MODEL SIMULASI RANCANGAN GEOMETRIK PERMUKAAN JALAN RAYA PERKOTAAN

YANG BEBAS GENANGANFAUZY NASRUDDIN

ANALISA PERHITUNGAN (REKAPAN PENTING)Perhitungan Lama, Tinggi Genangan dan Debit Limpasan untuk Kondisi Bebas

Air yang jatuh di badan jalan akan mengalir sesuai dengan kemiringan permukaan jalan. Untuk kondisi bebas air akan langsung mengalir menuju saluran samping di kiri kanan jalan. Dalam kondisi bebas tidak ada penambahan kedalaman air akibat peninggian samping jalan. Contoh perhitungan untuk kondisi bebas disajikan dengan data teknis sebagai berikut:

Badan Jalan Bahu JalanLebar

=6 m Lebar (Ws) = 0.75 m

Lebar per ruas (Wc) =

3 m Slope (Ss) = 0.03

Slope melintang (Sc)=

0.01 Bahan = Aspal

Bahan = Hotmix Koefisien limpasan = 0.77; 0.86Koefisien limpasan = 0.77;

0.86Hambatan permukaan

=0.013

Hambatan permukaan=

0.014 Koefisien Manning = 0.013

Koefisien Manning = 0.014Alinyemen Vertikal

Intensitas hujan rancangan (mm/jam)

Panjang ruas jalan =Slope (i) =

100 m0.05

I5 = 35.060

I25 = 47.571Alur perhitungan:

a. Menghitung panjang aliran (Lr) Panjang aliran dihitung berdasarkan Persamaan

m

b. Koefisien Manning ekuivalen

neq = 0.0138

c. Slope Aliran

Sa = 0.0505Selanjutnya hasil perhitungan panjang aliran (Lr), Kekasaran

Manning Equivalen (neq), dan slope aliran (Sa) disajikan pada Gambar 4-2.

Gambar 4-2 Profil aliran teoritis di badan jalan d. Lama genangan di badan dan bahu jalan

tc = 1.541 menitBila tc diplotkan terhadap kurva basis, maka akan didapatkan

intensitas hujan rencana:I5 = 189.742 mm/jamI25 = 202.253 mm/jam

e. Luas daerah aliranAtotal = (Wc+Ws).L = (3 + 0.75).100 Atotal = 0.000375 km2

f. Menghitung koefisien limpasan rerata

Crerata = 0.77 (Kala ulang 5 tahun)

g. Besarnya limpasan permukaan Q5 = 0.278 CIA Q5 = 0.01523 m3/dt

h. Tinggi genangan (kala ulang 5 tahun)

LC

5 m

Sc = 0.03

Ss = 0.05

L = 100 m

Wc =

3.00 mWs = 0.75 m

Lr = 100.175 mSa = 0.0505

datum

y

z

x

de = 0.807 cm

i. Waktu konstan (kala ulang 5 tahun)Digunakan Persamaan (2-56):

menit

AplikasiJalan Sukarno Hatta Malang merupakan jalan kolektor bertipe 4 lajur

2 arah terbagi (4/2 B) dengan panjang 2000 m (Gambar 4.23). Arah aliran secara umum dibagi menjadi dua bagian, yang menuju Sungai Kali Brantas (pias C-E) dan saluran drainasi di sebelah utara monumen pesawat AU (pias C-A). Profil memanjang Jalan Sukarno Hatta disajikan pada Gambar 4.24. Data teknis Jalan Sukarno Hatta: Badan Jalan Bahu JalanLebar

=12 m Lebar = 0.75

Lebar per satu ruas =

6 m Slope = 0.05

Slope melintang = 0.03 Bahan = HotmixBahan = Hotmix Koefisien Kekasaran

=0.014

Koefisien Kekasaran=

0.014 Koefisien Manning = 0.014

Koefisien Manning = 0.014Gambar 4.23 Denah Jalan Sukarno Hatta (tanpa skala)

Terdapat trotoar di sisi kiri dan kanan jalan, dan saluran pembuang di dekat jalan pada pias D-A (Gambar 4.25). Sedangkan pada pias D-E, kondisi di kiri dan kanan jalan bebas (Gambar 4.26). Dengan anggapan jalan lurus dan tidak berlubang, rencanakan tipe saluran penangkap (inlet) untuk satu sisi ruas jalan, setelah lebih dahulu dibuat grafik hubungan tinggi genangan dengan waktu. Sesuaikan dengan fungsi jalan. Intensitas hujan rencana diambil dari Persamaan Distribusi Log-Pearson III:Log Xt = Log 1,7268 + 0,1212.G (Anas Malik, 2001)1

Cs = -0.1251

Gambar 4.24 Profil memanjang Jalan Sukarno Hatta

(dengan perkiraan kemiringan memanjang)

1

S. Kali Brantas

N

SPBU

Jl Borobudur

Jl Sukarn

o Hatta

Jl Sukarn

o Hatta

PermataJingga

Griya Shanta

B

C

D

A

E

A

CD

i = 0.10i = 0.05i = 0.05

i = 0.20

1000 m 500 m500 m

BE

Gambar 4.25 Profil melintang Jalan Sukarno Hatta (pias D-A)

Gambar 4.26 Profil melintang Jalan Sukarno Hatta (pias D-E)

Perhitungan Aliran di badan jalan (pias D-E)a. Menghitung panjang aliran (Lr)

mb. Koefisien Manning equivalen

neq = 0.014

c. Slope Aliran

Sa = 0.1004

d. Menghitung Intensitas Hujan Kala Ulang 5 dan 25 tahun

Perhitungan dilakukan dengan persamaan Van Breen (Bab 2.2.3) Log Xt = Log 1,7268 + 0,1212.GCurah Hujan Efektif Kala Ulang 5 tahun:P = 20 %, G = 0.848Xt = 64.543 mmDengan Rumus Van Breen:

= 15.1972 mm/jam

Curah Hujan Efektif Kala Ulang 25 tahun:P = 4 %, G = 1.6972Xt = 85.6053 mmDengan Rumus Van Breen:

Wc = 6 m, Sc = 0.03; nc = 0.014

Ws = 0.75 m, Ss = 0.03; ns = 0.014

= 19.2611 mm/jam

e. Lama genangan di badan dan bahu jalan

= 1.908 menit

Bila tc diplotkan terhadap kurva basis, maka akan didapatkan intensitas hujan rencana:I5 = 188.865 mm/jamI25 = 201.376 mm/jam

f. Luas daerah aliranAtotal = (Wc+Ws).L = (6 + 0.75).500 A total = 0.003375 km2

g. Limpasan Permukaan Q5 = 0.278 0.77 188.865 0.003375Q5 = 0.13645 m3/dtQ25 = 0.278 0.86 201.376 0.003375Q25 = 0.16249 m3/dt

h. Tinggi genangan

de = 1.7309 cm

Perhitungan tinggi aliran di saluran pembawa (pias C-B)a. Cek Kondisi Terendam (inundated)

Lihat Gambar 4.15 dan Gambar 4.16, untuk Sc = 0.03, maka Q bahu jalan = 0.0175 m3/dtQ ijin = 0.8 m3/dt Bila terjadi Q Qterendam maka air akan menggenang di sepanjang badan dan bahu jalan. Sehingga tinggi air di sumbu jalan (hCL) harus diperhitungkan.

b. Menghitung kedalaman aliran (dg) Cek debit (Kala ulang 5 tahun),0.0175 < 0.13645 < 0.8 (m3/dt), artinya air ada di badan jalan Dari Gambar 4.19,dg5 = 0.075 mCek debit,0.0175 < 0.16249 < 0.8 (m3/dt), artinya air ada di badan jalan Dari Gambar 4.19,dg25 = 0.82 m

Perhitungan aliran selanjutnya dilakukan terhadap arah aliran C-A dan arah aliran C-E. Kemiringan memanjang yang digunakan adalah kemiringan memanjang rata-rata. Perhitungan untuk setiap arah aliran disajikan pada Tabel 4.5

Tabel 4.5 Perhitungan Aliran Permukaan di Tiap Pias

Pias Parameter Ekuivalen

tc(meni

t)

Intensitas Hujan

Rencana

A (m2)

Q (m3/dt

)

d (cm)

Lr neq Sa

C-A1007.827 0.01

4

0.1252

2.106

Tr = 5

188.390 0.006

75

0.27221

8.937

Tr = 25

200.901

0.32421

9.543

C-D500.672 0.01

4

0.0504

2.022

Tr = 5

188.592 0.003

38

0.13625

8.187

Tr = 25

201.103

0.16227

8.742

D-E502.552 0.01

4

0.1004

1.910

Tr = 5

188.859 0.003

38

0.13644

1.738

Tr = 25

201.37

0.16248

1.807

Sumber: Perhitungan

Perencanaan dimensi saluran penangkapPias C-ADari Gambar 4.19 dg tertinggi = 0.095 m

maka untuk mengurangi genangan sepanjang 100 m ruas jalan lurus, bila menggunakan:

Saluran penangkap samping : 2.5 m (Gambar 4.20)Saluran penangkap berkisi : 0.5 m (Gambar 4.21)Karena saluran drainasi juga menangkap aliran air dari badan jalan di sekitar Jalan Sukarno Hatta, maka dibuat kisi melintang dengan panjang : 0.50 m (Gambar 4.22)

Untuk 100 m ruas jalan lurus membutuhkan dimensi saluran penangkap seperti di atas. Bila diinginkan saluran penangkap dibangun per 50 meteran atau per 10 meteran, maka angka-angka di atas dapat disesuaikan.

Pias C-DAir dari pias C-D direncanakan masuk semua ke saluran penangkap

di sepanjang pias C-D sehingga diasumsikan tidak ada tambahan debit di pias D-E. Dari Gambar 4.19 dg tertinggi = 0.03 mmaka untuk mengurangi genangan sepanjang 100 m ruas jalan lurus, bila menggunakan:

Saluran penangkap samping : 1 m (Gambar 4.18)Saluran penangkap berkisi : 0.2 m (Gambar 4.19)Untuk menghindari tambahan debit di badan jalan pias D-E, maka dibuat kisi melintang dengan panjang : 0.20 m (Gambar 4.21) yang dialirkan ke saluran samping di pias D-E.

Untuk 100 m ruas jalan lurus membutuhkan dimensi saluran penangkap seperti di atas. Bila diinginkan saluran penangkap dibangun per 50 meteran atau per 10 meteran, maka angka-angka di atas dapat disesuaikan

Pias D-EGenangan dari badan jalan dan tambahan debit dari pias C-D akan mengalir

menuju saluran samping. Dengan menggunakan Persamaan (2-65) sampai Persamaan (2-69) dimensi saluran samping ditentukan:

Bahan = Pasangan batu, baik sekali

n = 0.025

Vijin = 1.5 m/dt

Bila digunakan saluran segi empat, b = 0.46 m, h = 0.23 m.Hubungan kedalaman aliran di badan jalan dengan waktu untuk tiap

arah aliran disajikan pada Gambar 4-27.

Gambar 4.27 Hubungan kedalaman aliran yang terjadi dengan waktu(Ruas Jalan Sukarno Hatta)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0

Waktu (menit)

Ked

alam

an (

cm)

Pias C-ATr = 25 th

Pias D-ETr = 25 th

Pias C-ATr = 5 th

Pias C-DTr = 25 th

Pias C-DTr = 5 th

Pias D-ETr = 5 th