EVALUASI KONDISI PERKERASAN LENTUR DENGAN METODE PCI DAN METODE MEKANISTIK-EMPIRIS DENGAN PROGRAM KENPAVE

(1)

DAN METODE MEKANISTIK-EMPIRIS DENGAN PROGRAM KENPAVE

(Studi kasus di Ruas Jalan Padjajaran, Sleman Yogyakarta)

Diajukan untuk memenuhi sebagian persayaratan mencapai derajat S1 pada Program Studi Teknik Sipil

Disusun oleh:

THERESIA BUIK 2015013015

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SARJANAWIYATA TAMANSISWA 2020

(2)

ii

HALAMAN PENGESAHAN

(3)

iii

HALAMAN PERNYATAAN

(4)

iv

PERSEMBAHAN

Atas rasa terimakasih dan syukur Yesus kemurahanmu sehingga Tugas akhirku bisa selesai dan yang ku persembahkan untuk:

1. Alhm. Bapak Agustinus Sirik yang sudah membesarkan saya kasih sayang dan segalanya yang tak sempat kukembalikan kepadamu.

2. Ibu Elisabeth Rouk yang tercinta atas doa mu, kasih sayang, ketulusan dan kesabaran yang engkau tuangkan kepada anakmu ini.

3. Teruntuk kakakku tersayang (Motivator) yang telah berjuang dan mengorbankan semuanya untuk saya yaitu Kakak Agnes Abu, Maria Fransiska Bete,Yasinta Kolo, Maria Ewalde Moru, Antonius Bau, Yosefina Bita.

4. Teman-teman spesialku yang telah menjadi sahabat untuk saya selama di Yogyakarta yaitu’ MSBC (Adelia R. padang, Abdul Halim, Febry Valentino Kotadjini, Moh. Dedi Rizaldi, Arbianto, Karolus B. Kadis)

5. Teman-teman kampus Irene Dau, Kuswatun Kasanah, Aqin dan

semuanya yang tak bisa sebut satu per satu yang telah memberikan

semangat entah secara langsung maupun tak langsung.

(5)

v

MOTTO

“Hai anak-anak, Taatilah orang tuamu didalam Tuhan, karena haruslah demikian. Hormatilah ayahmu dan ibumu ini adalah suatu perintah

yang penting, seperti yang nyata dari janji ini”.

(Efesus 6: 1- 9)

(6)

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa atas Anugerah dan kebaikan-Nya dalam memberikan Rahmat-Nya sehingga Tugas Akhir yang berjudul EVALUASI KONDISI PERKERASAN PERKERASAN LENTUR DENGAN METODE PCI DAN METODE MEKANISTIK-EMPIRIS DENGAN METODE MEKANISTIK-EMPIRIS. Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan memperoleh derajat kesarjanaan Strata-1 pada program Teknik Sipil, Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa, Yogyakarta.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis menyadari mengalami banyak hambatan, namun berkat saran, kritik, doa, motivasi dan dorongan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tak langsung sehingga, Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih tak terhingga kepada :

1. Bapak Drs. Agus Priyanto, ST., MM., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa Yogyakarta.

2. Ibu Dewi Sulistyorini, S.T., M. Eng Selaku dosen penguji

3. Bapak Ir.Zainul Faizien Haza, S.T., M.T., Ph.D., selaku Kepala Program Studi Teknik Sipil Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa sekaligus Dosen Pembimbing I yang telah membimbing, memberi arahan serta masukan dalam proses penyusunan skripsi ini.

4. Bapak Ir. Widarto Sutrisno, S.T., M.T., CIPM selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan dan masukan serta motivasinya dalam menyelesaikan skripsi ini.

5. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Sipil Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa yang tidak dapat penulis sebut satu-persatu yang telah memberikan ilmu pengetahuan baik teori maupun praktik yang tidak dapat ternilai harganya.

6. Semua pihak yang telah membantu dalam semua tahap penelitian ini sehingga berjalan dengan baik.

(7)

vii

7. Alhm. Bapak Agustinus Sirik dan ibu Elisabeth Rouk bersama kakak- kakakku yang selalu memberikan Doa dan dukungan serta keluarga besar yang selalu memberikan doa dan dukungan selama proses pengerjaan skripsi.

8. Sahabat-sahabat tercinta Adelia Royani Padang, Moh. Dedi Rizaldy Ismail, Arbianto, Karolus Boromeus Kadis, Abdul Halim, Ferby Valentino Kotadjini.

9. Teman-teman Teknik Sipil 2015, kakak - kakak dan adik - adik Tenik Sipil Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa yang sudah memberikan masukan, saran, dukungan dan semangat. Dan Semua pihak yang tidak tercantum namanya, penulis menyampaikan permohonan maaf dan terima kasih yang sebesar-besarnya.

Akhir kata penyusun penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan di bidang teknik sipil, rekan- rekan mahasiswa teknik sipil, masyarakat sekitar dan penyusun pada khususnya.

Yogyakarta, 08 Januari 2020

Theresia Buik

(8)

viii DAFTAR ISI

COVER ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

HALAMAN PERNYATAAN... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv

MOTTO... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ... xv

INTISARI ... xvi

ABSTRAK ... xvii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

1.6 Keaslian Penelitian ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Perkerasan Jalan ... 5

2.2 Lapisan Perkerasan Lentur ... 6

2.3 Evaluasi perkerasan ... 6

2.4 Kerusakan pada ruas jalan ... 6

2.5 Metode Pavement Condition Index (PCI) ... 7

2.6 Metode Mekanistik-empiris ... 8

2.6.1 Metode Mekanistik ... 8

2.6.2 Metode Empiris ... 8

2.7 Penelitian Terdahulu ... 9

(9)

ix BAB III LANDASAN TEORI

3.1 Jalan ... 17

3.2 Perkerasan jalan ... 17

3.3 Perkerasan Lentur (Flexible Pavement) ... 20

3.3.1 Lapis Permukaan ... 21

3.3.2 Lapisan Pondasi Atas (Base Course) ... 22

3.3.3 Lapisan Pondasi Bawah (Subbase Course) ... 22

3.3.4 Tanah Dasar (Subgrade) ... 23

3.4 Beban Lalau Lintas ... 24

3.4.1 Prosedur Desain Beban Lalu Lintas ... 24

3.4.2 Lalu Lintas Harian (LHR) ... 26

3.4.3 Faktor pertumbuhan Lalu Lintas ... 27

3.5 Metode Pavement Condition Index (PCI) ... 28

3.5.1 Tingkat Kerusakan (Severity Level) ... 28

3.5.2 Jenis-jenis kerusakan ... 30

3.5.3 Istilah-istilah dalam Hitungan PCI ... 33

3.6 Tegangan dan Regangan Perkerasan Lentur ... 36

3.6.1 Konsep Sistem Lapisan ... 36

3.6.2 Pemodelan Lapis Perkerasan Jalan ... 38

3.7 Analisis Perkerasan Lentur dengan Metode Mekanistik-empiris menggunakan aplikasi Kenpave ... 41

3.7.1 Program kenpave ... 42

3.7.2 Program Kenlayer ... 44

3.8 Analisis perkerasan ... 46

3.8.1 Fatigue Cracking ... 47

3.8.2 Rutting ... 47

3.8.3 Metode Mekanistik... 48

3.8.4 Metode Empiris ... 49

BAB IV METODE PENELITIAN 4.1 Lokasi Penelitian ... 51

4.2 Persiapan Alat dan Bahan ... 51

(10)

x

4.3 Metode pengumpulan Data ... 52

4.4 Pengolahan Data ... 53

4.4.1 Metode PCI ... 53

4.4.2 Metode Mekanistik Empiris ... 53

4.5 Bagan Alur Penelitian ... 54

BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN 5.1 Pengumpulan Data Penelitian ... 55

5.1.1 Kondisi ruas jalan ... 55

5.1.2 Data Lalu-lintas ... 55

5.2 Analisa Data Kondisi Perkerasan Jalan dengan Metode PCI ... 56

5.2.1 Nilai Pavement Condition Index (PCI) ... 56

5.2.2 Menghitung Kerapatan (Density) dan Deduct Value ... 57

5.2.3 Nilai pengurangan Total (Total deduct value) ... 70

5.2.4 Nilai pengurang terkoreksi (Corrected deduct value) ... 72

5.2.5 Menghitung nilai PC ... 74

5.3 Pembahasan metode Pavement condition index (PCI) ... 75

5.3.1 Ratting Semua Unit Segmen ... 75

5.3.2 Jenis dan penyebab kerusakan ... 76

5.3.3 Penanganan kerusakan perkerasan jalan ... 78

5.4 Perhitungan metode Mekanistik Empiris dengan aplikasi Kenpave ... 79

5.4.1 Data analisis kenpave ... 79

5.4.2 Analisis dengan program kenpave ... 80

5.4.3 Hasil Analisis Kenlayer ... 86

5.4.4 Parameter untuk Kontrol Prediksi Umur Pelayanan Jalan ... 86

BAB IV PENUTUP 6.1 Kesimpulan ... 90

6.2 Saran ... 91

DAFTAR PUSTAKA ... 92

LAMPIRAN ... 93

(11)

Tabel 3.1 Pemilihan jenis perkerasan ... 19

Tabel 3.2 Kecepatan Rencana Berdasarkan Tipe dan Kelas Jalan ... 26

Tabel 3.3 Faktor Laju Pertumbuhan Lalu Lintas (i) (%) ... 27

Tabel 3.4 Nilai PCI dan Nilai Kondisi ... 36

Tabel 3.5 Nilai Elastisitas Tipikal ... 39

Tabel 3.6 Nilai Poisson’s Ratio ... 40

Tabel 5.1 Data Lalu Lintas Rata – Rata Ruas Jalan ... 56

Tabel 5.2 Tipe Kerusakan Jalan Retak Pinggir (Edge Cracking)... 57

Tabel 5.3 Tipe Kerusakan Jalan Memanjang (Longitudinal Cracking) ... 58

Tabel 5.4 Tipe Kerusakan Jalan Memanjang (Longitudinal Cracking) ... 59

Tabel 5.5 Tipe Kerusakan Jalan Tambalan (Pathcing) ... 60

Tabel 5.6 Tipe Kerusakan Jalan Pelepasaan butiran (Raveling) ... 61

Tabel 5.7 Tipe Kerusakan Jalan Gelombang (Corrugation) ... 62

Tabel 5.8 Tipe Kerusakan Jalan Tambalan (Patching) ... 63

Tabel 5.10 Tipe Kerusakan Jalan Lubang (Potholes) ... 65

Tabel 5.11 Tipe Kerusakan Jalan Pelepasan butiran (Raveling) ... 66

Tabel 5.13 Tipe Kerusakan Jalan (Gelombang (Corrugation) ... 69

Tabel 5.14 Total Deduct value (0+000-0+200) ... 70

Tabel 5.18 Hasil Perhitungan Nilai (PCI) dan Ratting Setiap Segmen ... 74

Tabel 5.19 Ratting Semua Unit Segmen ... 75

Tabel 5.20 Kondisi ratting dan banyak segmen ... 76

Tabel 5. 21 jenis kerusakan dan luas kerusakan ... 77

Tabel 5.22 Metode Perbaikan pada Kerusakan jalan ... 79

(12)

xii

Tabel 5.23 Data yang dibutuhkan untuk aplikasi Kenpave ... 79

Tabel 5.24 Rekapitulasi Parameter ... 81

Tabel 5.25 Data input Zcoord ... 82

Tabel 5.26 Input zcoord ... 83

Tabel 5.27 Pengulangan beban ... 86

Tabel 5.29 Repetisi Beban ... 88

Tabel 6.1 Penggulangan Beban ... 90

(13)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rating Kondisi Perkerasan berdasarkan nilai PC ... 7

Gambar 2.2 Konsep Desain Perkerasan Pertama Mekanistik Empiris ... 9

Gambar 3.1 Penyebaran Beban Roda Melalui Perkerasan Jalan ... 20

Gambar 3.2 Susunan Lapisan Konstruksi Pekerasan Lentur ... 21

Gambar 3.3 Konfigurasi Roda pada Tipikal Kendaraan Semi Trailer ... 25

Gambar 3.4 Grafik deduct valuev ... 34

Gambar 3.5 Corrected Deduct Value, CDV ... 35

Gambar 3.6 Konsep Sistem Elastis Multi-layer. ... 37

Gambar 3.7 Modulus Elastisitas (Sumber: Pavement Interactive)... 39

Gambar 3.8 Tampilan awal Kenpave ... 43

Gambar 3.9 Respon Sistem Perkerasan Lentur ... 49

Gambar 3.10 Performa SPL ... 49

Gambar 4.1 Peta lokasi ... 51

Gambar 4.2 Bagan Alur Tahapan Penelitian ... 54

Gambar 5.1 Retak Pinggir (Edge cracking) ... 57

Gambar 5.2 Memanjang (Longitudinal Cracking) ... 58

Gambar 5.3 Memanjang (Longitudinal Cracking) ... 59

Gambar 5.4 Melintang (Transverse Cracking) ... 60

Gambar 5.5 Tambalan (Patching) ... 61

Gambar 5.6 Memanjang (Longitudinal cracking) ... 62

Gambar 5.7 Retak Pinggir (Edge cracking) ... 63

Gambar 5.8 Tambalan (patching) ... 64

Gambar 5.9 Tambalan (patching) ... 65

Gambar 5.10 Lubang (potholes) ... 66

Gambar 5.11 Pelepasan butiran (raveling) ... 67

Gambar 5.12 Pelepasan butiran (raveling) ... 67

Gambar 5.13 Tambalan (patching) ... 68

Gambar 5.14 Gelombang (corrugation) ... 69

Gambar 5.15 Corrected Deduct Value (CDV) Segmen 1 ... 72

(14)

xiv

Gambar 5.19 Presentase nilai kondisi kerusakan jalan ... 77

Gambar 5.20 Presentase nilai kondisi kerusakan jalan ... 78

Gambar 5.21 Menu Layerinp ... 80

Gambar 5.22 Menu General ... 82

Gambar 5.23 Letak titik tinjauan ... 83

Gambar 5.24 Input zcoord ... 84

Gambar 5.25 Input layer ... 84

Gambar 5.26 Input load ... 85

Gambar 5.27 Input nilai NPT ... 85

Gambar 5.28 Grafik repetisi beban ... 89

(15)

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Gambar kerusakan ... 93

Gambar potongan... 95

Tebal perkerasan ... 96

CBR... 97

Hasil Kenpave ... 98

Form Suvey ... 101

(16)

xvi INTISARI

Jalan merupakan salah satu prasarana yang paling penting bagi kebutuhan manusia, yaitu mempermudahkan aktivitas manusia dari satu tempat ketempat yang lain, dari satu kota kekota yang lain melalui daratan. Dimana jalan yang terletak diatas permukaan tanah/atau air dan dibawah tanah. Perkerasan lentur adalah lapisan perkerasan yang berfungsi untuk menerima beban lalu lintas dan meyebarkannya ke lapisan dibawahnya terus ke tanah dasar. Permasalahan utama kerusakan jalan khususnya perkerasan lentur di Indonesia berdasarkan hasil kajian Direktorat Jenderal Bina Marga (Ditjen Bina Marga, 2011) bekerja sama dengan Indonesia Infrastruktur Initiatie (IndII, 2011) adalah muatan berlebih sebesar 47%, kualitas pemeliharaan sebesar 20%, faktor desain sebesar 18%, serta kualitas konstruksi sebesar 15%. Perkerasan jalan mempunyai umur rencana tertentu sesuai dengan umur desain yang telah ditetapkan. Umur rencana yang digunakan dalam desain Indonesia adalah 10 tahun untuk perkerasan lentur. Selama masa layanan, perkerasan akan mengalami pembebanan berulang.

Penelitian ini menggunakan metode PCI dan Mekanistik-empiris pengolahan data dengan metode ini dilakukan untuk mengidentifikasikan jenis kerusakan dan luasannya berdasarkan tingkat kerusakan yang diperoleh dari survei kondisi jalan dan Untuk menghitung tegangan- regangan pada ruas Jalan Padjajaran– Yogyakarta dengan mekanistik-empiris menggunakan program Kenpave nilai tegangan- regangan.

Dari hasil analisis yang dilakukan untuk mengevaluasi kondisi perkerasan di Ruas jalan tersebut dengan metode PCI yaitu kondisi baik (Excellent). Dan untuk hasil perhitungan pada menggunakan metode mekanistik-empiris dengan program KENPAVE maka kondisi perkerasan jalan mampu mengakomodasi beban repetisi sebesar 37.964.486,27 ESAL sampai terjadi kerusakan deformation, 81.695.127,83ESAL sampai terjadi kerusakan rutting, dan 116.677.115,5ESAL sampai terjadi kerusakan fatigue cracking.

Kata kunci: Perkerasan lentur, Pci, Mekanistik-empiris dan Kenpave.

(17)

xvii ABSTRAK

The road is one of the most important infrastructure for human needs, namely to simplify human activity from one place to another, from one city to another through the land. Where the road is located above the surface of the land/or water and underground. The Flexible Pavement is a flex layer that serves to accept the load of the traffic and pass it to the bottom layer directly to the ground. The main problem of road damage, especially the bending in Indonesia based on the results of the study of the Directorate General of Bina Marga (Ditjen Bina Marga, 2011) in cooperation with Indonesia infrastructure Initiatie (IndII, 2011) is an excess charge of 47%, maintenance quality of 20%, design factor of 18%, and construction quality by 15%.

Street Labour has a specific plan life according to the age of the design set. The age of plans used in Indonesian design is 10 years for bending. During the service period, the Labour will undergo repeated loading.

This research uses the method of PCI and mechanistic-empirical processing of data with this method is done to identify the type of damage and its severity based on the degree of damage gained from the survey of road conditions and to calculate the voltage-strain on the road of Padjajaran-Yogyakarta with the mechanistic-empirical program of Kenpave-strain-grade value.

From the results of the analysis conducted to evaluate the conditions of the condition in the road to the PCI method is a good condition (Excellent). And for the result of calculation on using mechanistic-empirical methods with KENPAVE program, the road is able to accommodate a repetition load of 37,964,486.27 ESAL until deformation damage, 81.695.127, 83ESAL until a malfunction occurs, and 116.677.115, 5 ESAL until fatigue cracking damage occurs.

Keywords: Flexible Pavement, Pci, Mechanistic-Empirical and Kenpave