HUBUNGAN BEBAN LALU LINTAS DAN STRUCTURAL NUMBER
TERHADAP PREDIKSI MULAINYA RETAK DAN
PERKEMBANGANNYA
(KAJIAN LITERATUR)TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian Pendidikan sarjana teknik sipil
06 0404 113
OLIM S.M. PURBA
BIDANG STUDI TRANSPORTASI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
ABSTRAK
Hubungan Beban Lalu Lintas dan Structural Number terhadap Prediksi Mulainya Retak dan Perkembangannya
Olim S.M. Purba 06 0404 113
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2011
Setelah jalan dibuka dan dilalui beban lalu lintas, tingkat pelayanan jalan akan mengalami penurunan fungsi dan struktur. Menurunnya tingkat pelayanan jalan ditandai dengan adanya kerusakan pada lapisan perkerasan jalan, kerusakan yang terjadi juga bervariasi, salah satunya adalah retak. Diperlukan suatu pemodelan untuk memprediksi kerusakan tersebut agar usaha pemeliharaan dan rehabilitasi jalan sesuai dengan biaya yang ada. Pemodelan tersebut dapat bersifat empiris, yaitu berdasarkan beban lalu lintas, kondisi iklim, struktur perkerasan, dan kondisi perkerasan di masa lalu. Pemodelan HDM-4 (Highway Development
and Management) dan Sugeng Wiyono merupakan beberapa pemodelan yang
bersifat empiris.
Tujuan studi ini adalah untuk mencari hubungan beban lalu lintas dan indeks tebal perkerasan terhadap prediksi mulainya retak dan perkembangannya serta membandingkan hasil prediksi antara pemodelan HDM-4 dan Sugeng Wiyono. Hasil aplikasi pemodelan menunjukkan bahwa beban lalu lintas terhadap prediksi mulainya retak dan perkembangannya berbanding lurus, sedangkan indeks tebal perkerasan berbanding terbalik.
Hasil perhitungan memperlihatkan dalam memprediksi mulainya retak pemodelan Sugeng Wiyono dalam memprediksi mulainya retak lebih cepat dibanding HDM-4. Sedangkan di dalam memprediksi perkembangan retak pada pemodelan HDM-4 jauh lebih cepat dibandingkan pemodelan Sugeng Wiyono. Dengan melakukan analisis regresi pada hasil prediksi, didapat persamaan mulainya retak, ICT = 6.44 + 1.41 SN – 4.088 YE4, dengan R2= 0.999. Begitu juga perkembangan retak dACA = 0.717 t 1.929 dengan R2 = 0.999.
Kata kunci:
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas kasih dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini dengan baik. Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan menempuh ujian sarjana pada Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul tugas akhir ini adalah “Hubungan Beban Lalu Lintas dan Indeks Tebal Perkerasan terhadap Prediksi Mulainya Retak dan Perkembangannya”.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa selama penulisan Tugas Akhir ini banyak sekali bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Tuhan Yang Maha Esa, untuk segala rahmat dan berkat-Nya.
2. Bapak Medis S Surbakti ST, MT sebagai dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu dan pikiran ataupun masukan yang sangat berharga dalam penyusunan/penulisan Tugas Akhir ini hingga selesai.
3. Bapak Prof.Dr.Ing. Johannes Tarigan sebagai ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan.
4. Bapak Ir. Syahrizal, MT sebagai sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan.
5. Bapak Dosen Pembanding yang telah memberikan masukan dan waktunya dalam penyelesaian Tugas akhir ini.
6. Istimewa untuk orang tua tercinta, Ir. G. Purba dan Dra. R. Sitanggang yang senantiasa mencurahkan segenap kasih sayang dan segala dukungan yang
7. Untuk adik-adik penulis di dalam keluarga besar, Naria F.S Purba, Samuel R.M Purba, dan Ramos J.M Purba, terima kasih atas cinta, doa dan dukungannya kepada penulis.
8. Buat semua sahabat penulis (Gabe, Mi’un, Alexpolalo, Rikikemalauan, Dion, Muek, Erckon, Guntur, Raymond, Paulus, VerTig, Attha, Afif, Opung, Helmet, Dina, Boin, Gom2, Saud, Wale, Meiman, Lastri, Lae Lamson, RicoMSi, RoSi, Josep, Sinar, Ajirbrother, AjirMyNameIsKhan, TioMilanistiCopo) terkhususnya semua anak sub-jurusan Transportasi beserta semua teman-teman dari stambuk yang lain yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu, terimakasih atas segala doa dan dukungannya.
Penulis menyadari bahwa penulisan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena keterbatasan pengetahuan, pengalaman serta referensi yang penulis miliki. Untuk itu penulis mengharapkan saran-saran dan kritik demi perbaikan pada masa-masa yang akan datang.
Medan, 2011
06 0404 113
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR NOTASI ... viii
BAB I PENDAHULUAN I.1 Umum ... 1
I.2 Latar Belakang ... 2
I.3 Tujuna ... 3
I.4 Pembatasan Masalah ... 3
I.5 Metodologi ... 4
I.6 Sistematika Penulisan ... 6
BAB II RETAK PADA PERKERASAN JALAN RAYA II.1 Kerusakan pada Jalan Raya... 7
II.2 Retak II.2.1 Umum ... 10
II.2.2 Jenis-jenis Retak II.2.2.1 Berdasarkan Bentuk Retak ... 19
II.2.2.2 Berdasarkan Penyebab Retak ... 23
II.2.2.3 Berdasarkan Tingkat Keparahan (Severity) ... 22
II.2.2.4 Berdasarkan Lokasi Retak ... 23
II.2.2.5 Berdasarkan Cara Berkembang Retak ... 23
II.3 Beban Lalu Lintas ... 24
III.3 Pemodelan Sugeng Wiyono ... 43
III.4 RTIM2 Model ... 46
III.3 Queiros – Geipot Model ... 47
III.3 Arizona DOT ... 48
III.3 Texas Flexible Pavement Design System ... 48
BAB IV APLIKASI PEMODELAN IV.1 Perencanaan Perkerasan Jalan Baru ... 50
IV.2 Pemodelan HDM-4 ... 54
IV.3 Hubugan Beban Lalu Lintas dan Structural Number terhadap Mulainya Retak dan Perkembangannya ... 56
IV.4 Perbandingan Hasil Prediksi Mulainya Retak dan Perkembangannya Antara HDM-4 dan Persamaan Regresi ... 57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan ... 59
V.2 Saran ... 60
DAFTAR PUSTAKA ... 61
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbandingan Structural Number dan Indeks Tebal
Perkerasan ... 35
Tabel 3.1 Jenis Retak dan Variabel Parameter ... 37
Tabel 3.2 Kondisi Cacat Permukaan ... 39
Tabel 3.3 Faktor Kalibrasi Retak ... 39
Tabel 3.4 Koefisien Pemodelan pada Time-base models ... 42
Tabel 3.5 Koefisien Pemodelan pada Traffic-base models ... 45
Tabel 3.6 Nilai Parameter Mulainya Retak ... 47
Tabel 3.7 Nilai Parameter untuk Perkembangan Retak ... 48
Tabel 4.1 Hasil Prediksi Mulainya Retak Menurut HDM-4 ... 54
Tabel 4.2 Hubungan Beban Lalu Lintas dan Structural Number terhadap Mulainya Retak dan Perkembangannya ... 55
Tabel 4.3 Grafik Perbandingan Prediksi Mulainya Retak dan Perkembangannya Antara HDM-4 dan Persamaan Regresi ... 58
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Bagan Alir Penelitian ... 5
Gambar 2.1 Retak Halus (Hair Cracks) ... 11
Gambar 2.2 Retak Tepi (Edge Cracks) ... 12
Gambar 2.3 Retak Sambungan Jalan (Lane Joint Cracks) ... 14
Gambar 2.4 Retak Sambungan Pelebaran (Widening Cracks) ... 15
Gambar 2.5 Retak Refleksi (Reflection Cracks) ... 16
Gambar 2.6 Retak Susut (Shrinkage Cracks) ... 17
Gambar 2.7 Retak Kulit Buaya (Alligator Cracks) ... 18
Gambar 2.8 Retak Selip (Slipage Cracks) ... 19
Gambar 2.9 Retak Struktural (Fatigue Cracking) ... 20
Gambar 2.10 Retak Melintang Akibat Suhu (Transverse Thermal Cracks) . 21 Gambar 2.11 Retak Refleksi (Reflection Cracking) ... 21
Gambar 2.12 Retak dengan Tingkat Keparahan Rendah... 22
Gambar 2.13 Retak dengan Tingkat Keparahan Sedang ... 22
Gambar 2.14 Retak dengan Tingkat Keparahan Tinggi ... 23
Gambar 2.15 Penyebaran Beban Roda ... 24
Gambar 2.16 Konfigurasi Beban As Standar ... 25
Gambar 2.17 Grafik kinerja perkerasan menurut jenis-jenis lapisan perkerasan ... 31
Gambar 3.1 Hubungan Mulainya Retak dan Perkembangannya ... 34
Gambar 4.1 Prediksi Mulainya Retak dan Perkembangannya ... 55
Gambar 4.2 Hubungan Beban Lalu Lintas dan Structural Number terhadap Mulainya Retak dan Perkembangannya ... 55
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Prediksi Mulainya Retak dan Perkembangannya Antara HDM-4 dan Persamaan Regresi .... 58
DAFTAR NOTASI
a0,a1,a2
a
= Koefisien pemodelan
01
ACA = Luas retak yang berkembang (%) = koefisien pada Structural Number
CDS = Surface Condition Defect/ Kondisi cacat permukaan
CRP = Penghambat perkembangan retak selama adanya pemeliharaan CRT = Cracking Retardation Time/ Lamanya hambatan retak akibat adanya
pemeliharaan
CRXt = Bertambahnya luasan retak pada waktu t
dACA = Perubahan bertahap pada area retak
ICA = Waktu mulainya retak (tahun) ICX = Waktu mulai terjadinya retak (tahun) IPt
IP ∆
= Indeks permukaan jalan hancur (minimum 1,5)
= Perbedaan antara initial design serviceability index (IP0
Kcia = Faktor kalibrasi mulainya retak
) dan design terminal serviceability index (IPt)
Kcpa = Kalibrasi perkembangan retak Kicx = Faktor mulai terjadinya retak MR
NEci = Jumlah ESA sejak mulai terjadinya retak = Modulus resilien
SNP = Structural Number of Pavement t50
TCI = Waktu sejak terjadinya retak,dalam tahun = Waktu untuk 50 persen area retak
W18
8,16 kN
= Perkiraan jumlah beban lalu lintas dari beban sumbu standar ekivalen
YE4 = Beban lalu lintas (juta ESAL/lajur) z = 1, jika TCI < t50
Za = 1, jika ACA < 50 persen, demikian juga sebaliknya ; lainnya z = -1
ZR
IP ∆
= Deviasi normal standar
= Perbedaan antara initial design serviceability index (IP0
terminal serviceability index (IPt)
) dan design
A t
δ = Fraksi tahun analisis
