METODOLOGI PENELITIAN
III.5 Teknik Pengumpulan Data
Pengumpulan data merupakan proses sistematis untuk mendapatkan data yang diperlukan dalam penelitian. Teknik pengumpulan data untuk penelitian ini didapatkan dengan:
1. Dokumentasi
Dokumentasi dapat berupa foto dan data-data laporan dari PT. ASDP Indonesia Ferry (Persero) Cabang Lembar maupun informasi mengenai pekerjaan yang akan dilakukan.
2. Data Set Statistik
Data set statistik merupakan data yang sudah tersedia atau terkumpul. Data set statistik dapat digunakan untuk keperluan analisis dan untuk informasi yang dapat digunakan dalam penelitian. Adapun data set statistik dalam penelitian ini diapatkan dari pihak dinas terkait.
61
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN lV.1 Analisis Lalu Lintas
Nilai lalu lintas harian rata-rata yang digunakan adalah LHR tahun 2022 yang diperoleh dari lembaga terkait. Berikut data LHR yang digunakan
Tabel 4-1 Data Kendaraan Jenis Kendaraan Jumlah
Golongan l 522
Golongan ll 185702
Golongan lll 1095
Golongan lV A 30901 Golongan lV B 16380
Golongan V A 274
Golongan V B 44261
Golongan Vl A 3168
Golongan Vl B 10195
Golongan Vll 6422
Golongan Vll B 43
Golongan Vll C 29
Total 298992
Sumber : PT. ASDP Indonesia Ferry (Persero) - Cab. Lembar
lV.2 Perhitungan Tebal Perkerasan Kaku Metode Bina Marga 2017 1. Umur Rencana
Sesuai dengan manual desain perkerasan tahun 2017, umur rencana yang digunakan untuk perkersan kaku ini adalah 40 tahun
2. Faktor Pertumbuhan Komulatif (R)
Mengacu pada nilai i (Tabel 2 – 1), didapatkan yaitu 4% untuk tahun 2021-2030 maka faktor komulatif atau faktor pengali (R) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
62
3. Faktor Distribusi Arah dan Faktor Dsitribusi Lajur
Faktor disrtibusi pada arah (DD), sebesar 0.5 dan untuk faktor distirbusi lajur (DL) sebesar 100% atau 1.
4. Kelompok Sumbu Komulatif
Berdasarkan Bina Marga 2017 untuk perkerasan kaku, beban lalu lintas desain didasarkan pada distirbusi kelompok sumbu kendaraan niaga (Tabel 2 – 3). Adapun hasil dari perhitungan kelompok sumbu komulatif adalah 28,417,333 atau bisa dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4-2 Komulatif Kelompok Sumbu
Jenis Kendaraan
Jumlah Kelompok
Sumbu
Lalu Lintas Tahunan
2022
Kelompok Sumbu
2022
Jumlah Kelompok Sumbu 2024-2063
(1) (2) (3) (4) (5)
1 2 522 1044 49603
2,3,4 2 234078 468156 22243383
V A 2 274 548 26037
V B 2 44261 88522 4205924
VI A 2 3168 6336 301041
VI B 2 10195 20390 968785
VII A 2 6422 12844 610254
VII B 4 43 172 8172
VII C 3 29 87 4134
Komulatif Kelompok Sumbu 28417333
Sumber: Hasil Analisis
5. Menentukan Jenis Perkerasan
Jenis perkerasan didapatkan dari jumlah komulatif kelompok sumbu kendaraan yang dimana nilai komulatif kelompok disesuaikan dengan ketentuan Pedoman Manual Desain Pekerasan Nomor 02/M/MB/2017. Dapat ditentukan jenis lapisan struktur perkerasan dengan menggunakan bagan berikut :
63
Tabel 4-3 Bagan Desain Perkerasan Kaku
Sumber: MDPJ 2017
Tabel 4-4 Tebal Perkerasan Kaku Metode Bina Marga 2017 Lapisan Kaku Tebal (mm)
Tebal Pelat Beton 295 Lapis Fondasi LCM 100
Lapis Drainase 150
Sumber: Hasil Analisis
Lapisan Kaku Tebal (cm) Tebal Pelat Beton 29.5 Lapis Fondasi LCM 10
Lapis Drainase 15
Sumber: Hasil Analisis
lV.3 Perhitungan Tebal Perkerasan Kaku Metode AASHTO 1993 1. Umur Rencana
Volume lalu lintas dalam area parkir pelabuhan penyeberangan lembar sangat tinggi sehingga umur rencana yang digunakan adalah 40 tahun.
2. Faktor Distribusi Arah dan Faktor Dsitribusi Lajur
Faktor disrtibusi pada arah (DD) sebesar 0.5 dan untuk faktor distirbusi lajur (DL) sebesar 100% atau 1.
3. Modulus Reaksi Tanah Dasar (k)
Dengan nilai CBR 2.5%, sehingga nilai k dapat dihitungan menggunakan persamaan berikut :
64
psi
4. Kemampuan Pelayanan
Kemampuan pelayanan (Tabel 2–4). Nilai kemampuan pelayanan awal (Po) untuk perkerasan kaku adalah 4.5 dan untuk nilai kemampuan pelayanan akhir diambil 2.5. dari nilai Po dan Pt yang sudah diketahui dapat ditentukan nilai untuk total kemampuan pelayanan sebagai berikut :
ΔPSI = Po – Pt ΔPSI = 4.5 – 2.5 ΔPSI = 2
5. Reliabilitas (R)
Nilai reliabilitas (Tabel 2–5) didapatkan 90%. Nilai reliabiliats berpengaruh terhadap nilai standard normal deviation (ZR) sehingga ditetapkan nilai ZR untuk reliabilitas 90% adalah sebesar -1.282
6. Deviasi Standard Keseluruhan (So)
Nilai deviasi standar keseluruhan yang disarankan oleh AASHTO 1993 untuk perkerasan kaku sebesar 0.30 – 0.40, untuk itu nilai deviasi standar yang digunakan untuk perencanaan sebesar 0.35
7. Modulus Elastisitas
Pada perencanaan ini digunakan mutu beton K350 atau setaran dengan 350kg/cm2 yang memilki nilai kuat tekan (f’c) = 4350 psi dan kuat lentur (Sc) = 870 psi, dapat dilihat pada tabel 2 – 8.
Sehingga untuk nilai modulus elastisitas beton dapat diketahui dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
65 8. Koefisien Drainase (Cd)
Terkait proses struktur perkerasan dalam 1 tahun terkena air dapat dilakukan pendekatan dengan asumsu dan rumus sebagai berikut :
Tjam : 2.5 jam per hari Thari : 230 hari per tahun
C : 0.85 % = 85 (diambil nilai tengah C antara 0.70 – 0.95) WL = 100 – C
WL = 100 – 85 WL = 15% = 0.15
(berdasarkan ketentuan koefisien drainase dalam keadaan bagus dengan nilai sebesar 1.20)
9. Koefisien Transfer Beban (J)
Pada perencanaan ini digunakan nilai koefisien transfer beban (J) sebesar 3.2 sesuai dengan kondisi area parkir pelabuhan penyeberangan lembar.
Tabel 4-5 Nilai Koefisisen Transfer Beban (J) Kondisi Nilai J
Penuh retak 4
Retak sebagian 3.2
Terawat baik 3
Sumber: AASHTO 1993
10. Menghitung Volume Lalu Lintas Rencana
Dalam perhitungan lalu lintas rencana dapat menggunakan persamaan faktor distirbusi pada arah dan lajur dengan rumus sebagai berikut :
Hasil perhitungan W18 selengkapnya dapat dilihat pata tabel berikut :
66
Tabel 4-6 Volume Lalu Lintas
Tipe kendaraan LHR VDF DD DL W18 sepeda motor, sekuter,
dan roda 3 185702
- 0.5 1 -
sedan, jeep, wagon 1095 0.0012 0.5 1 239.805 combi, minibus 30901 0.2165 0.5 1 1220937.136 pick-up, mobil hantaran 16380 0.2458 0.5 1 734782.23
bus kecil 274 0.2458 0.5 1 12291.229
bus besar 44261 1.0413 0.5 1 8411238.722
truk ringan 2 sumbu 4
roda 3168 2.9918 0.5 1 1729739.088
trik sedang 2 sumbu 6
roda 6422 2.9918 0.5 1 3506434.477
truk 3 sumbu 43 5.3443 0.5 1 41939.39425
truk semi trailer 29 4.1269 0.5 1 21841.61825
Jumlah 15679443.7
Sumber: Hasil Analisis
Sehingga :
Wt = 19.600.047.545 ESAL 11. Penentuan Tebal Pada Pelat Beton
Berdasarkan hasil perhitungan sebelumnya dapat disimpulkan parameter perencanaan tebal untuk perkerasan kaku dengan Metode AASHTO 1993 yang didapat sebagai berikut :
67
Berdasarkan hasil perhitungan dengan rumus diatas didapatkan hasil tebal perkerasan kaku yaitu 14 inchi atau 355.6 mm = 35.56 cm.
lV.4 Perhitungan Tebal Perkerasan Kaku Metode Austroads 2017 1. Umur Rencana
Volume lalu lintas dalam area parkir pelabuhan penyeberangan lembar sangat tinggi sehingga umur rencana yang digunakan adalah 40 tahun.
2. Faktor Kesetaraan Beban (LEF)
Dalam perencanaan ini nilai faktor kesetaraan beban sangatlah penting dalam menentukan nilai ESAL. Berikut hasil dari nilai LEF untuk masing- masing kendaraan :
Tabel 4-7 Nilai LEF dari Maisng-Masing Kendaraan
Tipe Kendaraan LHR LEF
sepeda motor, sekuter, dan roda 3 185702
sedan, jeep, wagon 1095 1
combi, minibus 30901 0.45
pick-up, mobil hantaran 16380 0.8
bus kecil 274 1.5
bus besar 44261 1.5
truk ringan 2 sumbu 4 roda 3168 2
trik sedang 2 sumbu 6 roda 6422 2
truk 3 sumbu 43 3
truk semi trailer 29 5
Sumber: Hasil Analisis
3. Menghitung ESAL Harian
Pada perhitungan nilai ESAL harian dapat menggunakan persamaan sebagai berikut :
Sehingga didapatkan nilai ESAL harian untuk masing-masing kedaraan dapat dilihat pada tabel dibawah :
68
Tabel 4-8 Nilai ESAL Harian
Tipe Kendaraan LHR LEF ESAL
sepeda motor, sekuter, dan roda 3 185702
sedan, jeep, wagon 1095 1 1095
combi, minibus 30901 0.45 13905.45
pick-up, mobil hantaran 16380 0.8 13104
bus kecil 274 1.5 411
bus besar 44261 1.5 66391.5
truk ringan 2 sumbu 4 roda 3168 2 6336
trik sedang 2 sumbu 6 roda 6422 2 12844
truk 3 sumbu 43 3 129
truk semi trailer 29 5 145
Sumber: Hasil Analisis
4. Menghitung Esal Tahunan dan ESAL Umur Rencana
Pada perhitungan nilai ESAL tahunan dapat menggunakan persamaan sebagai berikut :
Sedangkan untuk total ESAL selama umur rencana dapat menggunakan persamaan berikut :
Sehingga untuk nilai yang didapatkan bisa dilihat dalam tabel berikut :
Tabel 4-9 Nilai Total ESAL Selama Umur Rencana
Tipe Kendaraan LHR LEF ESAL
sepeda motor, sekuter, dan roda 3 185702
sedan, jeep, wagon 1095 1 1095
combi, minibus 30901 0.45 13905.45
pick-up, mobil hantaran 16380 0.8 13104
bus kecil 274 1.5 411
bus besar 44261 1.5 66391.5
truk ringan 2 sumbu 4 roda 3168 2 6336
trik sedang 2 sumbu 6 roda 6422 2 12844
truk 3 sumbu 43 3 129
truk semi trailer 29 5 145
Jumlah 114360.95
Total ESAL Tahunan 41741746.75
69
Total ESAL Selama Umur Rencana 834,834,935.00
Sumber: Hasil Analisis
5. Faktor Keamanan
Faktor keamanan (Tabel 2–10). Dalam perencanaan perkerasan kaku faktor kemanan menjadi salah satu parametr dalam penentuan tebal perencanaan. Adapun nilai faktor keamanan (SF) untuk perencanaan ini yaitu 1.2.
6. Reliabilitas (R)
Reliabilitas (Tabel 2–5). Nilai reliabilitas didapatkan 90%. Nilai reliabiliats berpengaruh terhadap nilai standard normal deviation (ZR) sehingga ditetapkan nilai ZR untuk reliabilitas 90% adalah sebesar -1.282 (Tabel 2–6).
7. Deviasi Standard Keseluruhan (So)
Nilai deviasi standar keseluruhan yang disarankan untuk perkerasan kaku sebesar 0.30 – 0.40, untuk itu nilai deviasi standar yang digunakan untuk perencanaan sebesar 0.35
8. Modulus Elastisitas
Pada perencanaan ini digunakan mutu beton K350 atau setaran dengan 350kg/cm2 yang memilki nilai kuat tekan (f’c) = 4350 psi dan kuat lentur (Sc) = 870 psi.
Sehingga untuk nilai modulus elastisitas beton dapat diketahui dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
9. Menghitung Tebal Perkerasan Beton (D)
Adapun tebal perkerasan beton (D) dalam metode Austroads didapatkan dengan menggunakan rumus :
70
lV.5 Perbandingan Hasil Metode Bina Marga 2017, AASHTO 1993 dan Austroads 2017
1. Perbandingan Tebal Pekerasaan
Adapun perbandingan tebal perkerasan kaku dari Metode Bina Marga 2017, Metode AASHTO 1993 dan Metode Austroads 2017 dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4-10 Perbandingan Tebal Pekerasan Perbandingan Tebal Perkerasan (cm)
Lapis Bina Marga 2017 AASHTO 1993 Austroads 2017
Pelat Beton 29.5 35.56 29.3
Lapis Pondasi 10 10 10
Sumber: Hasil Analisis
Gambar 4-1 Tebal Perkerasan Kaku Bina Marga
Gambar 4-2 Tebal Perkerasan Kaku AASHTO
71
Gambar 4-3 Tebal Perkerasan Kaku Austroads 2. Parameter Yang Berpengaruh Dalam Perhitungan
Perbedaan tebal pelat beton dapat terjadi dikarenakan adanya perbedaan metode perencanaan pada kegita metode dan terdapat beberapa perbedaan pada parameter input yang digunakan dalam perhitungan.
Berikut parameter-parameter yang berpengaruh dari setiap metode yang digunakan :
Tabel 4-11 Parameter Yang Berpengaruh Dalam Perhitungan PARAMETER BINA MARGA
2017
AASHTO 1993
AUSTROADS 2017 Tebal 29.5 cm 35.56 cm 29.3 cm
Distribusi Arah (DD) √ √ X
Distribusi Lajur (DL) √ √ X
Kelompok Sumbu √ X X
Zr X √ X
So X √ √
Po X √ X
Pt X √ X
Sc X √ √
Cd X √ X
Ec X √ √
k X √ √
J X √ X
CBR X √ X
R √ X √
SF X X √
LEF X X √
i √ X X
Sumber: Hasil Analisi
- Distribusi arah (DD) : faktor distribusi arah kendaraan merupakan persentase lalu lintas yang bergerak dalam satuan arah.
72
- Distribusi lajur (DL) : faktor distribusi lajur kendaraan merupakan persentase lalu lintas yang bergerak pada lajur tertentu.
- Kelompok sumbu : klasifikasi kelompok sumbu kendaraan berdasarkan berat total dan konfigurasi sumbu dari masing-massing kendaraan.
- Zr : nilai standar deviasi yang digunakan untuk menentukan keandalan desain perkersan dalam perencanaan.
- So : standar deviasi lalu lintas, digunakan untuk menggambarkan variasi lalu lintas dari tahun ke tahun.
- Po : proueksi lalu lintas awal merupakan volume lalu lintas yang diharapakan pada awal perkerasan digunakan.
- Pt : proyeksi lalu lintas akhir merupakan volume lalu lintas yang diharapakan pada akhir umur rencana perkerasan.
- Sc : kekuatan lentur beton, merupakan kapasitas maksimum beton untk menahan beban lentur tanpa retak.
- Cd : keofisien drainase yang menggambarkan kualitas drainase dibawah perkerasan.
- Ec : modulus elastisitas beton yang menunjukkan kekuatan beton. Nilai ini digunakan untuk menentukan respons beton terhadap beban.
- k : modulus reaksi tanah dasar yang menunjukkan kemampuan dukungan tanah dasar terhadap beban.
- J : koefisien transfer beban pada perkerasan, menunjjukan efiensi transfer beban.
- CBR : ukuran kekuatan tanah dasar pada jalan yang digunakan untuk menilai kekuatan tanah dasar dalam mendukung perkerasan.
- R : tingkat keandalan desain yang menggambarakan probabilitas bahwa perkerasan akan memenuhi umur rencana tanpa kegagalan.
- SF : faktor keamanan yang digunakan untuk memastikan desain perkerasan memiliki margin tambahan untuk ketidakpastian dalam beban lalu lintas atau kondisi material.
- LEF : faktor yang mengkonversi berbagai jenis beban kendaraan menjadi beban sumbu standar.
73
- i : faktor pertumbuhan lalu lintas tahunan yang menunjukkan tingkat pertumbuhan volume lalu lintas dari tahun ke tahun.
- ESAL, (equivalent single axle load) merupakan konsep yang digunakan dalam mengukur dan menggabungkan berbagai beban sumbu kendaraan yang berbeda menjadi satu atau komulatif jumlah beban ekivalen standar.
lV.6 Variabel Yang Berpengaruh Terhadap Ketiga Metode
Dari daftar parameter diatas dapat disimpulkan bahwa ada beberapa paramater atau variabel yang paling berpengaruh terhadap perhitungan tebal perkerasan kaku dari ketiga metode. Adapun variabel yang berpengaruh dari masing-masing metode sebagai berikut :
1. Metode Bina Marga 2017
Pada metode ini, variabel yang paling perpengaruh dalam perhitungan Bina marga dan tidak dimiliki oleh kedua metode lainnya adalah sebagai berikut :
- Nilai pertumbuhan lalu lintas (i), (Tabel 2–1). Semakin besar nilai i maka tebal pelat akan mengalami kenaikan atau semakin tebal dan begitupun sebaliknya.
- Nilai kelompok sumbu (Table 2–3). Nilai kelompok sumbu digunkan untuk mnedapatkan nilai ESAL yang selnajutnya mempengaruhi nilai tebal lapis.
2. Metode AASHTO 1993
Adapun metode AASHTO memiliki variabel yang lebih banyak dibandingkan Bina Marga dan Austroads. Berikut variabel yang berpengaruh terhapad perhitungan AASHTO dan variabel yang tidak dimiliki oleh kedua metode lainnnya :
- Standar deviasi (Zr), (Tabel 2–6). Semakin besar nilai Zr maka tebal pelat akan mengalami kenaikan atau semakin tebal.
- ΔPSI (Po - Pt), (Tabel 2–4). Semakin kecil nilai Pt maka tebal pelat akan semakin tipis.
74
- Koefisien transfer beban (J), (Tabel 4–5). Semakin besar nilai J maka tebal pelat akan mengalami kenaikan atau semakin tebal.
3. Metode Austroads 2017
Berikut variabel yang berpengaruh terhapad perhitungan Austroads dan variabel yang tidak dimiliki oleh kedua metode lainnnya :
- Faktor keamanan (SF), (Tabel 2–10). Semakin kecil nilai SF maka tebal pelat akan semakin tipis.
- Faktor lintas ekivalen (LEF), (Tabel 4–7). Nilai LEF digunakan untuk mendapatkan nilai ESAL yang selanjutnya mempengaruhi nilai tebal lapis.
75