1
ANALISIS PERBANDINGAN TEBAL PERKERASAN KAKU METODE BINA MARGA 2017 DAN METODE AASHTO 1993
PADA JALAN HUSEIN HAMZAH PAL 5
Russel Savarino Pasaribu1), Komala Erwan2), Said2)
1) Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak
2) Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak Email : [email protected]
ABSTRAK
Perkerasan kaku adalah jalan yang menggunakan struktur perkerasan beton dengan bahan semen dan agregat.
Jalan Husein Hamzah Pal 5 dijadikan sebagai lokasi penelitian, karena lokasi yang sering dilewati untuk tujuan wisata, perikanan dan perindustrian di Sungai Kakap. Pada penelitian ini menggunakan dua metode yaitu metode Bina Marga 2017 dan AASHTO 1993. Data primer yang digunakan adalah data LHR dan data sekunder yang digunakan adalah data curah hujan, data geometrik jalan dan data CBR. Perbedaan dari kedua metode tersebut adalah konsep desain. Metode Bina Marga 2017 adalah metode mekanistik empiris yaitu menggunakan data – data yang ada di lapangan, yang selanjutnya digabungkan dengan data hasil laboratorium. Sedangkan konsep desain AASHTO 1993 adalah metode empiris yaitu hasil dari sumber pengetahuan dan pengamatan dengan memperhitungkan tegangan regangan dan deformasi pada pelat beton. Pada jalan Husein Hamzah Pal 5 analisis dilakukan menggunakan perkerasan kaku dengan umur rencana 40 tahun dan pertumbuhan lalu lintas 5,14%.
Hasil tebal pelat pada metode Bina Marga 2017 didapat sebesar 305 mm yang lebih tipis dari tebal pelat pada metode AASHTO 1993 sebesar 31 cm. Kedua metode tersebut menggunakan mutu beton K – 350 dengan perancangan sambungan melintang menggunakan dowel 38 mm, panjang 450 dan jarak 300 mm.
Kata Kunci: AASHTO 1993, Bina Marga 2017, Perkerasan Kaku.
ABSTRACT
Rigid pavement is a road that uses a concrete pavement structure with cement and aggregate materials. Jalan Husein Hamzah Pal 5 were used as a research location, because the location is often passed for tourism, fishery and industrial purposes on the Kakap River. this study uses two methods, which are bina marga method 2017 and AASHTO 1993. LHR data is primary data that used on this study and the secondary data is precipitation data, road geometric data and CBR data. The difference between the two methods is the design concept. Bina Marga Method 2017 is an empirical mechanistic method that uses data in the field, which further combined with laboratory data. While the design concept of AASHTO 1993 is an empirical method that is the result of theoritical and observation based on plate strain and deformation on concrete plates. On Jalan Husein Hamzah Pal 5 analysis was conducted using rigid pavement with a plan age of 40 years and traffic growth of 5.14%. The thickness of the plate as result of Bina Marga method 2017 is 305 mm which is thinner than the thickness of the plate in the 1993 AASHTO method of 31 cm. Both methods use the concrete quality of K - 350 with the transverse connections design using dowel 38 mm, length 450 and distance 300 mm.
Keywords : AASHTO 1993, Bina Marga 2017, Rigid Pavement.
I. PENDAHULUAN
Pentingnya melakukan pemeliharaan perkerasan terhadap jalan seiring meningkatnya volume kendaraan supaya jalan yang dilalui pengendara merasakan nyaman, dan keamanan dalam berlalu lintas. Seiring berjalannya waktu pertumbuhan lalu lintas maka diperlukan peningkatan infrastruktur. Pada umumnya kerusakan pada perkerasan jalan kemungkinan beban berat
menjadi salah satu penyebabnya. Dari hasil kesimpulan beberapa ahli bisa diakibatkan oleh frekuensi beban yang tinggi. Banyak metode mengenai dalam perkerasan jalan di Indonesia sendiri ada Analisa Komponen Bina Marga, diluar negeri ada AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) dan The Ashpalt Institut dari Amerika, Road Note dari Inggris, dan Austroad dari Australia.
2 Jalan Husein Hamzah Pal 5 dijadikan sebagai
lokasi penelitian, karena merupakan ruas yang digunakan untuk menuju tujuan wisata, perikanan dan perindustrian di Sungai Kakap. Lokasi tersebut sering dilalui oleh kendaraan – kendaraan berat seperti kontainer, truk dan lain – lain dikarenakan lokasi yang dilewati mengarah sungai kakap yang perikananan dan perindustriannya sebagai jalur perekonomian. Selain itu pada ruas jalan tersebut juga dibangun dengan dua metode perkerasan yang berbeda, yaitu perkerasan lentur dan perkerasan kaku. Penelitian ini dilakukan dengan mengacu kepada peraturan dan pedoman yang berlaku dengan tujuan berikut :
a) Merencanakan tebal perkerasan kaku dengan metode Bina Marga 2017.
b) Merencanakan tebal perkerasan kaku dengan metode AASHTO 1993.
c) Membandingkan hasil analisa tebal perkerasasan kaku berdasarkan uraian dari parameter dengan metode Bina Marga 2017 dan AASHTO 1993.
II. METODOLOGI DAN PUSTAKA Perkerasan Kaku Metode Bina Marga 2017
Berdasarkan persyaratan teknis Bina Marga 2017 terdiri dari beberapa tahapan perhitungan yaitu pemilihan struktur perkerasan, pertumbuhan lalu lintas, perhitungan lalu lintas pada lajur rencana, faktor ekivalen beban, beban sumbu standar kumulatif, penentuan daya dukung tanah, umur rencana, perhitungan perencanaan perkerasan kaku, dan sambungan. Berikut perhitungan beban sumbu standar kumulatif sebagai perencanaan tebal perkerasan kaku :
a) Beban Sumbu Standar Kumulatif
Beban sumbu standar kumulatif atau Cumulative Equivalent Single Axle Load (CESAL) merupakan lajur umur rencana yang diproyeksikan dengan jumlah kumulatif beban standar sebagai berikut :
ESATH-1 = (ΣLHRJK x VDFJK) x 365 x DD x DL x R
(1) dimana :
ESAL = kumulatif beban sumbu standar ekivalen selama umur rencana.
ΣLHRJK = jenis kendaraan niaga dengan jumlah harian rata - rata (kend/hari).
ESATH-1 = tahun pertama pada kumulatif lintasan.
VDFJK = faktor jenis kendaraan niaga terhadap ekivalen beban tiap jenis
kendaraan niaga.
DL = faktor pembagian lajur.
DD = faktor pembagian arah.
R = faktor pengali terhadap pertumbuhan lalu lintas kumulatif.
b) Umur Rencana
Umur rencana pada perkerasan kaku biasa direncanakan sekitar 20 tahun hingga 40 tahun.
c) Perhitungan Perencanaan Perkerasan Kaku Perencanaan perkerasan kaku untuk jalan dengan beban lalu lintas rendah dan beban lalu lintas berat didasarkan pada penentuan kelompok sumbu kendaraan niaga. Berikut beban lalu lintas pada perkerasan kaku :
Tabel 1. Perkerasan Kaku Jalan dengan Beban Lalu Lintas Berat (Sumber : Bina Marga, 2017) Struktur
Perkerasan R1 R2 R3 R4 R5 Kelompok
sumbu kendaraan berat (overload) (10^6)
<4.3 <8.6 <25.8 <43 <86
Dowel dan bahu
beton Ya
Struktur Perkerasan (mm) Tebal pelat
beton 265 275 285 295 305
Lapis fondasi
LMC 100
Lapis fondasi
agregat kelas A 150
d) Sambungan
Perkerasan jalan perlu dilakukan dengan sambungan. Sambungan pada perkerasan kaki digunakan untuk mengoreksi kerusakan akibat pemuaian dan susut. Sambungan dberperan penting, yaitu :
Dowel Bars, dalam perhitungan dowel ini nilai bearing stress pada beton harus lebih kecil dari bearing stress yang diizinkan.
Tie Bars, dalam perhitungannya Bina Marga menyarankan tie bars dibuat dari baja tulangan minimum U24, dengan diameter 16 mm, panjang 800 mm dan jarak 750 mm.
Perkerasan Kaku Metode AASHTO 1993
Metode AASHTO 1993 merupakan salah satu metode yang banyak digunakan dalam perencanaan tebal perkerasan kaku. Secara umum metode ini di adopsi sebagai standar perencanaan di berbagai negara. Langkah-langkah praktis, prosedur dan parameter – parameter perencanaan diberikan sebagai berikut : (Metode AASHTO 1993)
a) Equivalent Single Axle Load (ESAL)
Faktor ekivalensi beban adalah jumlah ESAL yang dihasilkan oleh satu lintasan gandar. Faktor ekivalensi diperoleh berdasarkan pengaruh kerusakan relatif dari berbagai tipe kendaraan, terhadap kerusakan yang disebabkan oleh beban gandar tunggal 18 kip (atau 80 kN = 8,16 ton), dengan ban dobel pada ujung – ujungnya.
∑
(2)
3 dimana :
N1 = tahun pertama lalu lintas dibuka.
Nn = akhir umur rencana pada lalu lintas.
LHRj = jumlah jenis kendaraan harian rata - rata.
VDFJK = Vehicle Damage Factor untuk jenis kendaraan.
W18 = lajur lalu lintas dengan traffic desaign.
DD = faktor pembagian arah.
DL = faktor pembagian lajur
Pada perencanaan tebal perkerasan kaku, lalu lintas yang digunakan adalah lalu lintas kumulatif selama umur rencana, dapat dihitung dengan persamaan berikut :
Wt = W18 x (3) dimana:
n = umur rencana.
g = peningkatan lalu-lintas.
W18 = lajur lalu lintas dengan traffic desaign.
Wt = jumlah total beban gandar tunggal standar kumulatif .
b) Modulus Reaksi Tanah Dasar
CBR di indoseia biasa menggunakan sebesar 6% untuk lapis tanah dasar. Nilai k dari tanah dasar dapat diestimasikan dari nilai modulus resilient (MR), yaitu :
(4)
(5) dimana:
MR = resillient modulus
k = modulus reaksi tanah dasar (psi)
Nilai modulus reaksi tanah dasar (k) sangat penting dalam menentukan perancangan perkerasan.
Kualitas tanah dasar dan material di atas tanah dasar digambarkan dengan nilai modulus. Akibat besarnya nilai k maka lapisan subbase semakin tebal.
c) Koefisien Drainase (Cd)
Kelembaban air mempengaruhi kinerja perkerasan, yaitu dapat mengurangi kekuatan tanah dasar dan lapis pondasi bawah serta dapat menyebabkan melengkungnya pelat. Koefisien drainase (Cd) berfungsi untuk memodifikasi tebal beton rencana dengan memperhatikan kondisi drainase. Diberikannya koefisien drainase adalah untuk memperhitungkan kinerja perkerasan pada pengaruh sistem drainase. Penentuan variabel dalam menentukan Cd yaitu persentase perkerasan yang terkena air. Persentase waktu struktur perkerasan dalam 1 (satu) tahun terkena air dinyatakan pada persamaan berikut :
(6) dimana:
Tj = hujan rata-rata per hari (jam), Th = jumlah rata-rata hari hujan per tahun
(hari),
C = koefisien pengaliran,
P = hari hujan dalam satu tahun yang berpengaruh pada perkerasan (%).
d) Koefisien Transfer Beban (J)
Nilai koefisien transfer beban dapat dipengaruhi dengan adanya alat transfer beban seperti dowel. Nilai –nilai yang digunakan sebagai pendekatan adalah :
Untuk sambungan dengan dowel : J = 2,5 – 3,1
Untuk perancangan lapis overlay : J = 2,2 – 2,6 e) Penentuan Tebal Pelat (D)
Pada perencanaan perkerasan kaku, diambil kombinasi yang paling optimum dari tebal pelat beton dan lapis pondasi bawah. Tebal perkerasan kaku dapat diketahui dengan persamaan berikut : Log10 x W18 = ZR x So + 7,35log10 (D+1) - 0,06 +
+ (4,22 – 0,32 pt) x log10
(7) dimana :
W18 = Lalu lintas rancangan (ESAL) ZR = Deviasi standar normal So = Standar deviasi keseluruhan D = Tebal pelat beton (in)
∆PSI = Kehilangan kemampuan pelayanan Po = Indeks kemampuan pelayanan awal Pt = Indeks kemampuan pelayanan akhir Sc’ = Kuat lentur beton (psi)
Cd = Koefisien drainase J = Koefisien transfer beban Es = Modulus elastisitas beton (psi) k = Modulus reaksi tanah dasar (pci) Metode Penelitian
Metode penelitian adalah prosedur atau proses yang digunakan untuk penelitian agar mengetahui langkah – langkah sistematis. Secara singkat metodologi penelitian adalah prinsip dasar dalam proses penelitian. Untuk menguji hipotesis haruslah dibuat sejumlah benda uji tes yang hasilnya nanti akan digunakan untuk menguji hipotesis tersebut.Metode deskriptif, metode yang digunakan dalam penulisan ni. metode deskriptif yang menggunakan objek penelitian saat sekarang dengan melihat fakta sebagaimana adanya, dan kemudian dianalisa untuk mendapatkan suatu kesimpulan konsep-konsep baru mengenai hal yang diteliti.
Teknik Pengumpulan Data a) Data Primer
Data primer diperoleh peneliti itu sendiri setelah mengamati langsung dari sumbernya. Pada penelitian data primer yang digunakan adalah data volume lalu lintas. Data lalu lintas ini digunakan sebagai parameter pada metode Bina Marga 2017
4 untuk mengetahui beban lalu lintas yang dihitung
selama umur rencana. Volume lalu lintas yang dihitung diproyeksikan sepanjang umur rencana.
Cara menentukan desaign traffic adalah memperkirakan jumlah volume dan pembagian lalu lintas tahun pertama menurut tipe kendaraan metode AASHTO 1993.
b) Data Sekunder
Data sekunder, yaitu data yang diperoleh dari sumber yang data penelitian secara tidak langsung atau perantara. Data CBR dan data curah hujan diperlukan untuk mendukung dalam penelitian ini.
Data CBR menentukan daya dukung tanah pada metode Bina Marga 2017 dan AASHTO 1993. Data curah hujan menentukan koefisien drainase pada metode Bina Marga 2017 dan AASHTO 1993.
Analisis Data dan Pembahasan
Menentukan tebal lapis perkerasan kaku harus sesuai prosedur dan parameter harus sesuai dengan metode yang digunakan. Berikut adalah parameter dan prosedur dari Bina Marga 2017 dan AASHTO 1993 :
a) Perencanaan perkerasan kaku berdasarkan Bina Marga 2017
Analisis Pada analisis metode Bina Marga (2017) diperlukan data primer dan data sekunder untuk mendukung setiap nilai parameter yang dikerjakan. Data primer yang diperlukan yaitu data LHR sedangkan data sekunder yang diperlukan yaitu data curah hujan, data CBR dan data geometrik jalan. Setelah data dikumpulkan masuk kedalam perhitungan atau penentuan parameter guna untuk mendapat tebal perkerasan. Parameter yang diperlukan sebagai berikut :
Pemilihan struktur perkerasan jalan.
Penentuan umur rencana.
Penentuan nilai Equivalent Single Axle Load.
Penentuan struktur pondasi perkerasan.
Penentuan daya dukung efektif tanah dasar menggunakan solusi tanah normal atau tanah lunak.
Penentuan struktur lapisan perkerasan.
Penentuan tipe sambungan.
Penentuan detail desain.
b) Perencanaan perkerasan kaku dengan Metode AASHTO 1993
Pada analisis metode AASHTO (1993) diperlukan data primer dan data sekunder untuk mendukung setiap nilai parameter yang dikerjakan.
Data primer yang diperlukan yaitu data LHR sedangkan data sekunder yang diperlukan yaitu data curah hujan, data CBR dan data geometrik jalan.
Setelah data dikumpulkan masuk kedalam perhitungan atau penentuan parameter guna untuk
mendapat tebal perkerasan. Parameter yang diperlukan sebagai berikut :
Data lalu lintas
Lalu lintas rencana
CBR
Modulus reaksi tanah dasar (k)
Flexural Strength (Sc‟)
Reliability
Serviceability
Koefisien Drainase (Cd)
Load transfer coefficient (J)
Perhitungan Penulangan Diagram Alir Penelitian
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian Diagram Alir Metode Bina Marga 2017
Tahapan perhitungan dan analisis metode Bina Marga 2017 dapat dilihat pada Gambar 2 dibawah ini.
Identifikasi Masalah
Studi Literatur :
Bina Marga 2017
AASHTO 1993
Data Primer :
Data LHR
Data Sekunder :
Data Curah Hujan
Data CBR
Data Geometrik Mulai
Metode Bina Marga 2017
Pemilihan Struktur Perkerasan
Umur Rencana
Lalu lintas harian
Pertumbuhan lalu lintas
Faktor prtumbuhan kumulatif
Faktor distribusi lajur dan arah
Penentuan desain fondasi minimum
Penentuan desain struktur perkerasan
Metode AASHTO 1993
Data lalu lintas
Lalu lintas rencana
CBR
Modulus reaksi tanah dasar (k)
Flexural Strength (Sc‟)
Reliability
Serviceability
Koefisien Drainase (Cd)
Load transfer coefficient (J)
Perhitungan Penulangan
Perbandingan tebal perkerasan kaku hasil hitungan metode Bina Marga 2017 dan Metode AASHTO 1993
Kesimpulan
Selesai
Perbandingan tebal perkerasan kaku hasil hitungan metode Bina Marga 2017 dan Metode AASHTO 1993
5 Gambar 2. Diagram Alir Metode Bina Marga 2017
Diagram Alir Metode AASHTO 1993
Tahapan perhitungan dan analisis metode AASHTO 1993 dapat dilihat pada Gambar 3 dibawah ini.
Gambar 3. Diagram Alir Metode AASHTO 1993 III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Perkerasan kaku adalah perkerasan yang terdiri dari perkerasan beton atau plat beton sebagai lapis fondasi dan lapis fondasi bawah di atas tanah dasar.
Lokasi penelitian berada di Jalan Husein Hamzah Pal 5. Penelitian ini menggunakan Metode Bina Marga 2017 dan AASHTO 1993. Perbedaan dari kedua metode tersebut adalah konsep desain Metode Bina Marga 2017 adalah metode mekanistik empiris yaitu menggunakan data – data yang ada di lapangan digabungkan dengan data hasil laboratorium sedangkan konsep desain Metode AASHTO 1993 adalah metode empiris yaitu hasil dari sumber pengetahuan dan pengamatan dengan memperhitungkan tegangan regangan dan deformasi pada plat beton. Salah satu kegiatan dalam proses perencanaan teknis jalan adalah proses pengumpulan atau penyajian data. Penelitian ini sangat menentukan dalam kualitas desain jalan yang akan dihasilkan, karena jika terjadi kesalahan akan mengakibatkan desain jalan yang dihasilkan tidak
optimal dan akan menyimpang yang akan direncanakan.
Data Lalu Lintas Harian Rata - Rata (LHR) Lalu lintas harian rata – rata adalah jumlah lalu lintas kendaraan rata – rata yang melewati satu jalur. Data tersebut disurvei secara langsung dilokasi penelitian di Jalan Husein Hamzah, Pal 5.
Adapun kendaran – kendaraan yang dihitung pada saat survei perhitungan lalu lintas dikelompokan menjadi beberapa golongan yang berdasarkan pada Peraturan Direktorat Jenderal Bina Marga.
Pengolahan data lalu lintas harian mengacu pada pedoman Wells, 1985 dalam Warpani, 1993.
Pada survei lalu lintas harian pada lokasi Jalan Husein Hamzah pal 5 dilakukan selama 12 jam per hari selama 3 hari. Umumnya pada kedua metode tersebut dilakukan 7 kali 24 jam. Maka perlu perhitungan lalu lintas harian yang tidak dilakukan selama 16 jam penting atau kurang dari 93% dari arus lalu lintas selama 24 jam. Hasil rekapitulasi hasil pengolahan data survei volume lalu lintas sebagai berikut :
Tabel 2. Hasil Perhitungan Volume Lalu Lintas 7 x 24 jam (Sumber : Analisis Data, 2021) Lalu Lintas Dalam 7 x 24 jam
No Tipe Kendaraan LHRM
(kend/hari) 1 Sedan, Jeep, Wagon 5974,398
2 Combi, Minibus 101,9969
3 Pick up, Mobil Hantaran 2815,566
4 Bus Kecil 39,52893
5 Bus Besar 12,28879
6 Truk Ringan 2 Sumbu 256,2212 7 Truk Sedang 2 Sumbu 968,3564
8 Truk 3 Sumbu 16,18024
9 Truk Semi Trailer 32,36047 Jumlah Kendaraan 10216,9 Data Curah Hujan
Data curah hujan ini mempengaruhi dalam desain jalan dimana dalam perkerasan harus diatas permukaan air pada saat perencanaannya. Data curah hujan didapat di website Badan Pusat Statistik dimana data curah hujan tersebut didapat. Berikut data curah hujan yang digunakan dalam penelitian ini :
Tabel 3. Jumlah Hari Hujan Per Tahun
(Sumber : Badan Pusat Statistik, 2021)
No Tahun Hari Hujan
1 2011 271
2 2012 219
3 2013 210
arga 2017
Umur rencana
Tentukan jenis sambungan
Pemilihan struktur perkerasan
Lalu lintas
Desain fondasi jalan
Desain perkerasan
-Perkerasan lentur -Perkerasan kaku
-Analisis volume lalu lintas -Data lalu lintas -Jenis kendaraan -Faktor pertumbuhan lalu lintas -Faktor ekivalen beban (VDF) -Beban sumbu standar kumulatif
Fondasi perkerasan kaku -Tanah dasar normal -Tanah dasar lunak
Struktur perkerasan kaku
Pd T – 14 – 2003 (Bina Marga 2003)
Mulai Selesai
Traffic
Reliability
Serviceability
CBR
Kuat tekan beton
Flextural strength Drainage coefficient Load transfer coefficient
-Umur rencana -Faktor distribusi arah -Faktor distribusi jalur -LHR pada tahun dibuka -Pertumbuhan lalulintas tahunan -Vehicle damage factor -Standard normal deviation -Standard deviation
- -Terminal serviceability -Initial servieability
- -Modulus reaksi tanah dasar
- -Modulus elastisitas beton
-
Desain ESAL
Servieability loss
Coba Tebal pelat
Check Equation
Tebal Pelat rencana
Tidak
Ya
6
4 2014 209
5 2015 206
6 2016 271
7 2017 244
8 2018 219
9 2019 219
10 2020 230
Hujan Rata-Rata 230 Data CBR
Daya dukung tanah diperoleh dari nilai CBR, dimana data CBR didapat dari Dinas Pekerjaan Umum Bina Marga Provinsi Kalimantan Barat. Data CBR yang didapat berada dilokasi pada Jalan Husein Hamzah Pal 5. Data CBR yang digunakan dalam penelitian ini berdasarkan hasil penelitian pada 32 titik di lokasi penelitian, namun dilakukan pengolahan data untuk mendapatkan nilai CBR yang mewakili 90% kondisi tanah tersebut. Berikut data nilai CBR yang mewakili 90% pada ruas Jalan Pontianak – Pal 5 :
Tabel 4. Nilai CBR Segmen (Sumber : Dinas Pekerjaan Umum Provinsi Kalbar, 2019)
Nilai CBR mewakili 90%
Ruas Jalan Pontianak – Pal 5 Data Nilai
CBR (%)
Jumlah Yang Sama Atau Lebih Besar
Persen Yang Sama Atau Lebih
Besar (%)
1.50 32 100.00
2.00 29 90.63
3.00 27 84.38
4.00 20 62.50
5.00 14 43.75
6.50 5 15.63
7.80 4 12.50
8 3 9.38
CBR yang didapat dalam penelitian pada Jalan Husein Hamzah Pal 5 berdasarkan grafik di bawah ini adalah sebesar 2,1%.
Gambar 4. Grafik CBR
Analisis Tebal Perkerasan Kaku Metode Bina Marga 2017
Analisis Tebal Perkerasan Kaku Metode Bina Marga 2017 dilakukan dengan menginput serta menghitung parameter – parameter yang teradapat pada Metode Bina Marga 2017. Desain struktur perkerasan kaku pendesain harus fokus pada penginputan parameter tersebut, dimana dalam perhitungannya terdiri dari :
Penentuan umur rencana, dimana penentuan umur rencana struktur perkerasan kaku mengacu pada tabel umur rencana Metode Bina Marga 2017 sehingga umur rencana yang digunakan adalah 40 tahun.
Faktor pertumbuhan lalu lintas, digunakan untuk menentukan tebal perkerasan kaku dalam perhitungan ESA, dimana hasil perhitungan faktor pertumbuhan lalu lintas kumulatif yang digunakan dalam penelitian ini adalah 125,007 dengan pertumbuhan lalu lintas sebesar 5,14%
yang didapat pada tabel pertumbuhan lalu lintas metode Bina Marga 2017.
Faktor distribusi lajur kendaraan niaga (DL), diambil 100% karena pada lokasi Jalan Husein Hamzah Pal 5 menunjukan lajur kendaraan 1 arah sehingga memilih angka tersebut.
Beban sumbu standar kumulatif, dimana dalam perhitungan beban sumbu standar kumulatif di dapat hasil 60.495.869,72 (CESA) kurang dari 86. Pada hasil CESAL, angka tersebut termasuk yang tinggi sehingga pada desain struktur tebal perkerasan kaku termasuk jalan dengan beban lalu lintas berat.
Penentuan desain fondasi jalan minimum, dimana Berdasarkan data CBR yang digunakan maka hasil dari tabel desain fondasi jalan minimum kondisi struktur tanah dilokasi Jalan Husein Hamzah Pal 5 adalah tanah lunak sehingga perlu dilakukannya perbaikan tanah dasar untuk menahan beban perkerasan kaku yang direncanakan. Dari tabel tersebut didapatkan uraian struktur fondasi menggunakan lapis penopang dan tebal perbaikan tanah dasar adalah sebesar 850 mm.
Penentuan struktur perkerasan, yang ditentukan berdasarkan hasil perhitungan CESAL, maka pengelompokan tebal perkerasan kaku adalah R5 karena hasil lalu lintas rencana (CESA) lebih dari 86000000. Jadi hasil dari penentuan struktur perkerasan kaku menggunakan dowel dan bahu beton dengan tebal pelat beton 305 mm, tebal lapis fondasi LMC 100 mm, dan tebal lapis fondasi agregat kelas A 150 mm.
Berdasarkan hasil perhitungan dan parameter perencanaan tebal perkerasan kaku pada Metode Bina Marga 2017 maka diperoleh perencanaan yang
7 digunakan pada ruas Jalan Husein Hamzah Pal 5
adalah sebagai berikut :
Tabel 5. Hasil Analisis Perhitungan Metode Bina Marga 2017 (Sumber : Analisis Data, 2021)
Parameter Nilai Satuan
Umur Rencana 40 tahun
Pertumbuhan Lalu Lintas 5,14 %
Faktor Pengali Pertumbuhan
Lalu Lintas 125,007
Beban Sumbu Standar
Kumulatif 60.495.869,72
Tebal Pelat Beton 30,5 cm
Tebal Lapis Fondasi LMC 10 cm
Tebal Lapis Fondasi Agregat
Kelas A 15 cm
Lapis Penopang Geotextile
Analisis Tebal Perkerasan Kaku Metode AASHTO 1993
Analisis pada tebal perkerasan kaku menggunakan metode AASHTO 1993. Metode AASHTO 1993 menggunakan konsep desain empiris yaitu hasil dari sumber pengetahuan dan pengamatan dengan memperhitungkan tegangan regangan dan deformasi pada plat beton. Dalam analisis perlu penginputan parameter – parameter supaya dalam konsep desain yang dikerjakan tidak terjadi kesalahan pada perhitungan yang digunakan dimana dalam perhitungannya terdiri dari :
Penentuan umur rencana, dimana pada metode ini umur rencana yang digunakan adalah 40 tahun karena kondisi Jalan Husein Hamzah Pal 5 memiliki volume kendaraan yang begitu tinggi.
Kemampuan pelayanan akhir (pt), dimana pada Jalan Husein Hamzah Pal 5 merupakan jalan raya utama maka nilai pt yang digunakan adalah 2,5.
Kemampuan pelayanan awal (po), dimana pada penilitian ini membahas tentang perkerasan kaku maka nilai indeks kemampuan pelayanan awal (po) yang digunakan adalah 4,5.
Faktor distribusi lajur dan arah, dengan faktor distribusi arah (DD) adalah 0,3 – 0,7 umumnya diambil 0,50 sementara distribusi lajur (DL) diambil 100% karena kondisi jalan hanya 1 lajur setiap arah.
Vehicle Damage Factor (VDF), dimana nilai VDF untuk setiap jenis kendaraan memiliki nilai yang berbeda. Nilai VDF digunakan pada perhitungan ESAL atau desain traffic.
Equivalent Single Axle Load (ESAL), dimana perhitungan ESAL digunakan untuk mengetahui berapa besaran dalam mengendalikan beban standar kumulatif selama setahun (W18) dengan hasil perhitungan beban gandar tunggal standar
kumulatif selama 40 tahun adalah 95.014.894 ESAL.
Modulus reaksi tanah dasar, dimana nilai modulus reaksi tanah dasar yang didasarkan pada potensi erosi pondasi bawah, dari gambar di atas maka didapat nilai k sebesar 150 pci.
Modulus elastisitas beton, dimana dalam speksifikasi perkerasan kaku umumnya digunakan kuat tekan beton fc’ = 350 kg/cm2 sehingga hasil perhitungan modulus elastisitas beton yang diperoleh yaitu 4021694.
Flextural Strength, pada perancangan perkerasan kaku parameter flextural strength digunakan untuk perhitungan tebal pelat. Umumnya di Indonesia menggunakan nilai Sc’ = 45 kg/cm2 yang dikonversikan menjadi 640 psi.
Reability, direncanakan agar memuaskan selama masa pelayanan pada perkerasan yang dirancang.
Nilai reliabilitas 80 – 99 karena klasifikasi pada jalan Husein Hamzah Pal 5 termasuk jalan arteri di perkotaan dengan Nilai (ZR) yang ditentukan yaitu -1,282 karena diambil nilai tengah dari nilai reliabilitas.
Deviasi Standar Keseluruhan (So), digunakan untuk memperhitungkan variasi dari input data.
Pada metode AASHTO 1993 nilai So pada perkerasan kaku adalah 0,30 – 0,40. Pada penelitian ditentukan nilai So yaitu 0,38.
Koefisien drainase (Cd), dimana berdasarkan tabel persen waktu struktur perkerasan terkena air hingga tingkat kelembabannya mendekati jenuh air, kualitas drainase yang digunakan adalah baik dengan tingkat persen waktu yaitu 1,17.
Koefisien transfer beban (J), dimana berdasarkan pada nilai koefisien transfer beban menggunakan sambungan dengan dowel maka nilai yang digunakan sebesar 2,7.
Berdasarkan hasil perhitungan dan parameter maka diperoleh perencanaan yang digunakan pada ruas Jalan Husein Hamzah Pal 5 adalah sebagai berikut :
Tabel 6. Hasil Analisis Metode AASHTO 1993 (Sumber : Analisis Data, 2021)
Parameter Nilai Satuan
Umur Rencana 40 tahun
Lalu-lintas, ESAL 95.014.894 ESAL Terminal Serviceability (pt) 2,5
Initial Serviceability (po) 4,5 Serviceability Loss
(∆PSI = po – pt) 2
8
Reliability (R) 90 %
Standard Normal Deviation
(ZR) -1,282
Standard Deviation (So) 0,38 Modulus Reaksi Tanah Dasar
(k) 150 pci
Kuat Tekan (f’c) 4978,155 psi
Modulus Elastisitas Beton
(Ec) 4.021.694,369 psi
Flexural Strength (Sc’) 640 psi
Drainage Coefficient (Cd) 1,17 Load Transfer Coefficient (J) 2,7
Tebal Pelat Beton (D) 31 cm
Tabel 7. Rekap Hasil Perhitungan Metode Bina Marga 2017 dan AASHTO 1993 (Sumber : Analisis Data, 2021) Perhitungan dan
Parameter
Bina Marga 2017
AASHTO 1993
CBR
Nilai CBR 2,1% , maka
harus diperbaiki tanah dasar dengan tebal
minimum tanah dasar sebesar 85 cm.
Nilai CBR 2,1%, maka
harus distabilisasi
menjadi 6%.
Umur Rencana 40 tahun 40 tahun
Lalu Lintas :
Equivalen Single
Axle Load (ESAL) - 95.014.894
Cumulative Eqivalent Standard Axles (CESA)
60.495.869,21 Pertumbuhan lalu
lintas 5,14% 5,14%
Reliabilitas - 90%
Standard deviasi (So) - 0,38
Standard normal
deviasi (ZR) - -1,282
Serviceability :
Initial servicebility
(po) - 2,5
Terminal
Servicebility (pt) - 4,5
Servicebility loss
(∆psi) - 2
Koefisien draineas - 1,17
(cd)
Koefisien penyalur
beban (J) - 2,7
Flexturan strength
(sc) - 640 psi
Tebal pelat beton 305 mm 310 mm
Dowel D38 - 450 D38 - 450
IV. KESIMPULAN
Dari hasil pembahasan dan perhitungan yang sudah dilakukan kesimpulan pada analisis perbandingan tebal perkerasan kaku metode Bina Marga 2017 dan metode AASHTO 1993, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Hasil tebal pelat pada metode Bina Marga 2017 yang didapat sebesar 305 mm dengan lapis fondasi kurus (LMC) sebesar 100 mm dan lapis fondasi agregat kelas A sebesar 150 mm sedangkan AASHTO 1993 didapat sebesar 310 mm dengan lapis fondasi beton 150 mm dan lapis fondasi agregat kelas A sebesar 150 mm.
2. Pada hasil data CBR di Jalan Husein Hamzah Pal 5 sebesar 2,1%. Pada metode Bina Marga harus dilakukan perbaikan tanah dasar setebal 850 mm sesuai panduan desain fondasi jalan minumum sedangkan metode AASHTO 1993 dari nilai CBR 2,1% maka dilakukan stabilisasi sebesar 6% dengan mendesain lapis fondasi kurus (LMC) dengan tebal 150 mm serta dilakukannya kajian geoteknik untuk meningkatkan stabilitas pada tanah dasar.
3. Pada kedua metode tersebut menggunakan sambungan susut agar dapat mengalihkan tegangan yang disebabkan oleh suhu, kelembaban, gesekan sehingga mencegah retak. Jika tidak digunakan maka akan terjadi retak acak pada permukaan beton dengan ukuran dowel D38 – 450.
4. Berdasarkan hasil tebal pelat pada Bina Marga didapat dengan berdasarkan tabel kelompok sumbu efektif, sedangkan AASHTO 1993 didapat berdasarkan rumus perhitungan tiap parameter yang digunakan.
5. Hasil perbandingan yang baik menurut penulis adalah metode AASHTO 1993 karena dilihat dari stuktur tanah dasar pada metode AASHTO hanya menggunakan geotextile tanpa menggunakan tanah timbunan sedangkan metode Bina Marga 2017 harus melakukan perbaikan tanah dasar sebesar 850 mm. Kelebihan lainnya dari Metode AASHTO 1993 adalah irit biaya pada perencanaan karena material yang digunakan sedikit dan juga waktu pengerjaan dilapangan tidak memakan waktu dikarenakan pada
9 metode Bina Marga 2017 harus melakukan
perbaikan tanah dasar sebesar 850 mm dari pada metode AASHTO yang hanya menggunakan geotextile untuk meningkatkan stabilitas pada tanah dasar.
Dari hasil analisis dan pembahasan yang telah diuraikan serta kesimpulan yang telah disampaikan maka saran yang dapat diberikan dari hasil penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Pada penelitian survei lalu lintas diharapkan mendapatkan data yang lebih teliti dan akurat.
2. Tiap – tiap parameter yang digunakan harus dipelajari terlebih dahulu sehingga tidak terjadi kesalahan saat melakukan perhitungan atau saat melakukan pemilihan angka ataupun golongan.
3. Data primer dan data sekunder harus lengkap agar tidak terjadi error pada saat perhitungan yang dilakukan masing – masing metode.
4. Diperlukan referensi mengenai perencanaan perkerasan kaku, agar dapat membantu pemahaman mengenai metode ini dan dapat mengurangi kesalahan dalam perhitungan atau analisis.
REFERENSI
American Association of State Highway and Transportation Officials. 1993. AASHTO Guide for Design of Pavement Structures.
Washington, D.C.
Departemen Permukiman Dan Prasarana Wilayah, Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen Pd T-14-2003.
Direktorat Jenderal Bina Marga. 1997. Manual Kapasitas Jalan Indonesia (MKJI).
Jakarta : Departemen Pekerjaan Umum Hendarsin,S.L.,(2000), Penuntun Praktis
Perencanaan Teknik Jalan Raya. Penerbit Politeknik Negeri Bandung, Bandung.
Wells, G. R. 1993. Rekayasa Lalu Lintas.
Penerjemah Ir. Suwardjoko Warpani.
Jakarta : Penerbit Bhrata
10
