EVALUASI TEBAL PERKERASAN CEMENT TREATED MANUAL …

SKRIPSI

EVALUASI TEBAL PERKERASAN CEMENT

TREATED MANUAL DESAIN PERKERASAN JALAN

DENGAN METODE AUSTROADS 2008

LAURENTIA INEZ PRIDIANTI

NPM : 2014410193

PEMBIMBING: Aloysius Tjan, Ph.D.

UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN

FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL (Terakreditasi Berdasarkan SK BAN-PT Nomor: 227/SK/BAN-PT/Ak-XVI/S/XI/2013)

BANDUNG

JULI 2018

SKRIPSI

EVALUASI TEBAL PERKERASAN CEMENT

TREATED MANUAL DESAIN PERKERASAN JALAN

DENGAN METODE AUSTROADS 2008

LAURENTIA INEZ PRIDIANTI

NPM : 2014410193

BANDUNG, 9 JULI 2018 PEMBIMBING:

ALOYSIUS TJAN, Ph.D.



BANDUNG

JULI 2018

vii

PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama Lengkap : Laurentia Inez Pridianti

NPM : 2014410193

Dengan ini menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “EVALUASI TEBAL

PERKERASAN CEMENT TREATED MANUAL DESAIN PERKERASAN

JALAN DENGAN METODE AUSTROADS 2008” adalah karya ilmiah yang

bebas plagiat. Jika dikemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam skripsi ini, maka

saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan perundang-undangan yang berlaku.

Bandung, 9 Juli 2018

Penulis,

Laurentia Inez Pridianti

2014410193

i

EVALUASI TEBAL PERKERASAN CEMENT TREATED

MANUAL DESAIN PERKERASAN JALAN DENGAN

METODE AUSTROADS 2008


NPM: 2014410193

Pembimbing: Aloysius Tjan, Ph.D.



BANDUNG

Juli 2018

ABSTRAK

Manual Desain Perkerasan Jalan adalah salah satu metode untuk perencanaan perkerasan jalan baru,

dan rehabilitasi perkerasan lentur dan kaku di Indonesia. Dalam metode ini, terdapat Bagan Desain

untuk membantu perencanaan desain perkerasan. Bagan desain untuk perkerasan lentur dengan

Cement Treated (bahan bersemen) ditunjukan pada Bagan Desain - 3. Manual Desain Perkerasan

Jalan sendiri mengacu pada metode Austroads. Metode ini dibuat dan digunakan khusus untuk

kondisi di Australia. Dengan adanya keterbatasan dalam penggunaan metode Austroads, maka

dilakukan evaluasi Bagan Desain – 3 tersebut. Penyesuaian yang dilakukan yaitu pada faktor

temperatur. Perhitungan umur perkerasan diperoleh dari nilai regangan kritis perkerasan dengan

bantuan program KENPAVE.Dari hasil analisis, diperoleh kesimpulan bahwa Bagan Desain – 3

tidak dapat diterima. Karena dengan tebal perkerasan dan modulus tertentu seharunya umur

perkerasan yang didapat adalah satu nilai tertentu, sedanngkan Bagan Desain – 3 memberikan angka

kisaran sebagai umur perkerasannya. Selain itu, nilai umur perkerasan yang didapat dari hasil

perhitungan pun menyimpang cukup jauh

Kata Kunci: Perkerasan Lentur, Umur Perkerasan, Evaluasi

iii

THICKNESS OF FLEXIBLE PAVEMENT WITH CEMENT

TREATED FROM PAVEMENT DESIGN MANUAL WITH

AUSTROADS 2008 METHOD


NPM: 2014410193

Advisor: Aloysius Tjan, Ph.D.

PARAHYANGAN CATHOLIC UNIVERSITY

FACULTY OF ENGINEERING DEPARTMENT OF CIVIL

ENGINEERING (Accreditated by SK BAN-PT Number: 227/SK/BAN-PT/Ak-XVI/S/XI/2013)

BANDUNG

JULY 2018

ABSTRACT

Manual Desain Perkerasan Jalan is one of the methods for planning new road pavements, and the

rehabilitation of flexible and rigid pavements in Indonesia. In this method, there is a design chart to

help to design new pavement and rehabilitation. Design chart for flexible pavement with Cement

Treated is shown in the Design Chart 3 in Pavement Design Manual The manual itself refers to the

Austroads method. This method is made and used specifically for conditions in Australia. Given the

limitations in using Austroads method, evaluation of the design chart - 3 is performed. Adjustment

is done on the temperature factor. The calculation of pavement life is obtained from the critical strain

value of pavement with the help of KENPAVE program. From the analysis results, it can be

concluded that Design Chart - 3 is unacceptable. Because with the thickness of the pavement and

the particular modulus the pavement life should be one particular value, while the Design Chart - 3

provides the range of numbers as the life of the pavement. In addition, the value of pavement age

obtained from the calculation was deviated far enough

Keywords: Flexible Pavement, Life of Pavement, Evaluation

PRAKATA

Puji syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan

rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “EVALUASI

TEBAL PERKERASAN CEMENT TREATED MANUAL DESAIN

PERKERASAN JALAN DENGAN METODE AUSTROADS 2008”. Skripsi ini

disusun untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan studi S1 Program Studi

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Katolik Parahyangan.

Banyak hambatan dan tantangan yang dihadapi penulis dalam selama

pembuatan skripsi ini. Sehingga penulis hendak berterima kasih kepada pihak-

pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan skripsi ini, yaitu :

1. Aloysius Tjan, Ph.D., selaku dosen pembimbing skripsi yang telah

membimbing, mengarahkan, dan memberikan saran kepada penulis

dalam penyusunan skripsi ini.

2. Tri Basuki Joewono, Ph.D., Santoso Urip Gunawan, Ir., M.T., dan

Tilaka Wasanta, S.T., M.T., selaku dosen penguji yang telah

memberikan masukan dan saran selama seminar.

3. Kedua orang tua penulis, Diyatno dan Anastasia Prima K. yang selalu

mendoakan dan memberi arahan sepanjang perjalanan menempuh masa

perkuliahan.

4. Adik penulis, Patricia Yasmin yang selalu memberi semangat selama

proses perkuliahan hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini.

5. Seluruh keluarga besar penulis, yang senantiasa tidak henti-hentinya

memberikan dorongan, nasihat, dan semangat kepada penulis dalam

proses perkuliahan hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini.

6. Gina Gestiana, Ressa Regina, Astrid Marion, Gita Indah P.W., Almira

Januarita, Hasna Karimah, Aisya Arifin dan Bella Siti F. atas suka, duka

dan drama serta menemani selama kegiatan perkuliahan dan

penyusunan skripsi ini.

7. Seluruh teman-teman teknik sipil angkatan 2014 yang telah menemani

dan membantu penulis baik suka maupun duka selama perkuliahan.

8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah

mendukung dan membantu penulis dalam penyusunan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam skripsi ini

dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan pengalaman dari penulis, oleh karena

itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua

pihak. Selain itu penulis berharap skripsi ini dapat berguna untuk penelitian dan

penerapan di masa yang akan datang.

Bandung, 9 Juli 2018


2014410193

vii

DAFTAR ISI

ABSTRAK ............................................................................................................... i

ABSTRACT ........................................................................................................... iii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN .............................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xv

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvii

BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................. 1-1

1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1-1

1.2 Inti Permasalahan .............................................................................. 1-1

1.3 Tujuan Penelitian............................................................................... 1-1

1.4 Pembatasan Masalah ......................................................................... 1-2

1.5 Metode Penelitian .............................................................................. 1-2

1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................ 1-2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 2-1

2.1 Metode Mekanistik Empiris .............................................................. 2-1

2.2 Perkerasan Lentur .............................................................................. 2-2

2.3 Tanah Dasar (Subgrade).................................................................... 2-3

2.3.1 CBR Tanah Dasar .................................................................... 2-3

2.3.2 Parameter Elastis ..................................................................... 2-4

2.4 Lapisan Pondasi Bawah (Subbase Course) ....................................... 2-5

2.4.1 Modulus Bahan Berbutir .......................................................... 2-6

2.4.2 Jumlah Sublapisan Bahan Berbutir .......................................... 2-7

2.5 Lapisan Pondasi (Base Course) ........................................................ 2-8

2.5.1 Modulus Elastis Bahan Bersemen ........................................... 2-8

viii

2.6 Lapisan Permukaan (Surface Course) ............................................... 2-9

2.6.1 Modulus Elastis Campuran Beraspal ..................................... 2-10

2.6.2 Viskositas ............................................................................... 2-10

2.6.3 Temperatur Campuran Beraspal ............................................ 2-10

2.6.4 Durasi Pembebanan ................................................................ 2-11

2.6.5 Metode Shell .......................................................................... 2-12

2.7 Pembebanan Pada Struktur Perkerasan ........................................... 2-15

2.8 Kerusakan Pada Perkerasan ............................................................. 2-16

2.8.1 Retak Lelah ............................................................................ 2-16

2.8.2 Deformasi Permanen .............................................................. 2-17

2.8.3 Faktor Reliabilitas .................................................................. 2-17

2.9 Pembebanan Pada Struktur Perkerasan ........................................... 2-18

BAB 3 PARAMETER TEBAL PERKERASAN LENTUR .............................. 3-1

3.1 Metode Pengolahan Data ................................................................... 3-1

3.2 Model Struktur Perkerasan ................................................................ 3-1

3.3 Spesifikasi Pembebanan .................................................................... 3-2

3.4 Lokasi Peninjauan Regangan ............................................................. 3-2

3.5 Penentuan Temperatur Perkerasan Beraspal ..................................... 3-3

3.6 Penentuan Tebal Perkerasan .............................................................. 3-4

3.6.1 Tebal Lapisan Perkerasan Manual Desain Perkerasan Jalan ... 3-4

3.6.2 Tebal Lapisan Perkerasan Untuk Temperatur Indonesia ......... 3-4

3.7 Penentuan Nilai CBR Tanah Dasar ................................................... 3-4

3.8 Penentuan Parameter Elastis .............................................................. 3-5

3.8.1 Modulus Elastis Perkerasan ..................................................... 3-5

3.8.2 Angka Poisson .......................................................................... 3-5

3.9 Penentuan Campuran Bitumen .......................................................... 3-6

3.10 Penentuan Besar Regangan................................................................ 3-7

3.10.1 Perangkat Lunak KENLAYER ............................................ 3-7

3.10.2 Contoh Input KENLAYER .................................................. 3-8

ix

3.10.3 Contoh Output KENLAYER ............................................... 3-8

3.11 Penentuan Umur Perkerasan ............................................................. 3-8

BAB 4 ANALISIS DATA ................................................................................. 4-1

4.1 Perhitungan Modulus Tanah Dasar (E4)............................................ 4-1

4.2 Perhitungan Modulus Lapisan Pondasi Bawah (E3) ......................... 4-1

4.3 Perhitungan Modulus Lapisan Pondasi (E4)...................................... 4-2

4.4 Perhitungan Modulus Lapisan Permukaan (E1) ................................ 4-2

4.5 Analisis Umur Perkerasan ................................................................. 4-4

4.5.1 Umur Perkerasan Manual Desain Perkerasan Jalan ................ 4-4

4.5.2 Umur Perkerasan Temperatur Indonesia ................................. 4-8

4.6 Evaluasi Umur Perkerasan Bagan Desain 3 Manual Desain Perkerasan

Jalan ........... ………………………………………………………..4-12

4.7 Perbandingan Umur Perkerasan Indonesia dan Australia ............... 4-12

BAB 5 PENUTUP.............................................................................................. 5-1

5.1 Kesimpulan........................................................................................ 5-1

5.1 Saran .................................................................................................. 5-2

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 5-3

xi

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

CBR : California Bearing Ratio, %

E : Modulus Elastisitas, MPa

E1 : Modulus Elastis Lapisan Beraspal, MPa

E2 : Modulus Elastis Bahan Bersemen, MPa

E3 : Modulus Elastis Bahan Butiran, MPa

E4 : Modulus Elastis Tanah Dasar, MPa

Ebit : Modulus Bitumen, MPa

ɛh : Regangan Horizontal

ɛv : Regangan Vertikal

f : Frekuensi, Hz

h1 : Tebal Lapisan Permukaan (Beraspal), mm

h2 : Tebal Lapisan Pondasi (Bahan Bersemen), mm

h3 : Tebal Lapisan Pondasi Bawah (Bahan Butiran), mm

h4 : Tebal Lapisan Tanah Dasar, mm

k : Modulus Reaksi Tanah Dasar, MPa

K : Konstanta Uji Eksperimental

n : Jumlah Sublapisan Pondasi

N : Umur Perkerasan, ESA

Nd : Jumlah Repetisi Beban Akibat Deformasi Tanah Dasar, ESA

Nf : Jumlah Repetisi Beban Akibat Fatik Aspal dan Bahan Bersemen,

ESA

Nmin : Jumlah Repetisi Beban Minimum Dari Nd dan Nf

η70°F, 106 : Viskositas Absolut Pada Temperatur 70°F

p : Tekanan Bidang Kontak, kPa

P : Beban, lb

P200 : Berat Agregat Lolos Saringan No. 200, %

Pac : Rasio Berat Aspal Terhadap Berat Total

r : Jari-Jari Roda, mm

R : Rasio Modular

xii

Smix : Kekakuan Campuran Beraspal, MPa

t : Durasi Pembebanan, detik

Tair : Temperatur Udara, ℃

tp : Temperatur Perkerasan Beraspal, °F

ʋ1 : Angka Poisson Lapisan Permukaan

ʋ2 : Angka Poisson Lapisan Pondasi

ʋ3 : Angka Poisson Lapisan Pondasi Bawah

ʋ4 : Angka Poisson Lapisan Tanah Dasar

V : Kecepatan Desain Lalu Lintas, Km/jam

Vb : Volume Bitumen, %

Vg : Volume Agregat, %

Vv : Volume Rongga Udara, %

WF : Faktor Tertimbang

WMAAT : Temperatur Rata-Rata Tahunan Tertimbang, ℃

WMAPT : Temperatur Perkerasan Beraspal Tertimbang, ℃

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. 1 Diagram Alir Penelitian .................................................................. 1-4

Gambar 2. 1 Tegangan dan Regangan pada Perkerasan Lentur (Huang,

1992)………………........................................................................2-2

Gambar 2. 2 Struktur Lapisan Perkerasan Lentur (Austroads, 2008) .................. 2-3

Gambar 2. 3 Hubungan Dynamic Cone Penetration dan CBR (Austroads, 2008).

......................................................................................................... 2-4

Gambar 2. 4 Nomogram Modulus Bitumen (Austroads, 2008) ......................... 2-13

Gambar 2. 5 Nomogram Untuk Menentukan Modulus Campuran Beraspal

(Austroads, 2008) .......................................................................... 2-14

Gambar 2. 6 Pembebanan Pada Struktur Perkerasan Lentur ............................. 2-15

Gambar 2. 7 Tebal Perkerasan Lentur Dengan Bahan Bersemen Kondisi Pre-

Cracking (Austroads, 2008) .......................................................... 2-19

Gambar 2. 8 Tebal Perkerasan Lentur Dengan Bahan Bersemen Kondisi Post-

Cracking (Austroads, 2008) .......................................................... 2-19

Gambar 3. 1 Lokasi Peninjauan Regangan……………………………………...3-3

Gambar 4. 1 Output Perangkat Lunak KENPAVE……………………………...4-5

Gambar 4. 2 Umur Perkerasan Manual Desain Perkerasan Jalan ........................ 4-6

Gambar 4. 3 Output Perangkat Lunak KENPAVE .............................................. 4-9

Gambar 4. 4 Umur Perkerasan Temperatur Indonesia dengan Austroads 2008

.................................................................................................. ….4-10

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Parameter Elastis Bahan Berbutir Tidak Berpengikat ........................ 2-6

Tabel 2. 2 Jumlah Sublapisan Pada Lapis Pondasi .............................................. 2-7

Tabel 2. 3 Parameter Elastis Bahan Bersemen..................................................... 2-9

Tabel 2. 4 Faktor Reliabilitas (RF) Retak Lelah Campuran Beraspal ............... 2-17

Tabel 2. 5 Faktor Reliabilitas (RF) Retak Lelah Campuran Berpengikat

Semen…………………………………………………………...…..2-18

Tabel 2. 6 Parameter Desain Tebal Perkerasan Lentur Metode Austroads 2008

................................................................................... ………………2-18

Tabel 3. 1 Tebal Lapisan Untuk Perhitungan Dengan Temperatur Indonesia..…3-4

Tabel 3. 2 Parameter Elastis Perkerasan untuk Bagan-Desain 3 ......................... 3-6

Tabel 4. 1 Nilai Modulus Tanah Dasar………………………………………….4-1

Tabel 4. 2 Umur Perkerasan Manual Desain Perkerasan Jalan ............................ 4-7

Tabel 4. 3 Umur Perkerasan dengan Temperatur Indonesia sesuai Austroads 2008

........................................................................................................... 4-11

Tabel 4. 4 Perbandingan Modulus Elastis Campuran Beraspal Manual Desain

Perkerasan Jalan dan Kondisi Temperatur di Indonesia .................... 4-14

xvii

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1 .................................................................................................... L1-1

LAMPIRAN 2 .................................................................................................... L2-1

LAMPIRAN 3 .................................................................................................... L5-1

1-1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Manual Desain Perkerasan Jalan 2017 adalah salah satu metode untuk perencanaan

perkerasan jalan baru, dan rehabilitasi perkerasan lentur dan kaku di Indonesia.

Metode ini menjelaskan faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam memilih

struktur perkerasan yang akan digunakan dan cara konstruksinya. Dalam metode

ini, terdapat Bagan Desain untuk membantu perencanaan desain perkerasan.

Salah satu diantaranya terdapat Bagan Desain untuk perkerasan lentur

dengan Cement Treated (bahan bersemen). Bagan desain untuk perkerasan lentur

dengan Cement Treated (bahan bersemen) ditunjukan pada Bagan Desain - 3.

Bagan desain ini berisi tebal lapis campuran beraspal dan Cement Treated (bahan

bersemen) yang ditetapkan untuk mengurasi retak reflektif dan untuk memudahkan

konstruksi.

Manual Desain Perkerasan Jalan 2017 sendiri mengacu pada metode

Austroads 2008. Metode Austroads merupakan metode mekanistik empiris yaitu

metode perancangan tebal perkerasan berdasarkan penentuan umur perkerasan

akibat tegangan dan/atau regangan yang timbul berulang-ulang pada bahan

perkerasan (Tjan, 1990). Oleh karena itu, untuk memverifikasi kaitan antara umur

dan tebal perkerasan perlu adanya studi dan kajian lebih lanjut.

1.2 Inti Permasalahan

Inti permasalahan dari skripsi ini adalah mengevaluasi Bagan Desain 3 pada

Manual Desain Perkerasan Jalan 2017 yang mengacu pada metode Austroads 2008

yang merupakan metode yang dibuat untuk kondisi perkerasan di Australia.

1.3 Tujuan Penelitian

Berdasarkan inti permasalahan yang telah dijelaskan, tujuan yang ingin dicapai

dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.

1-2

1. Menghitung umur perkerasan sesuai Bagan Desain - 3 pada Manual

Desain Perkerasan Jalan.

2. Mengevaluasi Bagan Desain – 3 Manual Desain Perkerasan Jalan.

3. Membuat grafik umur perkerasan sesuai dengan metode Austroads 2008.

1.4 Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah dari skripsi ini adalah sebagai berikut:

1. Jenis perkerasan yang digunakan adalah perkerasan lentur.

2. Desain perkerasan yang diteliti adalah desain perkerasan baru.

3. Struktur perkerasan yang diteliti terdiri dari lapisan permukaan (lapisan

beraspal), lapisan pondasi (bahan bersemen), lapisan pondasi bawah (bahan

berbutir), dan lapisan tanah dasar.

4. Desain perkerasan dilakukan dengan metode Austroads 2008.

1.5 Metode Penelitian

Pada skripsi ini digunakan beberapa metode penelitian dalam penyusunan skripsi.

Metode penelitian yang digunakan adalah:

1. Studi Literatur

Studi literature dilakukan untuk mendapatkan referensi mengenai teori yang

berkaitan dengan topik penelitian yang telah dibahas sebelumnya.

2. Analisis Perhitungan

Analisis dilakukan dengan menghitung umur perkerasan sesuai Bagan

Desain – 3 Manual Desain Perkerasan Jalan dan membandingkan hasilnya

dengan umur perkerasan sesuai Austroads 2008.

Diagram alir mengenai penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1. 1.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan berisi mengenai penjelasan setiap bab yang ada dalam

skripsi ini. Sistematika penulisan dalam skripsi ini dalah sebagai berikut :

1-3

xvii

BAB 1 Pendahuluan

Bab ini memuat latar belakang, inti permasalahan, tujuan pembahasan, pembatasan

masalah, metode penuliasan, dan sistematika penulisan.

BAB 2 Tinjauan Pustaka

Bab ini mencakup dasar teori yang melandasi pengerjaan skripsi ini. Teori yang

digunakan diantaranya mengenai perkerasan lentur, prosedur desain tebal

perkerasan, dan parameter yang digunakan pada metode Austroads 2008.

BAB 3 Penyajian Data

Bab ini membahas metode dan langkah untuk pengolahan data. Selain itu terdapat

data dan parameter yang digunakan dalam penelitian.

BAB 4 Analisis Data

Bab ini akan membahas analisis umur perkerasan pada Bagan Desain – 3. Hasil

analisis kemudian dibandingkan dengan umur perkerasan dengan metode

Austroads 2008.

BAB 5 Penutup

Bab ini berisi simpulan dan saran yang didapat dari hasil analisis yang dilakukan.

1-4

Mulai

Identifikasi Masalah

Studi Literatur

Tebal Perkerasan Metode Austroads 2008

Modulus Elastisitas Campuran Beraspal

Perangkat Lunak Kenpave

Grafik Desain Tebal Perkerasan

Tebal PerkerasanBagan Desain -3

Temperatur Perkerasan Indonesia

Bagan Desain 3 -Perkerasan Lentur Opsi Biaya Minimum dengan

CTB

Evaluasi

Selesai

Umur Perkerasan

Perangkat Lunak KENPAVE

Manual Desain Perkerasan Jalan 2017

Modulus Lapisan Perkerasan

Metode Austroads 2008

Umur Perkerasan

Gambar 1. 1 Diagram Alir Penelitian

EVALUASI TEBAL PERKERASAN CEMENT TREATED MANUAL …

Documents

Transcript of EVALUASI TEBAL PERKERASAN CEMENT TREATED MANUAL …