Perencanaan Tebal Perkerasan
3.1 Beban Lalulintas
3.1.5 Repetisi Beban Lalulintas
Beban lalulintas berupa berat kendaraan yang dilimpahkan melalui kontak antara roda dan perkerasan jalan, merupakan beban berulang (repetisi beban) yang terjadi selama umur rencana atau masa pelayanan jalan.
Konfigurasi dan beban sumbu kendaraan bermacam-macam, sedangkan repetisi beban dinyatakan dalam lintasan sumbu kendaraan, oleh karena itu perlu ditentukan cara untuk menyatakan repetisi beban sehingga data yang diberikan tidak memberi peluang untuk salah menafsirkan besarnya beban lalulintas.
Saat ini terdapat 2 cara penentuan besarnya beban lalulintas untuk perencanaan, yaitu dinyatakan dalam:
1. repetisi lintasan sumbu standar;
2. spektra beban dimana beban lalulintas dinyatakan dalam repetisi beban sumbu sesuai beban dan konfigurasi kelompok sumbunya.
Repetisi Lintasan Sumbu Standar
Kendaraan yang memiliki berbagai konfigurasi sumbu, roda, dan bervari- asi dalam total beban yang diangkutnya, diseragamkan dengan meng- gunakan satuan lintasan sumbu standar (lss), dikenal juga dengan Equivalent Single Axle load (ESA). Sumbu standar adalah sumbu tunggal beroda ganda dengan kriteria sebagai berikut:
- beban sumbu 18.000 pon (80 kN);
- lebar bidang kontak ban 4,51 inci (11 cm);
- Jarak antara masing-masing sumbu roda ganda 13,57 inci (33 cm);
- Tekanan pada bidang kontak = 70 pon/inci2.
Sumbu tunggal 18.000 pon yang digunakan sebagai sumbu standar digambarkan pada Gambar 3.11.
Gambar 3.11 Sumbu standar 18.000 pon 13,57
inci
4,51 inci 18.000
pon Tekanan angin
= 70 pon/inci2
Luas bidang kontak antara ban dan muka jalan sebenarnya berbentuk elips, tetapi sebagai pendekatan diasumsikan berbentuk lingkaran dengan radius = 4,51 inci. Luas bidang kontak keempat roda dari sumbu tunggal
= 4 x π x 4,512 = 255,601 inci2.
Jadi beban satu sumbu standar = 255,601 x 70 = 17.892 pon, dibulatkan menjadi 18.000 pon.
Bina Marga menggunakan satuan metrik sehingga kriteria beban sumbu standar adalah sebagai berikut:
- beban sumbu 8160 kg;
- tekanan roda 1 ban ± 5,5 kg/cm2 (0,55 Mpa);
- lebar bidang kontak 11cm;
- Jarak antara masing-masing sumbu roda ganda = 33 cm.
Sumbu tunggal 8160 kg yang digunakan sebagai sumbu standar di Indo- nesia seperti digambarkan pada Gambar 3.12.
Gambar 3.12 Sumbu standar 8160 kg
33 cm
11 cm 8.160 kg
Tekanan angin
= 5,5 kg/cm2
Beban lalulintas berasal dari berbagai jenis kendaraan dengan beragam konfigurasi sumbu dan berat kendaraan. Oleh karena itu dibutuhkan angka ekivalen (E) yang berguna untuk mengekivalenkan berbagai lintasan sumbu terhadap sumbu standar. Karena tujuan penyeragaman satuan ini adalah untuk menyatakan akibat beban terhadap struktur perkerasan jalan, maka angka ekivalen (E) adalah angka yang menun- jukkan jumlah lintasan sumbu standar yang menyebabkan kerusakan yang sama untuk satu lintasan sumbu atau kendaraan yang dimaksud.
Sebagai contoh:
- E sumbu tunggal roda tunggal seberat 2,2 ton = 0,005; ini berarti 1 kali lintasan sumbu tunggal roda tunggal dengan berat 2,2 ton ekivalen dengan 0,005 kali lintasan sumbu standar, akan menye- babkan kerusakan yang sama pada struktur perkerasan jalan.
- E truk berat 18 ton = 2,5; ini berarti 1 kali lintasan truk dengan berat 18 ton ekivalen dengan 2,5 kali lintasan sumbu standar, akan menye- babkan kerusakan yang sama pada struktur perkerasan jalan.
Satu kendaraan terdiri dari minimal 2 lintasan sumbu, berarti angka ekivalen (E) untuk setiap jenis kendaraan merupakan jumlah dari angka ekivalen untuk lintasan semua sumbu yang dimiliki oleh kendaraan tersebut.
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya angka ekivalen adalah:
1. Kecepatan kendaraan
Kendaraan dengan kecepatan lebih tinggi menyebabkan kontak antara ban dengan muka jalan lebih singkat dibandingkan dengan yang berkecepatan lebih rendah. Dengan demikian E sumbu kendara-
an dengan kecepatan tinggi lebih kecil dari pada E sumbu kendaraan pada kecepatan rendah.
2. Perbedaan mutu struktur perkerasan jalan menyebabkan kemampuan perkerasan menerima beban tanpa terjadi kerusakan akan berbeda.
Perkerasan dengan mutu lebih baik memiliki kemampuan perkerasan menerima beban tanpa terjadi kerusakan lebih besar dibandingkan dengan perkerasan bermutu yang lebih buruk. Dengan demikian E sumbu kendaraan lebih kecil jika mutu perkerasan semakin baik.
3. Luas bidang kontak antara ban dan muka jalan.
Hal ini dipengaruhi oleh konfigurasi sumbu, jumlah roda, jenis dan tekanan ban. Sumbu tandem dan atau roda ganda mempunyai jumlah luas bidang kontak yang lebih luas dari sumbu tunggal dan atau roda tunggal. Berarti E lintasan sumbu kendaraan untuk sumbu tandem dan atau roda ganda lebih kecil dari E lintasan sumbu kendaraan untuk sumbu tunggal dan atau roda tunggal.
4. Kelandaian jalan.
Pada jalan menanjak kendaraan bergerak dengan kecepatan lebih rendah daripada di jalan datar, sehingga kontak antara ban dan muka jalan menjadi lebih lama. Dengan demikian E lintasan sumbu kenda- raan pada daerah tanjakan lebih besar dari E lintasan sumbu kendaraan pada daerah datar.
5. Beban sumbu kendaraan
Beban kendaraan didistribusikan ke sumbu-sumbunya sesuai dengan berat total kendaraan. Beban sumbu menjadi lebih besar jika berat total kendaraan lebih berat, walaupun dengan konfigurasi sumbu yang sama. Dengan demikian E sumbu kendaraan yang lebih berat
akan lebih besar dari pada E sumbu kendaraan dengan beban lebih ringan.
6. Fungsi jalan.
Kendaraan yang melintasi jalan penghubung 2 kota umumnya berke- cepatan tinggi dan dengan jenis kendaraan pengangkut beban yang lebih berat. Kecepatan kendaraan di dalam kota relatif lebih rendah akibat banyaknya persimpangan. Dengan demikian E lintasan sumbu kendaraan secara tak langsung dipengaruhi juga oleh fungsi jalan.
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa 4 faktor utama yang mempengaruhi nilai angka ekivalen, yaitu konfigurasi sumbu kendaraan, beban sumbu, mutu struktur perkerasan, dan kecepatan kendaraan.
Setiap kondisi yang dapat mempengaruhi keempat faktor tersebut, akan mempengaruhi pula nilai angka ekivalen E. Penentuan besarnya nilai E ditentukan berdasarkan metode yang digunakan (Baca juga Bab 4, Bab 5, Bab 6 dan Bab 7).
Spektra Beban Sumbu
Beban kendaraan yang dilimpahkan keperkerasan jalan melalui kontak antara roda dan muka jalan bervariasi sesuai konfigurasi sumbu dan jumlah roda di ujung masing-masing sumbu. Berbagai metode dilakukan untuk menggambarkan variasi beban sumbu ini, antara lain dengan mengekivalenkan ke dalam lintasan sumbu standar 18.000 pon seperti diuraikan sebelum ini. Di samping metode mengekivalenkan ke sumbu standar, variasi beban sumbu dapat digambarkan dalam bentuk spektra beban. Beban lalulintas yang dinyatakan dengan spektra beban sumbu digunakan pada perencanaan tebal perkerasan kaku dan mulai digunakan untuk perencanaan tebal perkerasan lentur yang menggunakan metode
mekanistik-empirik. Beban sumbu pada metode spektra beban dikelom- pokkan berdasarkan konfigurasi dan rentang beban sumbu.
Contoh spektra beban sumbu kendaraan seperti pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Contoh Spektra Beban Sumbu Kendaraan
Jumlah lintasan sumbu kendaraan/hari/2 arah Beban sumbu
(ton) Tunggal Ganda Tripel
< 5 5000 400 100
5-10 3000 2000 500 10-15 200 5000 800
15-20 6 1500 900