal pelat beton karena beban lalu lintas, setelah adanya air bebas terakumulasi di bawah pelat.
c. Tanah Dasar (Subgrade)
13
2.2.2 Jenis Perkerasan Kaku
Berdasarkan adanya sambungan dan tulangan pelat beton perkerasan kaku, maka perkerasan kaku dibagi menjadi 4 jenis, yaitu:
a. Perkerasan Beton Bersambung Tanpa Tulangan (BBTT) / Jointed Plain Concrete Pavement (JPCP)
Jenis perkerasan beton semen yang dibuat tanpa tulangan dengan ukuran pelat mendekati bujur sangkar, dimana panjang dari pelatnya dibatasi oleh adanya sambungan-sambungan melintang guna mencegah retak beton. Umumnya perkerasan ini lebarnya 1 lajur dengan panjang 4 – 5 m. Perkerasan ini tidak menggunakan tulangan, namun menggunakan ruji (dowel) dan batang pengikat (tie bar).
4 - 5 m
3-3,5 m
sambungan memanjang batang pengikat(tie bar)
sambungan melintang ruji (dowel)
3-3,5 m
Gambar 2.4 Perkerasan Beton Bersambung Tanpa Tulangan (BBTT) b. Perkerasan Beton Bersambung Dengan Tulangan (BBDT) / Jointed
Reinforced Concrete Pavement (JRCP)
pelatnya berbentuk empat persegi panjang, dimana panjang dari pelatnya
dibatasi oleh adanya sambungan-sambungan melintang. Panjang pelat berkisar antara 8 – 15 m.
8 - 15 m
15
wire mesh
Gambar 2.5 Perkerasan Beton Bersambung Dengan Tulangan (BBDT) c. Perkerasan Beton Menerus Dengan Tulangan (BMDT) / Continuously
Reinforced Concrete Pavement (CRCP)
Jenis perkerasan beton semen yang dibuat dengan tulangan dan dengan panjang pelat yang menerus yang hanya dibatasi adanya sambungan-sambungan muai melintang. Panjang pelat lebih dari 75 m.
batang pengikat (tie bar)
wire mesh
Gambar 2.6 Perkerasan Beton Menerus Dengan Tulangan (BMDT) d. Perkerasan Beton Prategang / Prestressed Concrete Pavement (PCP)
Jenis perkerasan beton semen yang menggunakan tulangan prategang untuk mengurangi pengaruh susut, muai akibat perubahan suhu dan umumnya tanpa tulangan melintang. Banyak digunakan untuk airport, apron, taxiway,
runway.
batang pengikat (tie bar)
tulangan prategang
Gambar 2.7 Perkerasan Beton Prategang
17 Komponen-komponen yang terdapat dalam perkerasan kaku meliputi:
a. Penyalur Beban • Ruji (dowel)
Merupakan sepotong baja polos lurus yang dipasang pada setiap sambungan melintang guna menyalurkan beban, sehingga pelat yang berdampingan dapat bekerja sama tanpa terjadi penurunan yang berarti. Batang ruji diletakkan di tengah tebal pelat.
Penyaluran Beban = 0%
Penyaluran Beban = 100%
Gambar 2.8 Ilustrasi Penyaluran Beban
Bagian batang ruji yang dapat bergerak bebas, harus dilapisi dengan bahan pencegah karat dan dilapisi dengan pelumas serta ditutup dengan topi pelindung muai (expansion cap).
kemudian ditutup topi pelindung muai
Gambar 2.9 Ruji pada Sambungan Melintang • Batang Pengikat (Tie Bar)
digergaji dan diisi dengan joint sealer
batang pengikat berulir
Gambar 2.10 Batang Pengikat pada Sambungan Memanjang
pengunci
batang pengikat berulir
Gambar 2.11 Sambungan Memanjang dengan Pengunci b. Baja Tulangan (Wire mesh)
Apabila perkerasan digunakan tulangan, maka tulangan berupa anyaman kawat dilas atau anyaman batang baja. Baja tulangan harus bebas dari kotoran, minyak, lemah, dll yang dapat mengurangi lekatan dengan beton. Tujuan utama penulangan yaitu:
- membatasi lebar retak, agar kekuatan pelat dapat dipertahankan.
- memungkinkan penggunaan pelat yang lebih panjang agar dapat mengurangi jumlah sambungan melintang sehingga meningkatkan kenyamanan.
- mengurangi biaya pemeliharaan.
c. Sambungan (Joint)
Sambungan dipasang pada perkerasan beton semen untuk mengendalikan retak beton akibat susut serta untuk menampung pemuaian pelat beton akibat perubahan suhu dan kelembaban. Ada 2 jenis sambungan, yaitu:
• Sambungan Memanjang (Longitudinal Joint)
Sambungan melintang dipasang tegak lurus sumbu jalan. Apabila sambungan melintang dilaksanakan dengan cara menggergaji, maka pengerjaan sambungan melintang harus diusahakan sebelum retak awal terjadi. Beberapa jenis sambungan melintang, yaitu:
» Sambungan Susut (Contraction Joint)
Jenis sambungan melintang yang dibuat untuk mengendalikan retak susut beton, serta membatasi pengaruh tegangan lenting yang timbul pada pelat akibat pengaruh perubahan suhu dan kelembaban. Jarak antara tiap sambungan umumnya dibuat sama.
» Sambungan Pelaksanaan (Construction Joint)
Jenis sambungan melintang atau memanjang yang dibuat untuk memisahkan bagian-bagian yang dicor pada saat yang berbeda, ditempatkan di antara beton hasil pengecoran lama dengan beton hasil pengecoran baru.
• Sambungan Isolasi
Jenis sambungan melintang yang dibuat untuk membebaskan tegangan pada perkerasan beton dengan cara menyediakan ruangan untuk pemuaian. Sambungan muai ditempatkan di antara pertemuan bangunan (misalnya lubang got/manhole, bak penampung) dengan pelat beton.
Gambar 2.12 Sambungan Isolasi
d. Pengisi Sambungan dan Penutup Sambungan (Joint Filler and Joint Sealer) Bahan penutup sambungan (joint sealer) dapat berupa expandite plastic, senyawa gabungan bitumen karet yang dituangkan dalam keadaan panas, atau bahan yang siap pakai seperti neoprene (penutup jadi yang ditekan). Sebelum bahan penutup dipasang, celah sambungan harus dibersihkan dari bahan-bahan asing.
2.2.4 Parameter Perencanaan Tebal Perkerasan Kaku Berdasarkan Metode Bina Marga
Parameter-parameter yang digunakan dalam merencanakan perkerasan kaku meliputi:
a. Jenis dan Tebal Pondasi Bawah
Jenis dan tebal pondasi bawah ditentukan berdasarkan nilai CBR tanah dasar dan repetisi sumbu yang terjadi. Apabila tanah dasar mempunyai CBR lebih kecil dari 2%, maka harus dipasang pondasi bawah yang terbuat dari beton kurus (lean-mix concrete) setebal 15 cm. Jenis dan tebal minimum lapis pondasi bawah yang disarankan dapat dilihat pada Gambar 2.13.
Gambar 2.13 Tebal Minimum Pondasi Bawah (Sumber: Bina Marga. (2003). Pd T-14-2003)
23 hasil interpolasi titik yaitu sebagai berikut:
Tebal pondasi 100 mm BP (Bahan Pengikat)
CBRBP100 = 0,0311× (repetisi)0,3317 ...(2.1)
Tebal pondasi 125 mm BP (Bahan Pengikat)
CBRBP125 = 0,0306 × (repetisi)0,3024 ...(2.2) Tebal pondasi 150 mm BP atau 100 mm CBK (Campuran Beton Kurus)
CBRBP150 = 0,0238 × (repetisi)0,2868 ...(2.3) Tebal pondasi 125 mm CBK (Campuran Beton Kurus)
CBRCBK125 = 0,0185 × (repetisi)0,272 ...(2.4)
b. CBR Efektif Tanah Dasar
Daya dukung tanah dasar ditentukan dengan pengujian CBR insitu sesuai dengan SNI 03-1731-1989 atau CBR laboratorium sesuai dengan SNI 03-1744-1989. Apabila tanah dasar memiliki nilai CBR kurang dari 2 % maka dianggap mempunyai nilai CBR efektif 5%. Nilai CBR tanah dasar efektif dapat dilihat pada Gambar 2.14.
Gambar 2.14 CBR Tanah Dasar Efektif (Sumber: Bina Marga. (2003). Pd T-14-2003)
Untuk 100 mm BP (Bahan Pengikat)
EfBP100 = 3,2608 × CBR0,8813 ...(2.6) Untuk 125 mm BP (Bahan Pengikat)
EfBP125 = 5,0229 × CBR0,9216 ...(2.7) Untuk 150 mm BP atau 100 mm CBK (Campuran Beton Kurus)
EfBP150 = 7,0691 × CBR0,9959 ...(2.8) Untuk 125 mm CBK (Campuran Beton Kurus)
EfCBK125 = 9,631 × CBR1,052 ...(2.9) Untuk 150 mm CBK (Campuran Beton Kurus)
EfCBK150 = 10,864 × CBR1,1924...(2.10)
c. Koefisien Gesekan (µ)
Perencanaan didasarkan bahwa antara pelat dan pondasi bawah tidak ada ikatan. Jenis pemecah ikatan dan koefisien geseknya dapat dilihat pada Tabel
2.3 di bawah ini.
Tabel 2.3 Nilai Koefisien Gesekan (µ)
No. Lapis Pemecah Ikatan µ
1. Lapis resap ikat aspal di atas permukaan pondasi bawah 1,0
2. Laburan parafin tipis pemecah ikat 1,5
3. Karet kompon (A chlorinated rubber curing compound) 2,0 (Sumber: Bina Marga. (2003). Pd T-14-2003)
d. Kuat Tarik Lentur Beton (Flexural Strength)
Kekuatan beton harus dinyatakan dalam nilai kuat tarik lentur (flexural strength) umur 28 hari. Kekuatan rencana harus dinyatakan dengan kuat tarik
lentur karakteristik fs = 45 k g/cm2 dan hasil tes beton yang dibulatkan
25 Hubungan antara kuat tekan karakteristik dengan kuat tarik lentur beton
27 dimana: f'c = kuat tekan beton karakteristik 28 hari
fcf = kuat tarik lentur beton 28 hari
K = 0,7 untuk agregat tidak pecah
= 0,75 untuk agregat pecah e. Konfigurasi Sumbu
Penentuan beban lalu lintas rencana untuk perkerasan beton semen, dinyatakan dalam jumlah sumbu kendaraan niaga (commercial vehicle), sesuai dengan konfigurasi sumbu pada lajur rencana selama umur rencana. Lalu lintas dianalisis berdasarkan hasil perhitungan volume lalu lintas dan konfigurasi sumbu, menggunakan data terakhir atau 2 tahun terakhir. Kendaraan yang ditinjau untuk perencanaan perkerasan beton semen adalah yang mempunyai berat total minimum 5 ton.
Konfigurasi sumbu untuk perencanaan terdiri atas 4 jenis kelompok sumbu, yaitu:
- Sumbu tunggal roda tunggal (STRT) - Sumbu tunggal roda ganda (STRG)
- Sumbu tandem roda ganda (STdRG) - Sumbu tridem roda ganda (STrRG) f. Lajur Rencana dan Koefisien Distribusi (C)
Lajur rencana merupakan salah satu lajur lalu lintas dari suatu ruas jalan raya yang menampung lalu lintas kendaraan niaga terbesar. Jika jalan tidak memiliki tanda batas lajur, maka jumlah lajur dan koefisien distribusi (C) kendaraan niaga dapat ditentukan dari lebar perkerasan seperti dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Distribusi (C) Kendaraan Niaga pada Lajur Rencana
Lebar Perkerasan (Lp) Jumlah Lajur (n)
Koefisien Distribusi (C)
1 Arah 2 Arah
Lp < 5,50 m 1 lajur 1 1
5,50 m ≤ Lp < 8,25 m 2 lajur 0,70 0,50
8,25 m ≤ Lp <11,25 m 3 lajur 0,50 0,475
11,25 m ≤ Lp < 15,00 m 4 lajur - 0,45
15,00 m ≤ Lp < 18,75 m 5 lajur - 0,425
18,75 m ≤ Lp < 22,00 m 6 lajur - 0,40
(Sumber: Bina Marga. (2003). Pd T-14-2003)
g. Umur Rencana
Umur rencana perkerasan jalan adalah jumlah tahun dari saat jalan tersebut dibuka untuk lalu lintas kendaraan sampai diperlukan suatu perbaikan yang bersifat struktural. Umumnya perkerasan beton semen dapat direncanakan dengan umur rencana (UR) 20 tahun sampai 30 tahun.
h. Pertumbuhan Lalu Lintas
29 (1+i)UR - 1
i = laju pertumbuhan lalu lintas per tahun (%) UR = umur rencana (tahun)
i. Lalu Lintas Rencana
Lalu lintas rencana adalah jumlah kumulatif sumbu kendaraan niaga pada lajur rencana selama umur rencana, meliputi proporsi sumbu serta distribusi beban pada setiap jenis sumbu kendaraan. Jumlah sumbu kendaraan niaga selama umur rencana dihitung dengan rumus sebagai berikut:
JSKN = JSKNH × 365 × R × C ...(2.14) dimana: JSKN = jumlah sumbu total kendaraan niaga selama umur
rencana
JSKNH = jumlah total sumbu kendaraan niaga per hari pada saat jalan dibuka
R = faktor pertumbuhan lalu lintas
C = koefisien distribusi kendaraan
j. Faktor Keamanan Beban
Pada penentuan beban rencana, beban sumbu dikalikan dengan faktor
keamanan beban (FKB) seperti dapat dilihat pada Tabel 2.5 di bawah ini.
Tabel 2.5 Faktor Keamanan Beban (FKB)
No. Peranan Jalan Nilai FKB
1. Jalan Tol 1,2
2. Jalan Arteri 1,1
3. Jalan Lokal 1,0
(Sumber: Bina Marga. (2003). Pd T-14-2003)
k. Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi
Untuk menentukan nilai tegangan ekivalen dan faktor erosi, digunakan tabel yang terdapat pada Pedoman Bina Marga seperti dapat dilihat pada Tabel 2.6 dan Tabel 2.7.
Tebal
Tegangan Ekivalen Faktor Erosi
Tanpa Ruji Dengan Ruji
(lanjutan)
Tegangan Ekivalen Faktor Erosi
Tanpa Ruji Dengan Ruji
Tabel 2.6 Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk Perkerasan Tanpa Bahu Beton
Tegangan Ekivalen Faktor Erosi
Tanpa Ruji Dengan Ruji
STRT STRG STdRG STrRG STRT STRG STdRG STrRG STRT STRG STdRG STrRG
Tebal
Tegangan Ekivalen Faktor Erosi
Tanpa Ruji Dengan Ruji
30
Tabel 2.7 Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk Perkerasan Dengan Bahu Beton (lanjutan)
Tegangan Ekivalen Faktor Erosi
Tanpa Ruji Dengan Ruji
Tabel 2.7 Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk Perkerasan Dengan Bahu Beton
Tegangan Ekivalen Faktor Erosi
Tanpa Ruji Dengan Ruji
STRT STRG STdRG STrRG STRT STRG STdRG STrRG STRT STRG STdRG STrRG
32
Tabel 2.8 Koefisien untuk Menghitung Tegangan Ekivalen
Tanpa Bahu Beton Dengan Bahu Beton Tipe Kelompok Sumbu Tipe Kelompok Sumbu
Koefisien STRT STRG STdRG STrRG STRT STRG STdRG STrRG a 0,118 0,560 0,219 0,089 -0,051 0,330 0,088 -0,145
b 125,4 184,4 399,6 336,4 26,0 206,5 301,5 258,6
c -0,2396 -0,6663 -0,3742 -0,1340 0,0899 -0,4684 -0,1846 0,0080
d 26969 44405 -38 -10007 35774 28661 4418 1408
e 0,0896 0,2254 0,1680 0,0830 -0,0376 0,1650 0,0939 0,0312 f 0,19 19,75 -71,09 -83,14 14,57 2,82 -59,93 -61,25
g -352174 -942585 681381 1215750 -861548 -686510 280297 488079 h -0,0104 -0,0248 -0,0218 -0,0120 0,0031 -0,0186 -0,0128 -0,0058
i -1,2536 -4,6657 3,6501 5,2724 1,3098 -1,9606 4,1791 4,7428
j -1709 -4082 2003 4400 -4009 -2717 1768 2564
(Sumber: Austroads. (2001). Structural Design of Pavements)
Tabel 2.9 Koefisien untuk Menghitung Faktor Erosi Tanpa Ruji Tanpa Bahu Beton Dengan Bahu Beton Tipe Kelompok Sumbu Tipe Kelompok Sumbu
Koefisien STRT STRG STdRG STrRG STRT STRG STdRG STrRG
a 0,745 1,330 1,907 2,034 0,345 0,914 1,564 2,104
b 533,8 537,5 448,3 440,3 534,6 539,8 404,1 245,4
c -0,2071 -0,1929 -0,1749 -0,2776 -0,1711 -0,1416 -0,1226 -0,2473 d -42419 -43035 -35827 -36194 -44908 -44900 -32024 -15007
e 0,0405 0,0365 0,0382 0,0673 0,0347 0,0275 0,0256 0,0469
f 27,27 26,44 0,64 15,77 20,49 16,37 -9,79 8,86
g 1547570 1586100 1291870 1315330 1676710 1654590 1150280 518916
h -0,0044 -0,0039 -0,0060 -0,0084 -0,0038 -0,0032 -0,0052 -0,0075 i -1,4656 -1,4547 1,0741 -1,2068 -1,3829 -0,9584 2,1997 1,5517
j -1384 -1344 50 -625 -913 -765 469 -599
Tabel 2.10 Koefisien untuk Menghitung Faktor Erosi Dengan Ruji Tanpa Bahu Beton Dengan Bahu Beton
Tipe Kelompok Sumbu Tipe Kelompok Sumbu
Koefisien STRT STRG STdRG STrRG STRT STRG STdRG STrRG
a 0,072 0,643 1,410 2,089 -0,184 0,440 0,952 1,650
b 679,9 684,5 498,9 351,3 602,3 609,8 544,9 359,4
c -0,0789 -0,0576 -0,1680 -0,3343 -0,0085 -0,0484 -0,0404 -0,1765
d -58342 -58371 -39423 -25576 -50996 -52519 -47500 -28901 e 0,0179 0,0128 0,0322 0,0723 -0,0122 0,0017 0,0179 0,0435
f 6,70 4,61 13,80 29,58 8,99 9,62 -31,54 -15,97
g 2139330 2131390 1437580 923081 1874370 1949350 1719950 1085800 h -0,0021 -0,0017 -0,0044 -0,0086 0,0008 -0,0007 -0,0051 -0,0084
i -0,5199 -0,2056 -0,0380 -1,6301 -0,4759 -0,6314 3,3789 3,2908
j -187 -185 -697 -1327 -374 -326 1675 758
(Sumber: Austroads. (2001). Structural Design of Pavements)
l. Analisa Fatik dan Erosi
Perencanaan perkerasan beton semen didasarkan pada 2 tipe kerusakan yaitu:
- Retak fatik (lelah) tarik lentur pada pelat.
- Erosi pada pondasi bawah atau tanah dasar yang diakibatkan oleh lendutan berulang pada sambungan dan tempat retak yang direncanakan.
Prosedur perencanaan berdasarkan metode Bina Marga mempertimbangkan ada tidaknya ruji pada sambungan atau bahu beton.
Analisa fatik dan erosi dilakukan untuk memperoleh repetisi beban ijin dan persen kerusakan yang terjadi. Repetisi beban ijin dapat diperoleh dengan menggunakan nomogram seperti pada Gambar 2.15, 2.16, dan 2.17.
34
Gambar 2.15 Analisa Fatik dan Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan Dengan / Tanpa Bahu Beton
Gambar 2.16 Analisa Erosi dan Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi Tanpa Bahu Beton
36
Gambar 2.17 Analisa Erosi dan Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi Dengan Bahu Beton
2.2.5 Parameter Perencanaan Ruji, Batang Pengikat, dan Tulangan Berdasarkan Metode Bina Marga
Parameter-parameter yang digunakan untuk merencanakan ruji, batang pengikat, dan tulangan meliputi:
a. Diameter Ruji dan Batang Pengikat
Ukuran ruji dan batang pengikat yang disarankan oleh Portland Cement Association dapat dilihat pada Tabel 2.9 dan 2.10 di bawah ini.
Tabel 2.11 Ukuran Ruji (Dowel)
Jarak Spacing Antar Ruji (cm)
(Sumber: Portland Cement Association. (1975). PCA)
Tabel 2.12 Ukuran Batang Pengikat (Tie Bar) Tebal Pelat
41
b. Luas Penampang Tulangan
sebagai berikut:
As µ.L.M.g.h
2.fs ...(2.26) dimana: As = luas penampang tulangan (mm2/m lebar pelat)
fs = kuat tarik ijin tulangan (MPa) = 0,6 × fy
g = gravitasi (m/det2)
h = tebal pelat beton (m)
L = jarak antar sambungan yang tidak diikat / tepi bebas pelat (m)
M = berat per satuan volume pelat (kg/m2)
µ = koefisien gesek antara pelat beton dengan pondasi bawah sebagaimana pada Tabel 2.3.
CATATAN: Luas penampang minimum yang disyaratkan adalah 0,1% luas penampang beton.
c. Presentase Luas Tulangan yang Dibutuhkan Terhadap Luas Penampang Beton
Digunakan untuk perhitungan Beton Menerus Dengan Tulangan (BMDT).
Ps 100.fct .(1,3 0,2µ,)
...(2.27) fy n.f ct
dimana: Ps = presentase luas tulangan yang dibutuhkan terhadap luas penampang beton (%)
fy = tegangan leleh rencana baja (kg/cm2)
n = angka ekivalensi antara baja dan beton = Es/Ec
µ = koefisien gesekan antara pelat beton dan pondasi bawah sebagaimana pada Tabel 2.3
2
CATATAN: Presentase minimum yang disyaratkan adalah 0,6% luas penampang beton.
d. Jarak Teoritis Antar Retakan
Lcr f ct
2 ...(2.28)
n.p .u.f b. (ε s .E
c
f ct )
dimana: Lcr = jarak teoritis antar retakan (cm)
p = perbandingan luas tulangan memanjang dengan luas penampang beton
u = perbandingan keliling terhadap luas tulangan = 4/d
fb = tegangan lekat antara tulangan dengan beton = (1,97
(kg/cm2)
εs = koefisien susut beton = 400 × 10-6
fct = kuat tarik langsung beton = (0,4 – 0,5 fcf) (kg/cm2)
n = angka ekivalensi antara baja dan beton = Es/Ec Es = modulus elastisitas baja = 2,1 × 106 (kg/cm2)
f c )/d
Untuk menjamin agar didapat retakan-retakan halus dan jarak antara retakan yang optimum, maka:
- Presentase tulangan dan perbandingan keliling dan luas tulangan harus besar.
- Perlu menggunakan tulangan ulir (deformed bar) untuk memperoleh tegangan lekat yang lebih tinggi.
CATATAN: - Jarak retakan yang dihitung menggunakan persamaan (2.28) harus memberikan hasil antara 150 dan 250 cm.
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian Tugas Akhir dengan judul ”Perencanaan Tebal Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) Pada Ruas Jalan Kartini kota Batam Provinsi Kepulauan Riau”, seperti pada gambar 3.1 berikut ini.
AWAL
Gambar 3.1. Peta Lokasi Penelitian
AWAL
Sumber : Pemerintah Kota Batam, 2012
Gambar 3.2. Foto Lokasi Penelitian Sumber : survai lapangan Kota Batam, 2012
3.2. Jadwal/Waktu Penelitian
Adapun jadwal/waktu kegiatan penulisan Tugas Akhir ini dapat dilihat pada tabel 3.1 berikut.
Tabel 3.1 Jadwal/Waktu Penelitian
N
o Kegiatan Bulan Nop2014 Des2014 Jan2015 Feb2015
1. Persiapan 2. Penyusunan
Proposal 3. Pengumpulan
Data
4. Analisis Data 5. Penulisan
8. Ujian TA
3.2. Proses Penelitian
Untuk mencapai tujuan dari penulisan tugas akhir maka kegiatan-kegiatan yang harus dilaksanakan serta keluaran yang dihasilkan dari kegiatan tersebut yaitu sebagai berikut : 1. Kegiatan persiapan yaitu, menyediakan format yang dipakai untuk pengambilan data
dilapangan yaitu nilai-nilai CBR rencana dan perhitungan LHR (Lampiran ). 2. Mencatat kondisi fisik ruas jalan (existing) panjang, lebar dan lain-lain.
3. Menghitung jumlah/jenis kendaraan yang lewat pada jalan tersebut (LHR), yaitu mulai dari sepeda, sepeda motor, mobil penumpang, truk ringan sampai dengan alat berat.
4. Menetapkan panjang ruas jalan tersebut yang perlu dilaksanakan kontruksi perkerasan kaku (Rigid Pavement).
3.3. Teknik Pengumpulan Data
Untuk memperoleh data yang sesuai dengan masalah yang diteliti atau akan dibahas, maka peneliti menggunakan teknik pengumpulan data sebagai berikut :
1. Teknik kepustakaan yaitu dengan mendapatkan informasi dan data mengenai teori-teori yang berkaitan dengan pokok permasalahan yang diperoleh dari literatur-literatur, bahan kuliah, majalah konstruksi, media internet dan media cetak lainnya. 2. Data dalam pekerjaan Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) pada Ruas Jalan dari Jalan
Diponegoro kota Batam, Provinsi Kepulauan Riau.
3. Wawancara : data yang diperoleh melalui wawancara lagsung (Direct interview) dengan berbagi pihak yang terkait dengan pekerjaan tersebut.
3.3.1. Data Survey Lapangan
Untuk merencanakan kontruksi Perkerasan Kaku (Rigid Pavement), maka diperlukan data lapangan sebagai berikut :
a. Data Geometrik Jalan, data ini diambil dengan menggunakan meteran dan mencakup pengukuran lebar mulut simpang, panjang serta batas-batas garis pemisah arus, lebar jalan dan lain-lain.
oleh Direktorat Pembinaan Jalan Kota Direktorat Jendral Bina Marga, dimana survei lapangan dilakukan selama dua hari dengan pertimbangan bahwa arus lalu lintas yang lewat pada setiap harinya dapat terwakili pada hari tersebut. Pangambilan data dilakukan mulai dari pukul 06.00 pagi sampai dengan pukul 18.00 sore. Pemilihan jam tersebut adalah berdasarkan survei pendahuluan (preliminary Survey) selama dua hari untuk mengetahui waktu arus lalu lintas puncak terjadi. Hasil perhitungannya dapat dilihat pada lampiran.
c. Dokumentasi lokasi penelitian.
3.3.3. Data LHR
Lalu lintas harian rata-rata (LHR) dan pertumbuhan lalu lintas. Ciri pengenalan penggolongan kendaraan adalah seperti dibawah ini,
Tabel 3.2. Penggolongan kendaraan sesuai Pedoman Teknis No.Pd.T-19-2004.
No. Type Kendaraan Golongan
Oplet, P. Oplet, Sub-urban, Combi, Minibus Pick up, M. Truck dan Mobil hantaran atau Pick up Box
Sumber : Petunjuk survai IRMS Departemen PU Jakarta 3.3.4. Data Curah Hujan
Untuk data curah hujan diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG) Kota Sendawar. Data curah hujan berfungsi menentukan nilai Faktor Regional (Fr).
3.3.5. Data CBR
lain yang hendak dipakai untuk pembuatan perkerasan. Pengambilan sampel tanah untuk test dilapangan sepanjang trase jalan.
3.4. Prosedur Perencanaan
Prosedur perencanaan tebal perkerasan kaku didasarkan atas dua model kerusakan yaitu :
1. Retak fatik (lelah) pada pelat beton.
Sumber : Pd T-14-2003
Gambar 3.3. Sistem Perencanaan Tebal Perkerasan
Gambar 3.3. adalah system perencanaan perkerasan kaku berawal dari penilaian CBR tanah dasar sampai perhitungan kerusakan erosi dan fatik terhadap pelat beton yang direncanakan.
3.5. Metode Analisis Data
Metode analisis data pada perhitungan yang dilakukan adalah meliputi :
1. Perhitungan tebal perkerasan kaku (rigid pavement) diameter Dowel dan Tie Bar pada ruas jalan tersebut.
2. Perhitungan biaya pekerjaan perkerasan kaku (rigid pavement) pada ruas jalan tersebut.
meliputi :
1. Kekuatan Lapisan Tanah dasar. 2. Kekuatan Beton.
3. Perhitungan Lalu Lintas Rencana.
4. Lapisan Pondasi Bawah (Sub Base Course). 5. Tebal Pelat Beton.
3.5.2. Perhitungan Diameter Dowel dan Tie Bar
Analisis dan perhitungan tentang diameter Dowel dan Tie Bar yang disyaratkan sesuai tebal perkerasan kaku (rigid pavement) pada ruas jalan tersebut, meliputi :
1. Perencanaan Dimensi Tulangan Dowel dan Tie Bar. 2. Sambungan dan bentuk-bentuk sambungan.
3. Geometrik sambungan.
4. Dimensi bahan penutup sambungan.
3.5.3. Hasil Analisis/Perhitungan
Dari hasil analaisis dan perhitungan, akan diperoleh sebagai berikut: 1. Tebal perkerasan kaku (rigid pavement) pada ruas jalan tersebut.
2. Diameter Dowel dan Tie Bar yang disyaratkan sesuai tebal perkerasan kaku (rigid pavement) pada ruas jalan tersebut.
