Microsoft Word 9. Bab IX. Desain Aliny Hor Renc Geometrik

Modul PRJL. IV Perencanaan Geometrik Jalan Bab 9 Mendesain Alinyemen Horizontal

Badan Sertifikasi Asosiasi Pusat HPJI-Modul Pembekalan/ Pengujian Ahli Perencana Jalan – Maret 2010 9 - 1

BAB 9

MENDESAIN ALINYEMEN HORIZONTAL 9.1. CONTOH STUDI KASUS TIKUNGAN GABUNGAN BALIK Berikut ini adalah contoh studi kasus, peserta sertifikasi calon ahli perencana diharapkan dapat

mengerjakan sendiri jawaban atas soal dimaksud. Yang diberikan dalam modul ini adalah petunjuk

urutan proses perhitungan untuk membantu peserta sertifikasi menyelesaikan jawaban atas soal

dimaksud.

Soal :

Direncanakan suatu oprit jembatan yang terletak pada tikungan gabungan balik. Data-data untuk

perhitungan alinyemen horizontal oprit jembatan adalah sebagai berikut :

Jembatan terletak pada ruas jalan arteri pada jalan antar kota dengan klasifikasi medan

perbukitan. Adapun data-data koordinat titik-titik penting pada sketsa di atas adalah sebagai

berikut :

(Lihat sketsa garis-garis yang menghubungkan titik-titik PI tersebut di bawah)

Hitunglah kurva data untuk PI1 dan PI2 dan jelaskan apakah ditinjau dari aspek perencanaan

geometrik jalan, tikungan gabungan balik yang dicakup oleh garis A–PI1–PI2–B memenuhi syarat

jika diantara PI1 – PI2 direncanakan pembuatan jembatan dengan as jembatan berupa garis lurus,

panjang jembatan 20 meter dan titik awal jembatan berada pada jarak 85 meter dari titik PI1.

Titik Sumbu X (m) Sumbu Y (m)

A 6.125 6.025

PI1 6.325 6.115

PI2 6.515 6.110

B 6.715 6.165

A PI1

B

PI2

D1

D2

Jembatan

Arah aliran air sungai



Jawaban :

Petunjuk Urutan Proses Perhitungan

a. Tentukan kecepatan rencana

Faktor pertama yang harus dijadikan pertimbangan dalam perencanaan alinyemen adalah

kecepatan rencana VR. Gunakan Tabel II-6 Tata Cara Perencanaan Geometrik Jalan Antar

Kota No. 038/T/BM/1997 atau Tabel 3-2 (Bab 3) untuk menetapkan VR dengan

mempertimbangkan fungsi jalan dan klasifikasi medan dimana jembatan berada. Nilai VR yang

diambil akan digunakan dalam perhitungan kurva data di PI1 dan PI2.

b. Tentukan Radius Tikungan

Kurva data di PI1 dan PI2 diperhitungkan dengan memberikan kemungkinan bentuk kurva

data S-C-S, S-S, atau fC. Tipe kurva manapun yang akan dipilih, semua pilihan

mengharuskan perencana menentukan terlebih dahulu nilai Radius tikungan R > Rmin.

Rmin dihitung dari rumus 2

minmax max127( )v

Rf e

=+

fmax diambil dari grafik yang dapat diperoleh dari berbagai referensi antara lain dapat diambil

dari AASHTO, A Policy on Geometric Design Standard of Rural Highways 1965

c. Hitung jarak A-PI1, PI1-PI2 dan PI2-B

d. Hitung D1 dan D2 didasarkan atas data koordinat yang diberikan dalam soal.

e. Hitung kurva data pada PI1:

- Pilih terlebih dahulu bentuk kurva data, bisa bentuk fC, S-C-S atau S-S. Urutannya

adalah bentuk fC dulu jika diperkirakan A-PI1, PI1-PI2 dan PI2-B mempunyai jarak yang

cukup panjang. Jika tidak, pilih alternatif berikutnya yaitu S-C-S; jika masih belum

memenuhi syarat juga pilih alternatif S-S.

- Dicoba memilih bentuk kurva S-C-S :

1) Hitung besaran-besaran kurva data.

2) Cek apakah panjang bagian circle Lc > 25 m, jika persyaratan ini dipenuhi maka

proses jalan terus dengan perhitungan kurva data pada PI2. Jika persyaratan tersebut

tidak dipenuhi, maka dicoba dengan mengganti R mendekati Rmin dengan bentuk

kurva tetap S-C-S. Jika penggantian nilai R ini masih juga belum memenuhi syarat

maka pilihan bentuk kurva beralih ke S-S, hitung kurva data sesuai dengan bentuk

terakhir.

3) Jika kurva data pada PI1 telah selesai dihitung, maka perhitungan dilanjutkan ke PI2.

f. Hitung kurva data pada PI1:



Proses perhitungan sama dengan yang dilakukan pada PI2.

g. Hitung panjang bagian yang lurus antara PI1-PI2 dan posisi rencana letak

jembatan :

- Setelah perhitungan kurva data pada PI1 dan PI2 selesai, periksa berapa panjang

Ts1 dan Ts2 dari kurva data pada PI1 dan PI2.

- Panjang bagian yang lurus antara PI1-PI2 = Panjang jarak PI1-PI2 – (Ts1 – Ts 2)

= d.

- Jika d / 20,00 m berarti tikungan gabungan balik memenuhi persyaratan

geometrik, sebaliknya jika d £ 20,00 m tikungan gabungan balik tidak memenuhi

persyaratan geometrik.

- Jika tikungan gabungan balik telah memenuhi persyaratan geometrik, periksa

apakah lokasi jembatan masih terdapat pada bagian lurus dari tikungan gabungan

balik. Jika “ya” maka perhitungan kurva data untuk oprit jembatan dapat

dinyatakan “sukses”.

- Jika lokasi jembatan tidak sepenuhnya berada pada bagian lurus dari tikungan

gabungan balik, maka disarankan agar perhitungan kurva data diulang sehingga

diperoleh bagian lurus yang cukup untuk menempatkan jembatan.

- Jika tetap sulit mendapatkan bagian lurus yang cukup untuk “menempatkan

jembatan” maka desain jembatan yang perlu disesuaikan, misalnya dengan

meninjau kembali apakah bentang jembatan dapat dikurangi; demikian seterusnya.

9.2. CONTOH PERHITUNGAN TIKUNGAN GABUNGAN SEARAH

Berikut ini diberikan contoh penerapan penggunaan prinsip-prinsip geometrik jalan dengan

kurva berbentuk tikungan searah pada perencanaan oprit jembatan :

Soal :

A PI1

B PI2

D1

D2

Jembatan




Direncanakan suatu oprit jembatan yang terletak pada tikungan gabungan searah. Data-

data untuk perhitungan alinyemen oprit jembanan adalah sebagai berikut :

Jembatan terletak pada ruas jalan arteri pada jalan antar kota dengan klasifikasi medan:

perbukitan. Adapun data-data koordinat titik-titik penting pada sketsa di atas adalah

sebagai berikut :

Hitunglah kurva data untuk PI1 dan PI2 dan jelaskan apakah ditinjau dari aspek

perencanaan geometrik jalan, tikungan gabungan searah yang dicakup oleh garis A–PI1–

PI2–B memenuhi syarat jika diantara PI1 – PI2 direncanakan pembuatan jembatan dengan

as jembatan berupa garis lurus, panjang jembatan 20 meter dan titik awal jembatan berada

pada jarak 82 meter dari titik PI1.

Jawaban

Jembatan terletak pada jalan arteri dengan klasifikasi medan daerah perbukitan, maka

berdasarkan Tabel II-6 Tata Cara Perencanaan Geometrik Jalan Antar Kota No.

038/T/BM/1997yang diterbitkan oleh Direktorat Jenderal Bina Marga – Departemen

Pekerjaan Umum tahun 1997 atau Tabel 3-2 (Bab 3), Kecepatan Rencana VR = 60-80

km/jam. Tetapkan VR = 60 km/jam dan gunakan pemilihan kecepatan rencana ini untuk

menghitung jari-jari tikungan minimum dengan rumus :

2

127( )v

Rf e

=+

Titik Sumbu X (m) Sumbu Y (m)

A 5.125 5.025

PI1 5.325 5.115

PI2 5.515 5.110

B 5.715 5.020



2

minmax max127( )v

Rf e

=+

emax untuk jalan antar kota = 10% (lihat hal 5-7 dan 5-18 modul ini), sedangkan gesekan

melintang f berkisar antara 0,14 – 0,24 (hal. 5-12). Menurut AASHTO, A Policy on

Geometric Design Standard of Rural Highways 1965, untuk VR = 60 km/jam (atau = 37,26

mph) side friction f = 0,152. Ambil fmax = 0,152 (lihat grafik di bawah), maka:



2

min

60 3600112,50

127(0,152 0,10) 32R m m m= = =

+

Untuk perencanaan tikungan pada PI1, dicoba memilih bentuk tikungan S-C-S dengan R

circle = 160 m > Rmin.

A. Menghitung panjang jarak A–PI1, PI1–PI2, PI2–B

dA-PI1 = 1 1

2 2 2 2[ ] [ ] [5.325 5.125] [5.115 5.025]PI A PI Ax x y y- + - = - + -

= 40.000 8.100+ = 219,32 m

d PI1-PI2 = 2 1 2 1

2 2 2 2[ ] [ ] [5.515 5.325] [5.110 5.115]PI PI PI PIx x y y- + - = - + -

= 36.100 25+ = 190,06 m

dPI2-B = 2 2

2 2 2 2[ ] [ ] [5.715 5.515] [5.020 5.110]B PI B PIx x y y- + - = - + -

= 40.000 8.100+ = 219,32 m

B. Menghitung D1 dan D2

A

PI1

B

PI2

D1 = a 1 + a 2

D2=b-a 2


a 1

a 2

YPI-1

YPI-2



D1 = a1 + a2 = arc 1

1

PI A

PI A

y ytg

x x

é ù-ë ûé ù-ë û

+ arc 2 1

2 1

PI PI

PI PI

y ytg

x x

é ù-ë û-

= arc [ ][ ]5.115 5.025

5.325 5.125tg

--

+ arc [ ][ ]5.110 5.115

5.515 5.325tg

--

= arc tg (0.45) + tg (0.0263) = 24,23o + 4,59o = 28,79º.

D2 = b – a2 = arc 2

2

B PI

B PI

y ytg

x x

é ù-ë ûé ù-ë û

– a2 = [ ][ ]5.020 5.110

5.715 5.515tg

-

- – 4,59o

= 24,23o – 4,59o = 19,64o.

C. Perhitungan Bagian-bagian Tikungan

1. Titik P1

Dipilih bentuk tikungan S-C-S

b

XA XPI-1 XPI-2 XB

YA

YB



Notasi:

Xs = Absis titik SC pada garis tangen, yaitu jarak dari titik TS ke proyeksi

SC pada garis tangen

Ys = Ordinat titik SC pada garis tegak lurus garis tangen

Ls = Panjang lengkung peralihan (panjang lengkung dari TS ke SC atau

dari SC ke ST

Lc = Panjang busur lingkaran dari SC ke CS

Ts = Panjang tangen dari titik PI ke titik TS atau ke titik ST

TS = Titik yang menunjukkan perubahan dari tangen ke spiral

SC = Titik yang menunjukkan perubahan dari piral ke circle

CS = Titik yang menunjukkan perubahan dari circle ke spiral

ST = Titik yang menunjukkan perubahan dari spiral ke tangen

Es = Jarak dari PI ke busur lingkaran

qs = Sudut lengkung spiral

R, Rc = Jari-jari circle

p = Pergeseran tangen terhadap spiral

k = Absis dari p pada garis tangen spiral.

R = 160 m

D1 = 28,79o

Panjang lengkung peralihan Ls = 3

.v

R C (hal 5-5)

VR = 60 km/jam = 60.000 m/60x60 dt = 16,67 m/dt.

R = 160 m

C = 0,4 m / dt3.

Ls = (16,67)3 / 160 x 0,4 m = 72,38 m.

Cek dengan rumus hal 5-14 modul ini, yaitu Ls min = v x t = (v/3,6) x t

= ( 60 / 3,60) x 3 m = 50 m.

Ambil Ls = 72,0 m > Ls minimum.



2 2

2 2

721 . 1 72 68,36

40. 40 160s

s s

Lx L x m m

R x

æ ö æ ö= - = - =ç ÷ ç ÷

è øè ø

2 2724,98

6 6 160s

s

Ly m

R x= = =

qs = 90 90 72

12,90160

osLx x

Rp p= =

p = 2 272

(1 cos ) 160(1 cos12,9 ) 5,4 160(1 0975)6 6 160

oss

LR m

R xq- - = - - = - -

= (5,40 – 4 m) = 1,40 m

k = 3 3

2 2

72sin 72 160sin12,9

40 40 160os

s s

LL R

R xq- - = - -

= (72 – 0,36 -35,72) m = 35,92 m.

Ts = (R + p) tg ½ D1 + k = (160 + 1,40) tg½ (28,79o) + 35,92 m

= 161,40 tg 14,395o 35,92 m = 41,43 + 35,92 m = 77,35 m.

Es = (R + p)sec ½ D1 – R = (160 + 1,40) sec 14,395o – 160

= (166,63 -160) m = 6,63 m.

Lc = ( 2 ) 28,79 25,60

. .160 8,34 .180 180

s R m mq

p pD - -

= =

Ltotal = Ls + Lc + Ls = 72 + 8,34 + 72 = 152,34 m

Panjang bagian circle dari perhitungan di atas = 8,34 m < 25 m. Kondisi Lc < 25 m ini

terlalu pendek untuk digunakan pada tikungan S-C-S, sehingga bventuk tikungan S-C-

S harus diganti dengan tikungan berbentuk S-S.

b. Dipilih bentuk tikungan S-S

Lc =0



qs = ½ D ; Ltotal = 2 Ls

à Ls = 2 2 .160

2 .28,79 80,36360 360s

Rx m

p pq = = .

2 2

2

80,361 . 1 .80,36 79,85

40. 40.160s

s s

Lx L m

R

æ ö æ ö= - = - =ç ÷ ç ÷

è øè ø

2 280,366,73

6 6 160s

Ly m

R x= = =

qs = ½ D1 = ½ x 28,79o = 14,395o.

p = 2 280,36

(1 cos ) 160(1 cos14,395 )6 6 160

oss

LR

R xq- - = - -

= (6,73 – 5,02) m = 1,71 m.

k = 3 3

2 2

80,36sin 80,36 160sin14,395

40 40 160s

s s

LL R

R xq- - = - -

= (80,36 – 0,51 – 39,78) m = 40,07 m

Ts = (R + p). ½ D1 + k = (160 + 1,71)tg14,295 + 40,07 = 41,51 + 40,07 = 81,58 m



Es = (R + p)sec ½ D - R = (160 + 1,71) – R = (160 +1,71)sec 14,395º - 160 = 161,71 x

(1 / 0,9686) – 160 m = 6,95 m.

Ltotal = 2 x 80,36 m = 160,72 m.

Superelevasi

2

127( )v

Rf e

=+

à 2 260

0,152 0,177 0,152127 127 160

ve f

R x= - = - = -

= (0,177 – 0,152) m = 0,025 à e = 2½ %.

Dari panjang / jarak lurus PI1-PI2 = 190,06 m, sepanjang 81,58 m merupakan wilayah

tikungan PI1. Yang perlu kita perhitungan berikutnya adalah berapa dari panjang jarak

lurus PI1-PI2 = 190,06 m tersebut merupakan wilayah tikungan PI2.

2. Titik PI2

Dipilih bentuk tikungan full Circle (fC) dengan Rc = 520 m > Rmin = 500 m.

Tc = Rc.tg ½D2 = 500 tg½.(19,64o) = 500 tg 9,82º = 86,54 m.

Ec = Tc tg 1/4D2 = 86,54 tg 4,91º = 86,54 x 0,0859 m = 7,43 m

Lc = .2 . 19,64.2 .500

178,16360 360

cRm

p pD= =

Kesimpulan

190.06 m Titik ST

Ts = 81.58 m

Tc = 86,54 m

A

B

D1

D2

PI1

PI2

Jembatan dengan panjang = 20 m




21,94 m

- Pada sketsa di atas dapat diperhatikan bahwa jarak antara PI1 dan PI2 =

190,06 m, digunakan untuk Ts = 81,58 m dan Tc = 86,54 m. Dengan demikian

masih terdapat sisa panjang bagian lurus dari tikungan gabungan searah tersebut =

21,94 m > 20 m, yaitu panjang bagian lurus minimal yang diijinkan pada tikungan

gabungan searah.

- Dari bagian lurus sepanjang 21,94 m tersebut, digunakan untuk

penempatan jembatan dengan panjang = 20,0 m, berarti masih ada sisa = 1,94 m.

Yang penting sekarang adalah dimana lokasi ujung-ujung jembatan yang

direncanakan tersebut, apakah masih berada di dalam bagian lurus ataukah sudah

masuk ke dalam wailayah tikungan. Ternyata dari contoh soal yang diberikan,

ujung jembatan sebelah kiri berada pada jarak 82,0 m dari titik PI1, artinya berada

di sebelah kanan sejauh 82,0 m – 81,58 m = 0,42 m dari titik ST. Jadi jembatan

sepanjang 20,0 m berada sepenuhnya pada bagian lurus diantara tikungan gabungan

searah.

- Dengan demikian perencanaan alinyemen horizontal oprit jembatan di

atas memenuhi persyaratan geometrik, dengan bentuk tikungan pada wilayah PI1

berupa spiral-spiral dan pada wilayah PI2 berupa full circle.

Microsoft Word 9. Bab IX. Desain Aliny Hor Renc Geometrik

Documents

Transcript of Microsoft Word 9. Bab IX. Desain Aliny Hor Renc Geometrik