5 KETENTUAN TEKNIS
5.4. Alinemen horizontal
5.4.2. Lengkung horizontal
5.4.2.1. Tikungan dengan Kurva Lingkaran
Direktorat Jenderal Bina Marga Pedoman Desain Geometrik Jalan, halaman: 66
Direktorat Jenderal Bina Marga Pedoman Desain Geometrik Jalan, halaman: 67 Semua elemen geometrik harus ekonomis, berkeselamatan, dan pada saat jalan dioperasikan, Pengguna Jalan dapat menggunakan kecepatan yang mendekati kecepatan desain. Hal ini dapat dicapai dengan mendesain seluruh komponen geometrik berdasarkan kecepatan desain. Desain kurva jalan harus didasarkan pada hubungan antara kecepatan desain, kelengkungan tikungan, superelevasi, dan gesekan melintang jalan antara ban kendaraan dengan perkerasan jalan.
Hubungan ini berasal dari hukum mekanika yang nilai-nilai variablenya tergantung pada nilai praktis dan faktor-faktor empiris pada rentang variabel yang digunakan.
Ketika sebuah kendaraan bergerak di jalur melingkar, kendaraan tersebut akan mengalami percepatan sentripetal yang bekerja mengarah ke pusat kelengkungan. Akselerasi ini ditopang oleh komponen bobot kendaraan berupa superelevasi jalan dan gesekan ke samping yang berkembang antara ban kendaraan dengan permukaan perkerasan jalan atau kombinasi keduanya. Sebagai konsep, akselerasi sentripetal ini disamakan dengan gaya sentrifugal. Namun, ini adalah gaya imajiner yang diyakini pengendara mendorong kendaraan keluar tikungan saat menikung, yang pada kenyataan-nya, pengendara benar-benar merasakan kendaraan dipercepat ke arah dalam (ke arah pusat lengkungan). Istilah percepatan sentripetal ini sepadan dengan akselerasi lateral yang secara fundamental benar.
Ketika sebuah kendaraan bergerak dengan kecepatan konstan pada kurva dengan superelevasi tertentu sehingga nilai friksi antara ban dan perkerasannya menjadi nol, maka akselerasi sentripetal seluruhnya ditopang oleh komponen bobot kendaraan dan, secara teori, tidak diperlukan gaya kemudi (sering disebut hand off). Kendaraan yang melaju lebih cepat atau lebih lambat dari kecepatan keseimbangan ini akan mengembangkan gesekan ban dengan perkerasan jalan saat upaya kemudi diterapkan untuk mencegah gerakan kendaraan ke luar atau ke dalam lintasan kurva.
Pada kurva tanpa superelevasi, laju kecepatan yang berbeda dari kecepatan keseimbangan ini juga dimungkinkan, karena memanfaatkan gesekan samping yang sesuai untuk mengimbangi percepatan sentripetal yang bervariasi tersebut.
Dari hukum mekanika, persamaan (9) adalah rumus dasar pengoperasian kendaraan pada kurva.
.…….………..………..…… (9)
Persamaan (9) diubah susunannya dan disesuaikan satuannya menjadi persamaan (10).
.…….……….………..…… (10)
Keterangan:
v adalah kecepatan kendaraan, dalam satuan m/detik V adalah kecepatan kendaraan, dalam satuan Km/Jam R adalah radius tikungan, m
e adalah superelevasi perkerasan, m/m
f adalah kekesatan melintang antara ban dan perkerasan g adalah percepatan konstan gravitasi, 9,81 m/detik2.
Persamaan (9) dan (10) yang memodelkan kendaraan bergerak sebagai suatu titik massa, sering disebut sebagai rumus kurva dasar.
Desain suatu lengkung horizontal diawali dengan penentuan VD. Untuk kecepatan tersebut, nilai faktor kekesatan yang terkait juga ditentukan dan umumnya fungsi turunan dari kecepatan (lihat Tabel 5-2). Desainer bisa memilih dari berbagai kemungkinan pasangan nilai R dan e yang memenuhi persamaan di atas, tergantung pada sejumlah batasan. Batasan terpenting adalah superelevasi hendaknya berada di dalam rentang yang diatur oleh peraturan yang berlaku (PTJ).
Direktorat Jenderal Bina Marga Pedoman Desain Geometrik Jalan, halaman: 68 5.4.2.2. Tikungan Gabungan
Tikungan gabungan merupakan tikungan-tikungan horizontal dengan radius yang berbeda dalam arah yang sama dan terhubung pada titik sambungnya. Pada umumnya, penggunaan tikungan gabungan tidak disarankan karena bisa menyebabkan masalah akibat pengemudi tidak melihat perubahan tikungan dan tidak mengantisipasi perubahan kekesatan menyamping (side friction). Bila mungkin, ganti tikungan gabungan dengan tikungan kurva tunggal. Tetapi, jika tikungan gabungan tetap diperlukan, maka pedoman berikut ini dapat diterapkan pada penggunaannya:
1. Tikungan gabungan tidak dikehendaki pada radius kurang dari 1.000m.
2. Jika radius kurang dari 1.000 m tidak bisa dihindari, maka penurunan kecepatan operasional pada setiap tikungan tersebut hendaknya tidak lebih dari 5Km/Jam, dan tetap di atas kecepatan operasi minimumnya pada bagian jalan tersebut.
3. Tidak boleh ada lebih dari dua tikungan dengan radius mengecil.
4. Radius mengecil hendaknya dihindari pada turunan curam.
5. Pada jalan satu arah, sebaiknya tikungan dengan radius lebih kecil mengawali tikungan dengan radius yang lebih besar.
Perubahan kekesatan antara tikungan dengan radius yang berbeda bisa menyebabkan masalah ketidakstabilan untuk sepeda motor dan truk, atau kendaraan lain yang titik gravitasinya tinggi.
Pengendara sepeda motor tidak bisa mengantisipasi perubahan kekesatan jika tidak mampu menangkap perubahan radius tikungan, yang umumnya terjadi pada tikungan gabungan. Jika diperlukan perlambatan untuk truk, terapkan jarak yang memadai bagi pengemudi untuk bereaksi dan memperlambat kendaraannya.
5.4.2.2.1. Tikungan Gabungan searah (Brokenback curve)
Kurva brokenback adalah lengkung-lengkung horizontal yang berbelok searah disambungkan oleh bagian lurus yang pendek atau dua tikungan dengan radius relatif kecil berbelok searah yang dihubungkan oleh lengkung dengan radius lebih besar yang juga berbelok searah. Lengkung broken back hendaknya dihindari sebisa mungkin karena hampir mustahil untuk menyediakan besaran superelevasi yang benar sepanjang bentangannya, dan juga sama sulitnya untuk menghasilkan kemiringan tepi perkerasan yang memadai. Ada dua kasus umum lengkung broken back (Gambar 5- 13 dan Gambar 5-14).
Kasus 1
Panjang bagian lurus <0,6VD (± dua detik waktu tempuh), pemisahan dua tikungan ini cukup kecil sehingga tidak ada komplikasi atau masalah visual dengan superelevasi. Tikungan semacam ini dapat ditoleransi dalam daerah perkotaan jika dibutuhkan menjaga perkerasan dan kerb eksisting.
Tetapi, lebih baik jika diganti oleh tikungan tunggal, dan ini tergantung pada kondisi setempat. Bila tidak bisa digantikan oleh tikungan tunggal, maka bagian lurus yang pendek dan perbedaan radius kedua tikungan yang dihubungkan ini bisa menyebabkan ketidakstabilan bagi sepeda motor dan truk, akibat perubahan kekesatan.
Kasus 2
Jika panjang bagian lurus ≥0,6VD dan < 2 (VD s.d. 4VD), penampilannya dikompromikan oleh tidak cukupnya pemisahan tikungan. Dalam rentang jarak ini, sering kali dimungkinkan dan lebih dikehendaki untuk menggantinya oleh tikungan tunggal, tergantung pada perbedaan radius tikungan.
Panjang 2VD meter bisa diambil sebagai nilai minimal mutlak, dan 4VD meter sebagai nilai minimal yang dikehendaki. Bahkan jarak 4VD bisa kurang mencukupi jika kedua tikungan terlihat pada saat yang sama dari jarak yang jauh. Panjang bagian lurus yang lebih besar dari 3VD akan menjadikan kembalinya kemiringan melintang normal pada bagian lurus dalam waktu tempuh sekitar 4 detik. Jika nilai minimal tidak bisa diperoleh, maka alinemen hendaknya diubah, baik dengan memperpanjang
Direktorat Jenderal Bina Marga Pedoman Desain Geometrik Jalan, halaman: 69 bagian lurus atau menggantinya dengan tikungan gabungan yang menyisipkan lengkung peralihan di antara lengkung-lengkung utamanya atau suatu alinemen peralihan yang panjang.
Sumber: VicRoads (2002).
Gambar 5-13. Jenis-jenis tikungan gabungan broken back
Sumber: VicRoads (2002).
Gambar 5-14. Pandangan pengemudi pada tikungan gabungan broken back 5.4.2.2.2. Tikungan Gabungan Balik (kurva S)
Tikungan gabungan balik adalah alinemen horizontal berbentuk huruf S yang dibentuk dari gabungan dua tikungan sederhana yang berlawanan arah dan dihubungkan pada titik singgung baik di akhir maupun di awal busur lingkaran atau lengkung peralihan. Tikungan tersebut juga bisa disambung oleh bagian lurus yang pendek.
Penyediaan bagian lurus di antara dua tikungan dikehendaki agar rotasi perkerasan bisa terjadi pada bagian jalan yang lurus dan lebih dikehendaki agar panjangnya mencukupi untuk rotasi superelevasi penuh dan bisa diterapkan pada laju rotasi yang diizinkan sesuai dengan kecepatan desain.
Di bawah ini beberapa ketentuan untuk diikuti dalam mendesain tikungan gabungan balik:
Direktorat Jenderal Bina Marga Pedoman Desain Geometrik Jalan, halaman: 70 1. Tikungan-tikungan yang membentuk tikungan gabungan hendaknya dihindari sebisa mungkin.
Namun jika tidak bisa dihindari, maka jarak antartikungan (bagian lurus) sebaiknya tidak kurang dari 0,7VD, karena pada jalan dua lajur dua arah hal ini akan menghasilkan/mencapai kemiringan melintang normal.
2. Jika antartikungan dihubungkan dengan lengkung peralihan, maka penggunaan lengkung peralihan akan memberikan peralihan yang halus dan stabil saat perubahan arah dan superelevasi.
3. Jika antar tikungan tidak dihubungkan dengan lengkung peralihan, maka antartikungan dipisahkan oleh bagian lurus yang panjangnya tidak kurang dari 0,3VD bagi setiap tikungan tanpa peralihan.
4. Radius tikungan pada tikungan yang digabungkan, hendaknya lebih besar dari radius minimum untuk superelevasi datar (e = 0), sesuai dengan persamaan (11).
……..…….………..…… (11) Keterangan: fmax adalah kekesatan melintang paling besar
5. Jika suatu tikungan gabungan balik harus mengakomodasi pergerakan truk, maka hendaknya disambungkan oleh bagian lurus yang panjangnya paling sedikit 0,6VD, (akan lebih baik jika >
0,7VD), atau dilengkapi oleh lengkung peralihan. Pada saat truk menghadapi kurva beradius lebih kecil, maka diperlukan jarak yang memadai bagi pengemudi untuk bereaksi dan memperlambat kendaraannya.