BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Konstruksi perkerasan kaku (Rigid Pavement) banyak digunakan

pada kondisi tanah dasar yang mempunyai daya dukung rendah, atau pada

kondisi tanah yang mempunyai daya dukung yang tidak seragam.

Kelebihan dari konstruksi perkerasan kaku adalah sifat kekakuannya yang

mampu menahan beban roda kendaraan dan menyebarkannya ke tanah

dasar secara efisien. Sifat beton yang mampu menahan beban tekan

dijadikan sebagai andalan untuk menahan beban roda kendaraan,

sementara kelemahan dalam menahan beban yang mengakibatkan

terjadinya tegangan tarik, dijadikan sebagai kendala dalam perencanaan

tebal plat beton. Dampak dari terjadinya tegangan tarik akibat beban yang

melebihi tegangan tarik dari beton adalah terjadinya retak-retak pada

permukaan. Jika retak yang terjadi tidak segera ditangani, dan konstruksi

perkerasan tetap menerima beban kendaraan, maka akan menambah

terjadinya retak yang pada akhirnya berakibat pada berkurangnya umur

rencana dari konstruksi perkerasan. Salah satu cara untuk mengetahui

bagaimana hubungan antara beban terhadap tegangan yang terjadi pada

permukaan perkerasan, dapat dilakukan melalui kajian eksperimental pada

model konstruksi perkerasan kaku. Dan untuk mendapatkan bentuk model

konstruksi perkerasan kaku yang paling baik, dalam pengujiannya harus

1

ada beberapa alternatif model konstruksi perkerasan kaku sebagai

pembanding terhadap bentuk konstruksi perkerasan kaku yang umum

digunakan dilapangan. Atas dasar hal inilah maka penulis mengambil

judul “Pengaruh beban tekan terhadap tegangan dan lendutan pada

model perkerasan kaku (rigid pavement) menggunakan tulangan dan

pondasi.”

1.2 Maksud dan Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan data hubungan

antara beban tekan terhadap tegangan dan lendutan yang terjadi pada model

perkerasan kaku menggunakan tulangan dan pondasi.

1.3 Permasalahan

Bagaimana pengaruh beban tekan terhadap tegangan dan lendutan yang

terjadi pada model perkerasan kaku menggunakan tulangan dan pondasi ?

1.4 Batasan Penelitian

a. Beban tekan yang dimaksudkan adalah beban tekan yang diterapkan pada

model perkerasan kaku dengan posisi beban ditepi, ditengah, dan disudut

sampai terjadi retak pada permukaannya.

b. Tegangan yang dimaksudkan adalah tegangan tekan akibat pembebanan,

yang didapatkan dari hitungan teoritis.

2

c. Lendutan yang dimaksudkan adalah besarnya penurunan bidang

permukaan, yang dihasilkan dari pengujian sampel.d. Retak yang dimaksudkan adalah retak yang terjadi pada permukaan

konstruksi perkerasan, akibat beban tekan yang diterapkan ditepi,

ditengah dan disudut plat beton sebagai model konstruksi perkerasan.

e. Model konstruksi perkerasan yang dimaksudkan adalah bentuk konstruksi

perkerasan kaku berupa plat beton menggunakan tulangan dan pondasi.

1.5 Sistematika Penulisan Skripsi

Secara garis besar, skripsi ini akan disusun menjadi 5 (lima) bab

dengan sistematika sebagai berikut :

1.BAB I. PENDAHULUAN

Bab pendahuluan berisi uraian latar belakang yang berisi pokok pikiran

mengenai permasalahan yang akan dikaji. Kemudian dilanjutkan dengan

perumusan masalah yang diangkat berdasarkan uraian latar belakang.

2. BAB II. DASAR TEORI

Pada bab ini akan menguraikan landasan teori yang berhubungan

dengan pokok pikiran skripsi itu sendiri diantaranya definisi perkerasan

kaku menggunakan tulangan dan pondasi yang diambil dari berbagai

literatur.

3

3. BAB III. METODOLOGI

Pada bab ini berisi langkah pengolahan data, proses menganalisa data

dan bagan alir penulisan skripsi.

4. BAB IV. ANALISA DATA

Pada bab analisa data berisi hasil pengujian dari model perkerasan

kaku yang menggunakan tulangan dan pondasi dan pola retak yang terjadi

5. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab kesimpulan dan saran berisi hasil dari penulisan skripsi yang

mengacu pada tujuan awal.

4

BAB II

TINJAUAN TEORI

2.1 Perkerasan kaku

2.1.1 Pengertian

Perkerasan kaku adalah perkerasan yang mempunyai lapisan dasar

beton dari Portland Cement (PC). (Rekayasa Jalan Raya,Alik Ansyori

Alamsyah, hal 188).

Menurut NAASRA ( National Association of Austalian State Road

Authorities) ada lima jenis perkerasan kaku, yaitu :

- Perkerasan beton semen bersambung tanpa tulangan

- Perkerasan beton semen bersambung dengan tulangan

- Perkerasan beton semen menerus dengan tulangan

- Perkerasan beton semen dengan tulangan serat baja

- Perkerasan beton semen pratekan

Jumlah kendaraan dan variasi beban sumbu kendaraan yang melewati

jalan raya, akan membebani dan menimbulkan kerusakan pada konstruksi

5

perkerasannya. Kerusakan dapat terjadi ketika tegangan yang terjadi akibat beban

kendaraan melebihi tegangan izin dari konstruksi perkerasan.

2.1.2 Macam Posisi Pembebanan

Ada 3 (Tiga) posisi pembebanan yang akan terjadi pada konstruksi

perkerasan kaku yang mengakibatkan tegangan dan lendutan pada

perkerasan beton, posisi pembebanan tersebut adalah :2.1.2.1 Pembebanan pada posisi di tepi konstruksi perkerasan.

Gambar 2.1 Posisi pembebanan di tepi

Akibat beban yang berada ditepi plat beton sebagai perkerasan

kaku, tegangan dan besarnya defleksi dapat dihitung dengan menggunakan

rumus berikut :

e 0.803

2 P

4log al 0.666

al 0,034

h

6

a

c 0,431kl 2 P 1 0,349 al

Dimana : σc = Tegangan tekan yang terjadi akibat beban sumbu

kendaraan (Psi )

P = Beban sumbu ( lb. ) H =

Tebal plat beton ( inc ) l =

Panjang bidang kontak ( inc )

∆c = Defleksi ( inc ) k = Modulus

reaksi tanah dasar (pci ) a = Radius

bidang kontak ( inc )

Sumber : Huang, YH. (1993)2.1.2.2 Pembebanan pada posisi di tengah konstruksi perkerasan.

Gambar 2.2 Posisi pembebanan di tengah

Akibat beban yang berada ditengah plat beton sebagai perkerasan

kaku, tegangan dan besarnya defleksi dapat dihitung dengan menggunakan

rumus berikut :

7

a

i 0.316

h 2 P

4logbl

1.069

i 8klP

2 1 1ln 2

al 0,673

al 1

2.1.2.3 Pembebanan pada posisi di sudut konstruksi perkerasan.

Gambar 2.3 Posisi pembebanan di sudut

Akibat beban yang berada disudut plat beton sebagai perkerasan

kaku, tegangan dan besarnya defleksi dapat dihitung dengan menggunakan

rumus berikut :

c 3P2 1 c

0,72

h

l

1 Dimana : σi = Tegangan tekan yang terjadi akibat beban sumbu kendaraan (Psi ) P = Beban sumbu ( lb. ) h = Tebal plat beton ( inc ) l = Panjang bidang kontak ( inc ) b = Lebar bidang kontak (inc ) ∆i = Defleksi (inc ) k = Modulus reaksi tanah dasar (pci ) a = Radius bidang kontak (inc )

Sumber : Huang, YH. (1993)

8

a

c P

2 1,205

0,69 cl

kl

Dimana :

σc = Tegangan tekan yang terjadi akibat beban sumbu kendaraan

(Psi )

P = Beban sumbu ( lb. ) H =

tebal plat beton ( inc ) l =

Panjang bidang kontak ( inc ) a =

jari-jari bidang kontak ( inc )

∆c = Defleksi ( inc )

K = Modulus reaksi tanah dasar (pci )

c = 1,772 a Eh3 0,25

a 12(1 3)k

a = Radius bidang kontak ( inc )

= Ratio poisson (0,15)

E = Modulus elastisitas beton (Psi )

9

Sumber : Huang, YH. (1993)

2.2 Beton

2.2.1 Pengertian

“Beton adalah suatu komposit dari beberapa bahan batu-batuan yang

direkatkan oleh bahan ikat. Beton dibentuk dari agregat campuran (halus dan

kasar) dan ditambah dengan pasta semen.”( Pedoman Pengerjaan Beton, seri

beton 2, Gideon Kusuma, hal 143). Beberapa sifat beton yang timbul jika

telah mengeras antara lain :

1.Getas, artinya mudah retak atau patah disatu pihak dan sebaliknya juga

bersifat liat.

2.Mengalami penyusutan yang cukup besar jika pelaksanaannya kurang

baik.

3.Cenderung terjadi cacat seperti retak-retak halus.

4.Hasil yang didapat dipengaruhi oleh kecakapan pembuat beton tersebut.Kebaikan atau keuntungan beton antara lain :

1.Mempunyai kekuatan yang relatif tinggi

2.Beton segar mudah diangkut

3.Dapat dipompakan ke tempat-tempat yang sulit

10

4.Tahan keausan

Adapun keburukan atau kejelekan dari beton antara lain :

1.Mempunyai kuat tarik yang rendah (mudah retak).

2.Beton segar akan mengerut saat pengeringan dan mengembang pada saat

basah.

3.Beton segar akan mengembang dan menyusut ketika terjadi perubahan

suhu.

2.2.2 Sifat-sifat beton segar

Sifat selama pengerjaannya beton ditentukan oleh suatu karakteristik

utama, yaitu :

a.Stabilitas/kekentalan

Kekentalan campuran yang tidak mengalami pemisahan atau

segregasi selama proses pengangkutan dan pemadatan, biasanya

ditentukan oleh nilai slump campuran.

b.Mobilitas

Yaitu kemudahan bergerak suatu campuran beton mengalir ke

dalam cetakan, serta sampai penuh.

c.Kompaktibilitas

11

Yaitu menunjukkan mudah atau tidaknya campuran beton

dipadatkan stelah campuran dimasukkan dalam cetakan dengan cara

mengeluarkan udara yang terkandung

2.2.3 Faktor yang mempengaruhi kekuatan beton

Adapun faktor yang mempengaruhi kekuatan dari beton antara lain :

a. Kekuatan tekan beton

Kekuatan tekan beton adalah muatan tekan maksimum yang

dapat dipikul oleh beton. Kekuatan beton akan tinggi jika semen

yang digunakan mutunya bagus, perbandingan bahan campuran dan

cara pemadatan serta peralatan yang baik

b. Kekuatan tarik beton

Kekuatan tarik beton sangat penting dalam perencanaan jalan

raya. Komponen beton disyaratkan untuk menahan tegangan tarik

yang ditimbulkan perlawanan beban terhadap konstruksi

2.3 Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang dibentuk secara alami

atau buatan dalam ukuran-ukuran tertentu yang berfungsi sebagai bahan

pengisi dalam campuran beton. Kandungan agregat dalam campuran beton

biasanya sangat tinggi. Komposisi agregat tersebut berkisar antara 60%-70

12

% dari berat campuran beton. Walaupun fungsinya hanya sebagai pengisi,

tetapi karena komposisinya yang cukup besar, agregat inipun penting.

Karena itu perlu dipelajari karakteristik agregat yang akan menentukan sifat

mortar atau beton yang akan dihasilkan.

Berdasarkan besar partikelnya agregat dapat dibedakan menjadi

agregat kasar dan agregat halus. Standarisasi gradasi, bentuk dan ukuran

agregat diatur oleh PBI – 0203 – 76, AASTHO T – 84 – 74, ASTM C – 128

– 68 ,dll. Peraturan ini sangat penting karena agregat merupakan salah satu

bahan campuran utama pekerjaan beton.

2.3.1 Agregat Halus (Pasir )

Agregat halus yang digunakan untuk campuran beton adalah pasir

dengan mutu yang baik yaitu yang berbutir kasar dan tidak mudah hancur.

Agregat halus adalah agregat yang lolos saringan no. 10 (2 mm) menurut

AASHTO atau lolos saringan no. 8 (2,38 mm) menurut Departemen PU dan

tertahan saringan no 200 (0,075 mm).

2.3.2 Agregat Kasar (Kerikil )

Agregat kasar yang digunakan untuk campuran beton adalah kerikil

atau batu pecah. Agregat kasar adalah agregat yang tertahan saringan no.10

(2 mm) menurut AASHTO atau tertahan pada saringan no.8 (2,38 mm)

menurut Dep. PU. Agregat Kasar Untuk beton dapat berupa kerikil sebagai

13

hasil disintregasi alami dari batuan–batuan atau berupa batu pecah yang

diperoleh dari pemecahan batu. Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir

yang keras dan tidak berpori. Agregat kasar tidak boleh mengandung zat- zat

yang dapat merusak beton, seperti zat – zat yang reaktif alkali.

2.4 Semen

Semen atau Portland Cement (PC) adalah material yang akan

bereaksi secara kimiawi jika dicampur dalam suatu proses yang disebut

hydrasi untuk membentuk benda seperti batu. Hal ini telah dipatenkan oleh

Joseph Aspin (1824). Jika dicampur air, pasir dan kerikil, maka PC akan

menghasilkan beton.. Bahan baku semen dibentuk oleh oksida–oksida utama

: kapur, Silika, Alumina, dan Besi. Semen yang cocok untuk digunakan

pada campuran beton untuk lapisan perkerasan adalah IA, IIA, IIIA.

( Rekayasa Jalan Raya,Alik Ansyori Alamsyah, hal 120).

2.5 Air

Air untuk pembuatan dan perawatan beton hampir tidak ada

pembatasan khusus, semua air dari sumber manapun secara normal dapat

digunakan sebagaimana yang layak untuk air minum ( Rekayasa Jalan Raya,

Alik Ansyori Alamsyah, hal 122). Walaupun demikian ada ketentuan, air

yang digunakan harus terbebas dari unsur-unsur : alkali, minyak dan bahan

organic yang akan merusak beton sebagaimana yang ditetapkan AASHTO

T26 – 79 (82).

14