TUGAS AKHIR

PENGARUH NILAI CBR TANAH DASAR

TERHADAP TEBAL PERKERASAN LENTUR JALAN KALIURANG

DENGAN METODE BINA MARGA 1987 DAN AASHTO 1986

Diajukan Kepada Universitas Islam Indonesia Yogyakarta Untuk Memenuhi

Persyaratan Memperoleh Derajat Sarjana Strata Satu ( S 1 ) Teknik Sipil

DISUSUN OLEH

FAHRURROZI 03511010

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA

YOGYAKARTA

2008

ii

iii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum wr , wb .

Alhamdulillah puji syukur selalu tercurahkan kehadirat Allah SWT atas

pemberian rahmat dan hidayahnya sehingga kita semua di beri jalan mulia untuk

mengarungi bahtera kehidupan ini . Shalawat teriring salam selalu terucapkan

kepada Nabi Muhammad SAW yang telah membawa kita ke jalan yang di ridhai

Allah SWT.

Laporan Tugas Akhir dengan judul “Pengaruh CBR Tanah Dasar

Terhadap Tebal Perkerasan Lentur Jalan Kaliurang Dengan Metode Bina

Marga dan AASHTO “ ini disusun sebagai satu wujud nyata untuk memenuhi

impian yang mana menjadi kewajiban yang harus dipenuhi untuk memperoleh

gelar strata satu ( S - 1 ) . Selama melaksanakan dan menyusun laporan ini ,

penyusun tak lepas dari pihak lain yang telah membantu baik dari segi bimbingan,

arahan serta saran dan kritik yang sifatnya membangun. Pada kesempatan ini

penyusun ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada semua

pihak yang telah memberi dukungan serta motifasi demi selesainya laporan ini .

1. Dr. Ir. H. Ruzardi, MS Selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan

Perencanaaan Universitas Islam Indonesia.

2. Ir. H. Faisol AM, MS , Selaku ketua Jurusan Teknik Sipil

3. Dr. Ir. Edy Purwanto, CES, DEA, Selaku Dosen pembimbing tugas akhir

ini, yang telah banyak memberikan masukan dan saran serta meluangkan

waktu demi terselesainya tugas akhir ini.

4. Bapak Ir. Akhmad Marzuko, MT dan Bapak Ir. Subarkah, MT selaku

dosen penguji

5. Dosen-dosen T.Sipil yang selalu menjadi pencerah ilmu pengetahuan.

6. Abah (Ridwan), Amak (Sumarni), Uwuo (Zulhasmi), Anga (Lismardani),

adik – adikku (Rohmayanti, M.Zikri, Ahlul Fikri), dan Adindaku (Wira

Gustina) yang selalu menjadi motivator yang Aktif dalam terselesaikannya

tugas akhir ini.

iv

7. Semua pihak yang telah memberi dukungan kepada penyusun dalam

menyelesaikan tugas akhir ini.

Penyusun menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan .

Oleh karenanya penyusun masih memerlukan masukan dan saran yang sifatnya

membangun.

Penyusun berharap Tugas Akhir ini bisa bermanfaat bagi penyusun

khususnya dan pihak-pihak yang membutuhkan data perencanaan tebal perkerasan

dengan kedua metode ini.

Wabillahitaufik walhidayah.

Assalamu’alaikum wr , wb

Yogyakarta , Agustus 2008

Fahrurrozi

v

ABSTRAK Yogyakarta menjadi daya tarik yang sangat kuat disektor pendidikan dan

pariwisata, sehingga tingkat pergerakan masyarakat ke wilayah ini cukup padat,

baik sekedar kunjungan dalam waktu pendek hingga menetap dalam rentang

waktu yang lama. Perpindahan ini mengakibatkan kebutuhan trasportasi

meningkat signifikan menyebabkan kepadatan pada ruas-ruas jalan.

Jalan kaliurang merupakan jalan arteri yang mempunyai daya pelayanan yang

cukup tinggi dalam melayani mobilitas masyarakat Yogyakarta pada khususnya

dan masyarakat di luar Yogya pada umumnya. Jalan Kaliurang juga merupakan

jalur pariwisata dan jalan alternatif menuju beberapa kota di Jawa Tengah.

Dalam tugas akhir ini ” Pengaruh CBR Tanah Dasar Terhadap Tebal

Perkerasan Lentur Jalan Kaliurang Dengan Metode Bina Marga 1987 dan

AASHTO 1986 ” studi yang dilakukan adalah dengan cara membandingkan nilai

tebal perkerasan lentur jalan antara kedua metode tersebut dengan nilai CBR

yang sama untuk tahun 2008.

Dari hasil pengujian di Laboratorium, tanah yang berasal dari jalan

Kaliurang adalah tanah pasir gradasi buruk, pasir kerikil, sedikit atau tidak

mengandung butiran halus. CBR maksimum dengan penambahan air yang

didapat dari pengujian di Laboratorium mekanika tanah FTSP UII untuk jalan

Kaliurang adalah 38 % . dengan menggunakan metode Bina Marga 1987 tebal

perkerasan lentur lebih besar dari pada menggunakan metode AASHTO 1986.

Dalam analisis ini didapat tebal perhitungan dengan metode Bina Marga lebih

kecil dari tebal perkerasan jalan Kaliurang saat ini, sehingga struktur yang ada

saat ini akan mampu mendukung beban kendaraan hingga tahun 2018.

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... ii

KATA PENGANTAR ....................................................................................... iii

ABSTRAK .................................................................................................. v

DAFTAR ISI ...................................................................................................... vi

DAFTAR TABEL ............................................................................................. x

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii

DAFTAR NOTASI ............................................................................................ xiii

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................ 1

1.1 Latar Belakang Masalah .......................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah ...................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian ................................................................... 3

1.5 Lokasi Penelitian ...................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 4

2.1 Umum ....................................................................................... 4

2.2 Penelitian Yang Berkaitan Dengan Tugas Akhir ..................... 4

BAB III LANDASAN TEORI ....................................................................... 8

3.1 Tanah ........................................................................................ 8

3.2 Klasifikasi tanah ....................................................................... 8

3.3 California Bearing Ratio (CBR)............................................... 10

3.4 Kontruksi Perkerasan Jalan ...................................................... 11

1. Lapis Permukaan (Surface Course) ..................................... 12

2. Lapis Pondasi Atas (Base Course) ....................................... 12

vii

3. Lapis Pondasi Bawah (Sub Base Course) ............................ 12

4. Lapis Tanah Dasar (Subgrade)) ........................................... 13

3.5 Metode Bina Marga ................................................................. 14

3.5.1 Lalulintas rencana ........................................................... 14

3.5.2 Daya Dukung Tanah Dasar ............................................. 18

3.5.3 Faktor Regional ............................................................... 19

3.5.4 Indeks Permukaan ........................................................... 19

3.5.5 Indeks Tebal Perkerasan ................................................. 21

3.6 Metode AASHTO 1986 ........................................................... 23

3.6.1 Persamaan Dasar ............................................................. 24

3.6.2 Kriteria Perencanaan ....................................................... 24

a Batasan Waktu ............................................................ 24

b Beban Lalulintas dan Pertumbuhannya ...................... 25

c Reliabilitas dan Simpangan Baku Keseluruhan ......... 26

d Kondisi Lingkungan ................................................... 27

e Kriteria Kinerja Jalan ................................................. 28

f Resilient Modulus Tanah Dasar (Mr).......................... 29

g Faktor Drainase .......................................................... 29

h Penentuan Struktural Number (SN) ........................... 30

i Batas Minimum Tebal Lapis Keras ............................ 32

j Pemilihan Jenis Lapisan Lapis Keras.......................... 32

BAB IV METODE PENELITIAN ............................................................... 34

4.1 Metode Penelitian .................................................................... 34

4.2 Bahan dan Peralatan Penelitian ................................................ 34

4.2.1 Bahan .............................................................................. 34

4.2.2 Peralatan .......................................................................... 34

4.3 Jalannya Penelitian .................................................................. 34

4.3.1 Pekerjaan Persiapan ..................................................... 34

4.3.2 Pekerjaan Lapangan ..................................................... 35

4.3.3 Pekerjaan Laboratorium ............................................... 35

viii

4.3.4 Metode Analisis ........................................................... 35

4.4 Cara Penelitian ......................................................................... 36

BAB V ANALISIS DATA ........................................................................... 39

5.1 Sifat-Sifat Tanah ..................................................................... 39

5.1.1 Sifat Fisik ..................................................................... 39

5.1.2 Sifat-Sifat Mekanik Tanah ........................................... 42

5.2 Anailis Perhitungan Perkerasan Lentur Dengan Metode

Bina Marga 1987 ..................................................................... 46

5.2.1 Kondisi Lapis Keras ..................................................... 46

5.2.2 Beban Lalulintas Primer ............................................... 46

5.2.3 Volume Beban Lalulintas Sekunder............................. 46

5.2.4 Pertumbuhan Lalulintas ............................................... 47

5.2.5 Prediksi Beban Lalulintas ............................................ 48

5.2.6 Angka Ekivalen (E) Beban Sumbu Kendaraan ............ 48

5.2.7 Koefisien Distribusi Kendaraan ................................... 48

5.2.8 Faktor Regional ............................................................ 49

5.2.9 Analisis Komponen Lapis Keras Lentur Tahun 2008 .. 50

5.3 Analisi Perhitungan Perkerasan Lentur Dengan Metode

AASHTO ................................................................................ 54

5.3.1 Data Perhitungan .......................................................... 54

a. Lalulintas Harian Rata-Rata (LHR) ......................... 54

b. Data Pendukung ....................................................... 55

c. Nilai LEF (Load Equvalent Factor) ......................... 55

d. Ekivalen 18 Kips ESAL ........................................... 57

e. Penentuan SN Maksimum ........................................ 58

f. Data Komponen Lapis Keras Lentur ........................ 59

g. Analisis Tebal Lapis Keras Lentur 2008 .................. 61

ix

BAB VI PEMBAHASAN .............................................................................. 63

6.1 Pengujian tanah ........................................................................ 63

6.2 Analisis Tebal Perkerasan Jalan ............................................ 63

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 66

7.1 Kesimpulan ............................................................................. 66

7.2 Saran ...................................................................................... 66

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 67

LAMPIRAN

x

DAFTAR TABEL

1.1 Jumlah Penduduk dan kepemilikan kendaraan kabupaten Sleman 2

3.1 Sistem klasifikasi Unified 10

3.2 Jumlah lajur berdasarkan lebar perkerasan 14

3.3 Koefisien distribusi kendaraan 15

3.4 Angka ekivalen (E) beban sumbu kendaraan 16

3.5 Faktor regional 19

3.6 Indeks permukaan pada akhir umur rencana (IP) 20

3.7 Indeks permukaan pada awal umur rencana (IPo) 20

3.8 Koefisien kekuatan relatif (a). 21

3.9 Batas-batas minimum tebal lapis keras 22

3.10 Faktor distribusi lajur (DL) 26

3.11 Tingkat reliabilitas (R) metode AASHTO 1986 26

3.12 Simpangan baku normal (ZR) 27

3.13 Kualitas drainase jalan 30

3.14 Koefisien drainase (m) 30

3.15 Koefisien kekuatan relatif bahan AASHTO 31

3.16 Batas-batas minimum tebal lapis perkerasan lentur 32

5.1 Analisis distribusi saringan 39

5.2 Persen butiran tanah 40

5.3 Kadar air tanah 41

5.4 Berat jenis tanah 41

5.5 Berat volume tanah 42

5.6 Hasil uji proktor standar 43

5.7 Nilai CBR yang digunakan 45

5.8 Data lalulintas harian rata-rata 47

5.9 Angka pertumbuhan lalulintas 48 5.10 Data curah hujan tahun 2005 Sleman 49 5.11 Lintas ekivalen permulaan (LEP) Analisa tahun 2008 50 5.12 Lintas ekivalen akhir (LEA) Analisa tahun 2018 50 5.13 Data LHR /ADT analisis dengan metode AASHTO 1986 54

xi

5.14 Jumlah kendaraan 18 Kips ESAL 57 5.15 Prediksi kumulatif 18 Kips ESAL terhadap waktu 58

6.1 Perbedaan susunan tebal perkerasan lentur jalan antara metode Bina Marga dan AASHTO 1986 dengan nilai CBR yang sama 64

6.2 Perbedaan parameter perencanaan metode Bina Marga 1987 dan AASHTO 1986 65

6.3 Perbedaan tebal perkerasan hasil perhitungan dan data lapangan 65

xii

DAFTAR GAMBAR

3.1 Grafik korelasi DDT dan CBR 18

3.2 Struktur lapis perkerasan lentur metode AASHTO 1986 33

4.1 Bagan alir penelitian 36

5.1 Analisis distribusi saringan 40

5.2 Hasil uji kepadatan tanah (uji proktor standar) 44

5.3 Tebal lapis lentur 2008 53

5.4 Lapis laston AC dan ATB 59

5.5 Tebal perkerasan jalan metode AASHTO 1986 62

xiii

DAFTAR ISTILAH DAN NOTASI

UR : Jumlah waktu dalam tahun dihitung sejak jalan mulai dibuka samapai

saat diperlukan pembukaan ( umur rencana ).

IP : Suatu angka yang diperlukan untuk menyatakan kerataan dan

kekokohan permukaan jalan yang berhubungan dengan tingkat pelayan

bagi lalu lintas yang lewat.

LHR : Volume lalu lintas rata – rata dalam satuan kend/ hari ( lalu lintas

harian rata – rata ).

LEP : Jumlah lintas ekivalen harian rata – rata dari sumbu tunggal seberat

8,16 ton ( 18.000 lbs ) pada lajur rencana yang diguka terjadi pada

permulaan unmur rencana ( Lintas Ekivalen Permulaan )

LEA : Jumlah lintas ekivalen harian rata – rata dari sumbu tunggal seberat

8,16 ton ( 18.000 lbs ) pada lajur rencana yang diduga terjadi pada

akhir rencana ( Lintas Ekivalen Akhir)

LET : Jumlah lintas ekivalen harian rata – rata dari sumbu tunggal seberat

8,16 ton ( 18.000 lbs ) pada lajur rencana yang diduga terjadi pada

pertengahan umur rencana ( Lintas Ekivalen Tenggah )

LER : Suatu besaran yang digunakan dalam nomogram penetapan tebal lapis

keras untuk menyatakan jumlah lintas ekivalen beban sumbu tunggal

sebesar 8,16 ton ( 18.000 lbs ) pada lajur rencana.

i : Proses perubahan volume beban lalu lintas pada ruas jalan yang

umumnya dihitung dari tahun ketahun ( tingkat pertumbuhan lalu

lintas )

E : Suatu besaran beban sumbu kendaraan yang menyatakan perbandingan

tingkat kerusakan lintasan sumbu tunggal kendaraan terhadap tingkat

kerusakan lintasan beban standar sumbu tunggal seberat 8,16 ton (

18.000 lbs ) ( Angka Ekivalen )

DDT : Suatu skala yang digunkan dalam nomogram penetapan tebal lapis

keras untuk menyatakan kekuatan tanah dasar ( Daya dukung tanah )

W18 : Lintas ekivalen selama umur rencana (18 Kips ESAL)

xiv

SN : Strucktur Number / Indeks tebal perkerasan (ITP)

∆PSI : Present Serviceability Indeks / Nilai Indeks Permukaan

ZR : Simpangan Baku Normal

So : Simpangan Baku Keseluruhan

Mr : Resilient Modulus (psi)

m : Koefisien drainase masing-masing lapisan lapis keras

FR : Faktor setempat menyangkut keadaan lapangan dan iklim yang dapat

mempengaruhi keadaan pembebanan , daya dukung tanah dasar dan

lapis keras ( Faktor Regional )

AE18KAL : Lintas ekivalen pada jalur rencana

Ai : Jumlah kendaraan untuk jenis kendaraan, dinyatakan dalam

kendaraan/ hari/ 2 arah pada tahun perhitungan volume lalulintas.

EI : Angka ekivalen beban sumbu untuk satu jenis kendaraan

CI : Koefisien distribusi kendaraan pada jalur rencana

a : Faktor pentumbuhan lalu-lintas tahunan dari perhitungan volume lalu-

lintas dilakukan sampai saat jalan tersebut dibuka

n’ : Jumlah tahun dari saat diadakan perhitungan volume lalu-lintas dari

jalan tersebut dibuka.

i : Faktor pertumbuhan lalu-lintas dari jalan tersebut dibuka sampai pada

umur pengamatan.

n : Jumlah tahun pengamatan

W18’ : Kumulatif 18 Kips ESAL

DD : Faktor distribusi arah

DL : Faktor distribusi lajur

W18 : Lintas Ekivalen 18 Kips ESAL

g : Angka pertumbuhan lalulintas

Wt18 : Kumulatif pengulangan 18 Kips ESAL

FP : Suatu besaran untuk perencanaan tebal lapis keras dengan umur

rencana yang bukan 10 tahun ( Faktor penyesuaian )

ITP : Suatu angka yang berhubungan dengan penentuan tebal lapis keras (

Indek Tebal Perkerasan )

xv

C : Suatu besaran yang menyatakan distribusi kendaraan ( Koefisien

Distribusi Kendaraan )

IPo : Indek permukaan pada awal umur rencana.

IPt : Indek permukaan pada akhir umur rencana.

CBR : Penetapan nilai kekuatan bahan penyusun lapis keras untuk lapis

pondasi dan tanah dasar( California Bearing Ratio )

a1 : Koefisien kekuatan relatif bahan lapis permukaan.

a2 : Koefisien kekuatan relatif bahan lapis pondasi atas

a3 : Koefisien kekuatan relatif bahan lapis pondasi bawah

D1 : Tabal lapis permukaan

D2 : Tabal lapis pondasi atas

D3 : Tabal lapis pondasi bawah.

D10 : Batas atas diameter tanah dengan sebanyak 10 % dari seluruh butir

tanah.

D30 : Batas atas diameter tanah dengan sebanyak 30 % dari seluruh butir

tanah.

D60 : Batas atas diameter tanah dengan sebanyak 60 % dari seluruh butir

tanah.

γk : Berat volume kering tanah.

W % : Persentase kadar air.

γb : Berat volume basah.

V : Volume

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Hasil pengujian sifat fisik dan mekanik tanah

1. Pengujian berat jenis tanah

2. Pengujian berat volume tanah

3. Pengujian kadar air tanah

4. Grain size analysis

5. Grain aize analysis ASTM D1140 – 54

6. Pemadatan tanah Proctor Test

7. Pengujian CBR Laboratorium

Lampiran 2 Data sekunder jalan raya

1. Ekivalen maksimum gandar

2. TGF

3. Perhitungan angka ekivalen Bina Marga

4. Grafis penentuan DDT

5. Grafis penentuan ITP

6. Faktor ekivalen sumbu ganda Pt 2,0

7. Faktor ekivalen sumbu tunggal Pt 2,0

Lampiran 3 Data Klimatologi (Data Hujan)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Jalan merupakan prasarana transportasi yang paling banyak digunakan oleh

masyarakat Indonesia untuk melakukan mobilitas keseharian sehingga volume

kendaraan yang melewati suatu ruas jalan mempengaruhi kapasitas dan kemampuan

dukungnya. Kekuatan dan keawetan kontruksi perkerasan jalan sangat ditentukan

oleh sifat-sifat daya dukung tanah dasar (Silvia Sukirman, 1999).

Tanah merupakan komponen utama subgrade yang memiliki karakteristik,

macam, dan keadaan yang berbeda-beda, sehingga setiap jenis tanah memiliki

kekhasan perilaku. Sifat tanah dasar mempengaruhi ketahanan lapisan diatasnya

(Silvia Sukirman, 1999) Bentang jalan raya yang panjang menunjukkan hamparan

karakteristik tanah yang berbeda pula, apabila suatu tanah yang terdapat di lapangan

bersifat sangat lepas atau sangat mudah tertekan, atau apabila ia mempunya indeks

konsistensi yang tidak sesuai, mempunyai permeabilitas yang terlalu tinggi atau

tidak memiliki persyaratan CBR (California Bearing Ratio) yang dibutuhkan untuk

subgrade pada jalan raya, maka tanah tersebut harus di stabilisasi dengan tindakan-

tindakan menambah kerapatan tanah, menambah material yang tidak aktif sehinga

mempertinggi kohesi dan atau tahanan geser yang timbul, merendahkan muka air

dengan membuat drainase tanah hingga mengganti tanah-tanah yang jelek.

Jalan Kaliurang yang termasuk jalan provinsi (Dinas Perhubungan DIY,

2007) merupakan jalan alternatif menuju Solo dan Magelang. Di sekitar jalan

Kaliurang tumbuh pesat perumahan sebagai akses dari berkembangnya kampus

yang memiliki jumlah mahasiswa yang tidak sedikit. Tingkat pertambahan

penduduk diwilayah Sleman yang memiliki kendaraan bisa terlihat pada Tabel 1.1

2

Tabel 1.1 Jumlah penduduk dan kepemilikan kendaraan kabupaten Sleman.

Tahun 1998 1999 2000 2001 2002

Penduduk

(Jiwa)

828.968

838.628

850.176

862.314

869.586

Kendaraan

Bermotor

(Kendaraan)

168.680

175.260

198.363

214.112

352.946

Sumber: Kantor biro statistik Kab. Sleman, 1998-2002

1.2 Rumusan Masalah

1. Seberapa besar pengaruh CBR tanah dasar dan tingkat pertumbuhan lalu-

lintas terhadap tebal perkerasan lentur jalan.

2. Seberapa besar perbedaan tebal perkerasan lentur jalan antara metode

Bina 1987 dan AASHTO 1986 dengan nilai CBR yang sama.

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis perbandingan nilai CBR tanah

terhadap ketebalan lapis keras lentur jalan Kaliurang yang mempunyai beberapa

tujuan, diantaranya:

1. Mengetahui jenis tanah berdasarkan sifat fisik dan mekanik tanah.

2. Mengetahui CBR ( California Bearing Ratio ).

3. Mengetahui nilai tebal perkerasan lentur jalan dengan CBR

(California Bearing Ratio) yang sama menggunakan metode Bina Marga

1987 dan AASHTO 1986.

4. Membandingkan tebal perkerasan yang didapat dengan kondisi dilapangan.

3

1.4 Batasan masalah

1. Lokasi pengambilan sampel tanah pada jalan Kaliurang Km. 12.

2. Analisis ini tidak termasuk perencanaan sistem transportasi yang ada.

3. Tidak dilakukan pengujian kuat lapis perkerasan

4. Data lalulintas yang digunakan adalah data yang bersumber dari Bina Marga

untuk tahun 2004 dan 2007

1.5 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapakan memberikan gambaran terhadap kemampuan

kapasitas jalan Kaliurang.

1.6 Lokasi Penelitian

Penelitian ini mengambil sampel tanah pada jalan Kaliurang Km.12

didaerah ruko-ruko baru, dan pengujian sampel tanah dilakukan pada Laboratorium

Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil UII.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Perkembangan jumlah kendaraan di DIY yang mencapai rata-rata 11.9

persen pertahun, sepeda motor 90 % sedangkan sisanya adalah roda empat

menunjukan pertumbuhan yang sangat pesat. Pemerintah DIY harus segera

menentukan alternatif yang berani untuk mengurangi pertumbuhan kendaraan

tersebut, hal itu bisa dilakukan dengan meningkatkan penggunaan angkutan umum.

Hal tersebut tentu tidak semerta-merta tanpa melakukan perbaikan sarana dan

prasarana berupa penambahan kapasitas jalan raya (Kompas 12 Oktober 2006).

2.2. Penelitian Yang Berhubungan Dengan Tugas Akhir

Nama : Miswanto dan Zoelfakar

Tahun : 1994

Judul : Analisis perhitungan tebal lapis keras dengan metoda Bina Marga serta

Road Note 29 dan 31 pada jalan lingkar selatan Yogyakarta.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Menentukan tebal masing – masing lapis keras secara teoritik ( sub base,

base course, surface course ) dengan menggunakan metoda Road Note 29

dan 31 serta metode analisa komponen dari Bina Marga 1987.

2. Membandingkan hasil perhitungan cara Road Note 29 dan 31 serta analisa

komponen dari Bina Marga 1987.

3. Menentukan tebal tambahan lapis keras ( over lay ) pada jalan lama bila

diperlukan.

Hasil Penelitian

Dari analisis yang ada didapatkan hasil sebagai berikut :

1. Jalan lingkar utara Yogyakarta masih layak digunakan sebelum umur

rencana dan masih dapat memberikan pelayanan yang baik bagi lalu lintas

yang melewati diatasnya.

5

2. Metoda Road Note 29 dan 31 tidak layak digunakan untuk perencanaan di

Indonesia, jika akan tetap digunakan maka perlu ada revisi dan aturan

tambahan yang disesuaikan dengan kondisi dan situasi di Indonesia.

3. Analisa komponen dari Bina Marga lebih baik digunakan bila dibandingkan

dengan metoda Road Note 29 dan 31, karena metode ini walaupun asalnya

dari AASHTO tetapi sudah disesuaikan dengan kondisi Indonesia.

4. Adanya perbedaan hasil yang didapatkan pada masing – masing metoda

dikarenakan adanya faktor lingkungan, lalu lintas, tanah dasar dan bahan

perkerasan.

Nama : Jumadi dan Emil Salim

Tahun : 1999

Judul : Analisis Tebal Lapis Keras Ruas Jalan Solo KM 8,8 dengan Metode Bina

Marga dan AASHTO 1986

Rumusan Masalah

Pertumbuhan lalu lintas pada ruas jalan merupakan suatu akses

bertambahnya volume beban lalu lintas yang akan melintasi ruas jalan. Hal ini akan

memberikan dampak negatif pada ruas jalan yang mengakibatkan turunnya tingkat

pelayanan ruas jalan tersebut dalam mendukung beban lalu lintas.

Mengingat ruas jalan Solo km 8,8 sampai km 12 terletak pada daerah yang

diprediksikan akan mengalami lonjakan arus lalu lintas dimasa datang, maka

kemampuan ruas jalan dalam mendukung beban lalu lintas akan semakin menurun,

sehingga akan menimbulkan permasalahan seperti yang telah di uraikan

sebelumnya.

Tujuan penelitian

Tujuan analisis ini dengan menggunakan metode Bina Marga dan AASHTO

1986 adalah sebagai berikut ini:

a. Untuk lebih memahami prosedur analisis perhitungan tebal lapis keras lentur

ruas jalan dengan metode Bina Marga dan AASHTO 1986.

6

b. Membandingkan hasil analisis dan perhitungan kedua metode tersebut

terhadap kondisi lapis perkerasan yang ada sekarang.

c. Menentukan tebal lapisan masing – masing lapisan lapis keras dengan

metode kedua tersebut.

d. Memprediksi kemampuan lapis keras lentur ruas jalan dalam mendukung

beban lalu lintas dalam kurun waktu tertentu.

Hasil Penelitian

a. Ruas jalan Solo km 8,8 sampai km 12, tidak mampu mendukung beban lalu

lintas sampai tahun 2009 berdasarkan analisis menggunakan metode Bina

Marga dan AASHTO 1986.

b. Hasil akhir analisis yang dilakukan berdasarkan Metode Bina Marga 1987

dan AASHTO 1986 adalah berbeda. Metode Bina Marga 1987 lebih tebal

dibandingkan dengan Metode AASHTO 1986.

c. Perbedaan hasil akhir analisis disebabkan oleh : faktor lalu lintas, asumsi,

parameter dan prosedur analisis yang digunakan pada masing – masing

metode.

Nama : Tri Haryo Wibisono dan Hadi Praptoyo.

Tahun : 2005

Judul : Evaluasi Tebal Lapis Keras Jalan Ruas Jalan Magelang – krepekan

Kabupaten Magelang hingá Tahun 2015.

Rumusan Masalah

Melihat kenyataan yang ada dilapangan yaitu dari Magelang sampai

Krepekan terlihat bahwa kondisi lapis permukaan pada ruas jalan tersebut banyak

terjadi kerusakan ( retak, bergelombang, bleeding ), karena banyaknya volume lalu

lintas yang melintasi ruas jalan tersebut, oleh karena itu pada penelitian ini akan

menentukan nilai lendutan dan lendutan balik yang terjadi pada perkerasan lentur

dilapangan. Pengambilan sampel struktur perkerasan lentur dilapangan dengan alat

bantu core drill untk mrngetahui tebal struktur perkerasan, pemeriksaan daya

dukung tanah lapangan dengan DCP yang dikorelasikan dengan besaran CBR.

7

Tujuan Penelitian

Tujuan analisis tabal lapis keras ruas jalan Magelang – Krepekan hingá

tahun 2015 adalah sebagai berikut.

a. Evaluasi nilai struktural berdasarkan nilai lendutan balik jalan, dan

b. Mengevalusi kemampuan lapis perkerasan ruas jalan tersebut dalam kurun

waktu setahun yang akan datang dalam mendukung beban lalu lintas.

Hasil Penelitian

1. Nilai CBR yang didapat dalam pemeriksaan dengan alat DCP pada ruas

jalan Magelang – Krepekan sebesar 6,7 % maka lebih besar dari spesifikasi

Dinas Bina Marga yaitu sebesar 4,8 %.

2. Penggunaan aspal yang tidak seragam pada tiap titik menyebabkan

terjadinya bleeding yang kadar aspal yang berlebihan, sedangkan untuk

kadar aspal yang kurang menjadikan ikatan antar agregat menjadi kurang

atau jelek sehingga mudah terjadi degradasi pada agregat.

3. Umur sisa layanan jalan 2,34 tahun atau 28 bulan 3 hari sehingga perlu

diberi lapis tambahan untuk meningkatkan umur layanan jalan.

4. Tebal lapis tambahan untuk masa layanan jalan 10 tahun yang akan datang

setebal 5 cm.

Penelitian yang telah dilakukan diatas merupakan evaluasi dari tebal perkerasan

yang sudah ada hingga perancangan Kapasitas jalan untuk beberapa tahun yang

akan datang, penelitian ini memiliki perbedaan pengambilan data tanah yang

diambil secara lansung, sedangkan penelitian diatas menggunakan data sekunder

dari analisis DCP yang dikorelasikan dengan nilai CBR.

8

BAB III

LANDASAN TEORI

3.1 Tanah

Dalam pengertian teknik secara umum, Braja M Das (1988) mendefenisikan

tanah sebagai bahan yang terdiri dari agregat mineral – mineral padat yang tidak

terikat secara kimia antara satu sama lain dari bahan – bahan organik yang telah

melapuk yang berpartikel padat disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang

– ruang kosong diantara partikel partikel padat tersebut.

Menurut Craig ( 1997 ) yang dimaksud dengan tanah adalah akumulasi partikel

mineral yang tidak mempunyai ikatan antara atau lemah ikatan antara partikel yang

terbentuk karena pelapukan batuan.Yang memperlemah ikatan tersebut adalah

pengaruh karbonat atau oksida atau pengaruh kandungan organik.

Menurut Joseph E Bowles (1986), tanah merupakan campuran dari partikel-

partikel yang terdiri dari salah satu atau seluruh jenis berikut: Kerikil (Gravel)-

partikel batuan berukuran 5 mm sampai 150 mm. Pasir (sand)- partikel batuan yang

berukuran 0,0074 mm sampai 5 mm. Berkisar dari kasar (5 mm sampai 3 mm)

sampai halus (< 1 mm).

Lanau (Silt)- partikel batuan berukuran 0,002 mm sampai 0,074 mm Kuantitas

deposit yang disedimentasikan kedalam danau-danau atau dekat garis-garis pantai

pada muara sungai.

Lempung (Clay) – Partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari 0.002 mm

Koloid (colloids)-Partikel mineral diam, berukuran lebih kecil dari 0.001 mm.

3.2 Klasifikasi Tanah

Tanah secara umum dapat diklasifikasikan sebagai tanah kohesif dan tanah

tidak kohesif, istilah ini terlalu umum sehingga memungkinkan terjadinya

indentifikasi yang sama pada beberapa jenis tanah. Sejumlah sistem klasifikasi

tanah telah dipergunakan pada akhir-akhir ini, sistem klasifikasi tanah yang umum

digunakan adalah sistem klasifikasi Unified Menurut sistem ini, tanah

dikelompokkan dalam tiga kelompok, yang masing-masing diuraikan lagi dengan

9

memberi simbol pada setiap jenis yang teridiri dari limabelas jenis seperti pada

Tabel 3.1.

Untuk tanah berbutir kasar dibagi atas kerikil dan tanah kerikilan (G), pasir

dan tanah kepasiran (S). Yang termasuk dalam kerikil adalah tanah yang

mempunyai persentase lolos saringan No.4 < 50 % sedangkan tanah yang

mempunyai lolos saringan No.4 > 50 % termasuk kelompok pasir.

Tanah berbutir halus dibagi dalam lanau (M) dan lempung (C) yang didasarkan atas

batas cair dan indeks plastisitas. Tanah organik juga termasuk dalam fraksi ini.

Sedangkan tanah organis tinggi yang mudah ditekan dan tidak mempunyai sifat

sebagai bahan bangunan yang di inginkan , tanah khusus dari kelompok ini adalah

humus, tanah lumpur yang komponen utamanya adalah partikel daun, rumput,

dahan atau bahan-bahan rengas lainnya.

10

Tabel 3.1 Sistem klasifikasi Tanah Unified.

3.3 California Bearing Ratio (CBR)

Besarnya nilai CBR tanah akan menentukan ketebalan lapis keras yang akan

dibuat sebagai lapisan perkerasan diatasnya. Makin tinggi nilai CBR tanah dasar

(subgrade ) maka akan semakin tipis lapis keras yang dibutuhkan dan semakin

rendah suatu nilai CBR maka semakin tebal lapis keras yang dibutuhkan.

Ada 2 macam pengukuran CBR yaitu:

1. Nilai CBR untuk penekanan pada penetrasi 0,254 cm ( 0,1” ) terhadap

penetrasi standar yang besarnya 70,37 kg/cm² ( 1000 psi )

11

Nilai CBR = ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ %10037,70

xPI .............................................................(3.1)

2 Nilai CBR untuk tekanan pada penetrasi 0,508 cm ( 0,2 ” ) terhadap tekanan

standar yang besarnya 105,56 kg/cm² ( 1500 psi )

Nilai CBR = ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ %10056,1052 xP ...........................................................(3.2)

Menurut head ( 1986 ) nilai CBR dilaporkan dengan aturan berikut ini :

1. Untuk nilai CBR dibawah 30 % dibulatkan ke 1 % terdekat. Contoh 25, 3 %

dilaporkan 25 %.

2. Untuk nilai CBR antara 30 % sampai 100 % dibulatkan ke 5 % terdekat.

Contohnya 42 % dilaporkan menjadi 40 %.

3. Untuk nilai CBR diatas 100 % dibulatkan ke 10 % terdekat , contohnya 104

% dilaporkan menjadi 100 %.

3.4 Kontruksi Perkerasan Jalan

Lapisan perkerasan adalah kontruksi diatas tanah dasar yang berfungsi

memikul beban lalulintas dengan meberikan rasa aman dan nyaman. Pemberian

kontruksi lapisan perkerasan dimaksudkan agar tegangan yang terjadi sebagai

akibar pembebanan pada perkerasan ketanah dasar (subgrade) tidak melampaui

kapasitas dukung tanah dasar. Kontruksi perkerasan jalan dibedakan menjadi dua

kelompok menurut bahan pengikat yang digunakan, yaitu perkerasan lentur

(fleksible pavement) dan perkerasan kaku (rigid pavement). Perkerasan lentur

(fleksible pavement) dibuat dari agregat dan bahan ikat aspal. Lapis perkerasan kaku

(rigit pavement) terbuat dari agregat dan bahan ikat semen, terdiri dari satu lapisan

pelat beton dengan atau tanpa pondasi bawah (subbase) antara perkerasan dan tanah

dasar (subgrade).

12

Menurut AASHTO dan Bina Marga kontruksi jalan terdiri dari:

1. Lapis permukaan ( Surface Course ).

Lapisan permukaan ( Surface Course ) adalah lapisan yang terletak paling

atas ( Sukirman Silvia, 1999), dan berfungsi sebagai :

a. Struktural, yaitu berperan mendukung dan menyebarkan beban kendaraan

yag diterima oleh lapis keras.

b. Non struktural, yaitu berupa lapisan kedap air untuk mencegah masuknya air

kedalam lapis perkerasan yang ada dibawahnya dan menyediakan

permukaan yang tetap rata agar kendaraan berjalan dengan lancar.

2. Lapis Pondasi Atas ( Base Course )

Lapisan pondasi atas ( Base Course ) adalah lapisan perkerasan yang

terletak diantara lapis pondasi bawah dan lapis permukaan ( Sukirman Silvia, 1999),

dan berfungsi sebagai:

a. Bagian perkerasan yang menahan gaya lintang dari beban roda dan

menyebarkan beban kelapisan di bawahnya,

b. Lapisan peresapan untuk lapisan pondasi bawah,

c. Bantalan terhadap lapisan permukaan.

3. Lapis Pondasi Bawah ( Subbase Course )

Lapis Pondasi Bawah ( Subbase Course ) adalah lapis perkerasan yang

terletak antara lapisan pondasi atas dan tanah dasar ( Sukirman Silvia, 1999), dan

berfungsi sebagai :

a. Bagian dari konstruksi perkerasan untuk menyebarkan beban roda pada

tanah dasar,

b. Efesiensi pengunaan material,

c. Mengurasi ketebalan lapis keras yang ada diatasnya,

d. Sebagai lapisan peresapan, agar air tanah tidak berkumpul pada pndasi,

e. Sebagai lapian pertama agar memudahkan pekerjaan selanjutnya,

f. Sebagai pemecah partikel halus dari tanah dasar naik ke lapis pondasi atas.

13

4. Lapis Tanah Dasar ( Subgrade )

Tanah dasar ( Subgrade ) adalah permukaan tanah semula, permukaan tanah

galian atau timbunan yang dipadatkan dan merupakan dasar untuk perletakan

bagian lapis keras lainnya.

Perencanaan tebal lapis keras jalan baru pada umumnya dibedakan menjadi dua

metode, ( Silvia, 1993 ).

a. Metode Empiris, metode ini dikembangkan berdasarkan pengalaman dan

penelitian dari jalan – jalan yang dibuat khusus untuk penelitian atau jalan

yang sudah ada. Terdapat banyak metode empiris yang telah dikembangkan

oleh berbagai negara seperti: AASHTO Amerika Serikat, Metode Bina

Marga Indonesia, Metode NAASRA Australia, Metode Road Note 29

Inggris, Metode Road Note 31 Inggris.

b. Metode teoritis ( analitis ), Metode ini dikembangkan berdasarkan teori

matematis dan sifat tegangan dan regangan pada lapis keras akibat beban

berulang dari lalu lintas.

Persyaratan dasar dalam perencanaan tebal lapis keras adalah sebagai berikut

ini, ( Suprapto, 1994 ):

a. Penyediaan permukaan jalan yang selalu rata dan kuat.

b. Menjamin keamanan yang tinggi untuk masa yang lama sesuai umur

rencana jalan.

c. Memerlukan biaya pemeliharaan yang sekecil – kecilnya.

Kemampuan untuk memenuhi persyaratan tersebut tergantung pada hal – hal

berikut ini ( Suprapto, 1994 ) :

a. Kebutuhan dan tuntutan lalu lintas didaerahnya.

b. Keadaan tanah serta iklim disuatu daerah, dan

c. Kemampuan pendanaan untuk pelaksanaan pembangunan lapis keras.

Tanah dasar ( subgrade ) adalah bagian terbawah suatu konstruksi perkerasan

yang dibuat secara berlapis–lapis seperti yang biasa dipergunakan dalam konstruksi

jalan raya ( Imam Soekoto, 1984 )

Karakteristik tanah dasar ( subgrade ) akan banyak berpengaruh terhadap lapisan

perkerasan diatasnya.

14

3.5 Metode Bina Marga

Untuk perkerasan lentur digunakan metoda Bina Marga, metoda yang

digunakan adalah ”Metoda Analisa Komponen” SKBI:2.3.26.1987/ SNI 03-1732-

1989.

3.5.1 Lalulintas Rencana

1. Persentase Kendaraan pada Lajur Rencana.

Jalur Rencana (JR) merupakan jalur lalulintas dari suatu ruas jalan raya yang

terdiri daris satu lajur atau lebih, jumlah lajur berdasarkan lebar jalan dapat dilihat

pada Tabel 3.2 berikut ini:

Tabel 3.2 Jumlah lajur berdasarkan lebar perkerasan.

Lebar Perkerasan ( L ) Jumlah Lajur ( n )

L < 5,5 m 1 Lajur

5,5 m ≤ L < 8,25 m 2 Lajur

8,25 m ≤ L < 11,25 m 3 Lajur

11,25 m ≤ L < 15,00 m 4 Lajur

15,00 m ≤ L < 18,75 m 5 Lajur

18,75 m ≤ L < 22,00 m 6 Lajur

Sumber : Bina Marga, 1987

Sedangkan koefisien distribusi kendaraan pada lajur jalan dengan type kendaraan

berdasarkan beratnya dapat di lihat pada Tabel 3.3.

15

Tabel 3.3. Koefisien distribusi kendaraan ( C )

Jumlah

Lajur

Kendaraan ringan *) Kendaraan berat **)

1 arah 2 arah 1 arah 2 arah

(1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 )

1 1,00 1,00 1,00 1,00

2 0,60 0,50 0,70 0,50

3 0,40 0,40 0,50 0,475

4 - 0,30 - 0,45

5 - 0,25 - 0,425

6 - 0,20 - 0,4

Sumber Bina Marga, 1987

* ) Berat total < 5 ton , misalnya: mobil penumpang , pick up, mobil hantaran

** ) Berat total ≥ 5 ton , misalnya : bus , truk, traktor, semi trailer, trailer

2. Angka Ekivalen (E) Beban Sumbu Kendaraan

a. Angka Ekivalen sumbu tunggal:

E =8160

)( 4kgdalamtunggalsumbusatuBeban .............................. (3.3)

b. Angka Ekivalen sumbu ganda:

E =0.086 8160

)( 4kgdalamgandasumbusatuBeban .................... (3.4)

16

Selain menggunakan rumus diatas, penentuan angka ekivalen dapat

ditentukan melalui Tabel yang telah dikeluarkan oleh Bina Marga seperti yang

terlihat pada Tabel 3.4.

Tabel 3.4 Angka Ekivalen (E) beban sumbu kendaraan. Golongan Kendaraan Angka Ekivalen

Kg Lbs Sumbu Tunggal Sumbu Ganda

1000 2205 0.0002 -

2000 4409 0.0036 0.0003

3000 6614 0.0183 0.0016

4000 8818 0.0577 0.0050

5000 11023 0.1410 0.0121

6000 13228 0.2923 0.0251

7000 15432 0.5415 0.0466

8000 17637 0.9238 0.0794

8160 18000 1.0000 0.0860

9000 19841 1.4798 0.1273

10000 22046 2.2555 0.1940

11000 24251 3.3022 0.2840

12000 26455 4.6770 0.4022

13000 28660 6.4419 0.5540

14000 30864 8.6647 0.7452

15000 33069 11.4148 0.9820

16000 35276 14.2712 1.2712

Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989

17

3. Perhitungan Lalulintas

a. Lintas Ekivalen Permulaan (LEP)

LEP = jj

n

jj xExCLHR∑

=1

............................................................. (3.5)

Dengan :

j = Jenis kendaraan

n = Tahun pengamatan

LHR = Lalu lintas Harian Rata – rata

Cj = Koefisien distribusi kendaraan,dan

Ej = Angka ekivalen ( E ) beban sumbu kendaraan.

b. Lintas Ekivalen Akhir (LEA)

LEA = jjUR

n

jj xExCiLHR )1(

1+∑

=

............................................. (3.6)

dengan:

j = Jenis kendaraan

n = Tahun pengamatan

LHR = Lalu lintas harian rata – rata

i = Perkembangan lalu lintas

UR = Umur rencana

Cj = Koefisien distribusi kendaraan,dan

Ej = Angka ekivalen ( E ) beban sumbu kendaraan.

c. Linta Ekivalen Tengah (LET)

LET = 2

)( LEALEP + .............................................................(3.7)

dengan:

LET : Lintas Ekivalen Tengah

LEP : Lintas Ekivalen Permukaan

LEA : Lintas Ekivalen Akhir

d. Lintas Ekivalen Rencana

LER =LET x FP ........................................................................(3.8)

18

FP= 10UR

FP= faktor penyesuaian

UR= umur rencana, (tahun)

3.5.2 Daya Dukung Tanah Dasar

Daya dukung tanah dasar (DDT) ditetapkan berdasarkan grafik korelasi

seperti pada Gambar 3.1. Daya dukung tanah dasar diperoleh dari nilai CBR atau

Plate Bearing Test DCP dll.

Gambar 3.1. Grafik korelasi DDT dan CBR

Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989

19

3.5.3 Faktor Regional

Faktor regional (FR) adalah faktor koreksi sehubungan dengan adanya

perbedaan kondisi dengan kondisi percobaan AASHTO Road Test dan disesuaikan

denga keadaan Indonesia. FR dipengaruhi oleh bentuk elemen, persentase

kendaraan berat yang berhenti serta iklim, penentuan FR menggunakan Tabel 3.5.

Tabel 3.5. Faktor Regional

Kategori

iklim

Kelandaian I

( < 6 % )

Kelandaian II

( 6 % - 10 % )

Kelandaian III

( > 10 % )

% kendaraan berat % kendaraan berat % kendaraan berat

≤ 30 % > 30 % ≤ 30 % > 30 % ≤ 30 % > 30 %

1 2 3 4 5 6 7

Iklim I

<900 mm/th 0,5 1,0 – 1,5 1,0 1,5 - 2 1,5 2,0 – 2,5

Iklim II

>900 mm/th 1,5 2,0 – 2,5 2,0 2,5 – 3,0 2,5 3,0 – 3,5

Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989

3.5.4 Indeks Permukaan

Indeks permukaan adalah nilai kerataan/ kehalusan serta kekokohan

permukaan yang bertalian dengan tingkat pelayanan bagi lalulintas yang lewat.

Nilai Indeks permukaan beserta artinya adalah sebagai berikut :

a. IP = 1,0 menyatakan permukaan jalan dalam keadaan rusak berat sehingga

menganggu lalu lintas kendaraan.

b. IP = 1,5 menyatakan tingkat pelayanan rendah yang masih mungkin ( jalan

tidak terputua )

c. IP = 2 menyatakan tingkat pelayanan rendah bagi jalan yang masih cukup.

d. IP = 2,5 menyatakan permukaan jalan masih cukup stabil dan baik.

Dalam menentukan IP pada akhir umur rencana, perlu dipertimbangkan faktor –

faktor klasifikasi fungsional jalan dan jumlah lintas ekivalen rencana ( LER )

seperti ditunjukkan pada Tabel 3.6.

20

Tabel 3.6. Indeks permukaan pada akhir umur rencana (IP)

LER

Klasifikasi Jalan

Lokal Kolektor Arteri Tol

< 10

10 – 100

100 – 1000

> 1000

1,0 – 1,5

1,5

1,5 – 2,0

-

1,5

1,5 – 2,0

2,0

2,0 – 2,5

1,5 – 2,0

2,0

2,0 – 2,5

2,5

-

-

-

2,5

Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989

* ) LER dalam satuan angka ekivalen 8,16 ton beban sumbu tunggal. Catatan : Pada proyek – proyek penunjang jalan, JAPAT/ jalan murah atau jalan

darurat maka IP dapat diambil 1,0 .

Dalam menentukan Indeks permukaan pada awal umur rencana ( IPo ) perlu

diperhatikan jenis lapis permukaan jalan ( kerataan/ kehalusan serta kekokohan )

pada awal umur rencana seperti yang tercantum dalam Tabel 3.7.

Tabel 3.7. Indeks permukaan pada awal umur rencana ( IPo )

Jenis Lapis perkerasan IPo Roughness *)

( mm/ km )

LASTON

LASBUTAG

HRA

BURDA

BURTU

LAPEN

LATASBUM

BURAS

≥ 4

3,9 – 3,5

3,9 – 3,5

3,4 – 3,0

3,9 – 3,5

3,4 – 3,0

3,9 – 3,5

3,4 – 3,0

3,4 – 3,0

2,9 – 2,5

2,9 – 2,5

2,9 – 2,5

≤ 1000

> 1000

≤ 2000

> 2000

≤ 2000

> 2000

< 2000

< 2000

≤ 3000

> 3000

21

Lanjutan Tabel 3.7. Indeks permukaan pada awal umur rencana ( IPo )

LATASIR

JALAN TANAH

JALAN KERIKIL

2,9 – 2,5

≤ 2,4

≤ 2,4

Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989

3.5.5 Indeks Tebal Perkerasan

ITP= a1D1 + a2D2 + a3D3 ........................................................................ (3.9)

ITP= indeks tebal perkerasan

3,2,1 aaa = Koefisien kekuatan relative bahan lapis keras

3,2,1 DDD = Tebal masing – masing lapisan lapis keras

Untuk koefisien relatif bahan (a) yang akan digunakan pada persamaan 3.8 dapat

dilihat pada Tabel 3.9 berdasarkan jenis bahan yang digunakan.

Tabel 3.8. koefisien kekuatan relatif ( a )

Koefisien kekuatan

relatif Kekuatan bahan Jenis bahan

a1 a2 a3 MS ( kg ) Kt ( kg/cm ) CBR %

0,4

0,35

0,32

0,30

0,35

0,31

0,28

0,26

0,30

0,26

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

744

590

454

340

744

590

454

340

340

340

Laston

Lasbutag

HRA

Aspal Macadam

Lapen ( mekanis )

22

Lanjutan Tabel 3.8. koefisien kekuatan relatif ( a )

0,25

0,20

-

-

-

-

-

0,28

0,26

0,24

0,23

0,19

0,15

0,13

0,14

0,13

0,12

-

-

-

-

-

-

-

0,13

0,12

0,11

0,10

-

-

590

454

340

-

-

22

18

100

80

60

70

50

30

20

Lapen ( manual )

Laston atas

Lapen ( mekanis )

Lapen ( Manual )

Stab. Tanah dengan

semen

Batu pecah ( kls A )

Batu pecah ( kls B )

Batu pecah ( kls C )

Sirtu/pitrun ( kls A )

Sirtu/pitrun ( kls B )

Sirtu/pitrun ( kls C )

Tanah/lempung

kepasiran

Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989

Sedangkan besarnya tebal minimum yang digunakan adalah sesuai Tabel 3.9

berikut ini:

Tabel 3.9. Batas – batas minimum tebal lapis keras.

Lapis permukaan ( surface course )

ITP Tebal minimum Bahan

< 3,00

3,00 – 6,70

6,71 – 7,49

7,50 – 9,99

5

5

7,5

7,5

Lapis pelindung : ( Buras/ burtu/burda)

Lapen/aspal Macadam , HRA, Lasbutag,

laston

Lapen/aspal Macadam , HRA, Lasbutag,

laston

Lasbutag, laston

23

Lanjutan Tabel 3.9. Batas – batas minimum tebal lapis keras.

≥ 10,00 10 Laston

Lapis pondasi atas ( Base Course )

ITP Tebal minimum

( cm )

Bahan

< 3,00

3,00 – 7,49

7,50 – 9,99

10 – 12,14

≥ 12,25

15

20 *)

10

20

15

20

25

Batu pecah, stabilisasi tanah dengan semen,

stabilisasi tanah dengan kapur

Batu pecah, stabilisasi dengan semen,

stabilisasi dengan kapur

Laston atas

Batu pecah, stabilisasi dengan semen,

stabilisasi dengan kapur, pondasi macadam

Laston atas

Batu pecah, stabilisasi dengan semen,

stabilisasi dengan kapur, pondasi

macadam, lapen , laston atas.

Batu pecah, stabilisasi dengan semen,

stabilisasi dengan kapur, pondasi

macadam, lapen , laston atas.

Lapis pondasi bawah ( sub base course )

Untuk setiap ITP jika digunakan pondasi bawah tebal minimum adalah 10 cm

Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989

3.6 Metode AASHTO 1986

Metode perencanaan tebal perkerasan lentur AASHTO (American

Association Of State Highway and Trasnportasion Officials), berkembang sejak

dimulainya pengujian lapangan di Ottawa ( Negara bagian Illionis). Perkembangan

metode AASHTO berkelanjutan sesuai dengan hasil pengamatan, pengalaman dan

penelitian yang didapat.

24

3.6.1 Persamaan Dasar

Persyaratan dasar yang perlu di perhatikan dalam perencanaan tebal

lapis perkerasan lentur menggunakan merode AASHTO adalah jalan harus

memiliki permukaan yang tetap, rata, kuat dapat memberikan keamanan dan

kenyamanan bagi pengguna jalan dan bernilai ekonomis.

Untuk memenuhi persyaratan tersebut AASHTO memberikan persamaan

dasar berikut:

logW18= Zr(So)+9.36log(SN+1)-0.2+

07,8 Mlog32,2)1/(10944,0

)5,12,4/(19,5 −+

++− r

SNPSI ……………………………… (3.10)

SN= a1D1+a2D2m2+a3D3M3)

∆PSI = IPo-IPt

Dengan:

W18 = Lintas ekivalen selama umur rencana (18 Kips ESAL)

SN = Strucktur Number / Indeks tebal perkerasan (ITP)

∆PSI = Present Serviceability Indeks / Nilai Indeks Permukaan

ZR = Simpangan Baku Normal

So = Simpangan Baku Keseluruhan

Mr = Resilient Modulus (psi)

a = Koefisien kekuatan relatif bahan

D = Tebal masing-masing lapisan lapis keras

m = Koefisien drainase masing-masing lapisan lapis keras

IPo = Indeks permukaan pada awal umur rencana

IPt = Indeks permukaan pada akhir umur rencana

3.6.2 Kriteria Perencanaan

a. Batasan Waktu

Batasan waktu meliputi pemilihan lamanya umur rencana dan umur kinerja

jalan (performance periode). Umur kinerja jalan adalah masa pelayanan jalan

25

dimana pada akhir masa pelayanan dibutuhkan rehabilitas atau overlay. Umur

rencana dapat sama atau lebih besar dari umur kinerja jalan.

b. Beban Lalu-lintas dan Pertumbuhannya

Beban lalu-lintas merupakan beban yang lansung mengenai permukaan lapis

keras. Kerusakan suatu jalan sebagian besar disebabkan oleh beban lalu-lintas

tersebut yang merupakan beban berulang. Lintas ekivalen kumulatif selama umur

rencana dan selama umur kinerja jalan tersebut, dapat ditentukan dengan

mengetahui beban lalu-lintas dan tingkat pertumbuhannya. AASHTO memberikan

persamaan sebagai berikut:

AE18KAL = 365 x Ai x EICI x (1+a)n’ x }{[ ]ia n /1)1( ' −+ .......................................... (3.11)

Dimana:

AE18KAL = Lintas ekivalen pada lajur rencana

Ai = Jumlah kendaraan untuk jenis kendaraan, dinyatakan dalam

kendaraan/ hari/ 2 arah pada tahun perhitungan volume lalulintas.

EI = Angka ekivalen beban sumbu untuk satu jenis kendaraan

CI = Koefisien distribusi kendaraan pada jalur rencana

a = Faktor pentumbuhan lalu-lintas tahunan dari perhitungan volume lalu-

lintas dilakukan sampai saat jalan tersebut dibuka

n’ = Jumlah tahun dari saat diadakan perhitungan volume lalu-lintas dari

jalan tersebut dibuka.

i = Faktor pertumbuhan lalu-lintas dari jalan tersebut dibuka sampai pada

umur pengamatan.

n = Jumlah tahun pengamatan

W18’ = DD .DL .W18 ............................................................................... (3.12)

Wt18 = W18’ |{(1+g)t-1}/g| ...................................................................... (3.13)

Dengan:

W18’ = Kumulatif 18 Kips ESAL

DD = Faktor distribusi arah

DL = Faktor distribusi lajur

26

W18 = Lintas Ekivalen 18 Kips ESAL

g = Angka pertumbuhan lalulintas

Wt18 = Kumulatif pengulangan 18 Kips ESAL

Jumlah beban sumbu ekivalen 18 Kips ESAL menunjukkan jumlah beban untuk

semua lajur dan kedua arah. Untuk perencanaan, jumlah beban ini harus

didistribusikan menurut arah dan lajur rencana. Faktor distribusi arah biasanya 505

atau ditetapkan dengan cara lain, sedangkan faktor distribusi lajur dapat dilihat pada

Tabel 3.10 Berikut ini:

Tabel 3.10, Faktor Distribusi Lajur (DL)

Jumlah lajur ke-dua arah Persen Wt18 (18 Kips ESAL) pada lajur rencana

1 100

2 80 - 100

3 60 - 80

≥4 50 - 75

Sumber AASHTO 1986

c. Reliabilitas dan Simpangan Baku Keseluruhan

Reliabilitas adalah nilai probabilitas dari kemungkinan tingkat pelayanan

dapat dipertahankan selama masa pelayanan, dipandang dari pemakai jalan yang

merupakan nilai jaminan bahwa perkiraan beban lalu-lintas yang akan melintasi

jalan tersebut dapat terpenuhi. AASHTO memberikan tingkat reliabilitas seperti

tercantum dalam Tabel 3.11 berikut ini:

Tabel 3.11 Tingkat Reliabilitas (R).

Fungsi Jalan

Tingkat Keandalan (R) %

Urban Rural

Jalan Tol

Arteri

Kolektor

Lokal

85-99.9

80-99

80-95

50-80

80-99.9

75-95

75-95

50-80

Sumber AASHTO 1986

27

Simpangan baku normal akibat dari perkiraan beban lalu-lintas dan kondisi

perkerasan yang dianjurkan oleh AASHTO dapat dilihat pada Tabel 3.12 yang

dicantumkan berdasarkan nilai tingkat reliabilitas pada Tabel 3.11.

Tabel 3.12 Simpangan Baku Normal (ZR) Reliabilitas % Standar Normal Deviate

50 0.00

60 -0.256

70 -0.524

75 -0.574

80 -0.841

85 -1.037

90 -1.282

91 -1.34

92 -1.405

93 -1.476

94 -1.555

95 -1.645

96 -1.751

97 -1.881

98 -2.054

99 -2.327

99.9 -3.09

99.99 -3.75

Sumber: AASHTO 1986

Simpangan baku keseluruhan (So) akibat dari perkiraan beban lalu-lintas dan

kombinasi perkerasan yang diajukan oleh AASHTO adalah antara 0.35-0.45.

d. Kondisi Lingkungan

Kondisi lingkungan sangat mempengaruhi masa pelayanan jalan. Faktor

perubahan kadar air pada tanah berbutir halus memungkinkan tanah tersebut akan

mengalami pengembangan (Swelling) yang mengakibatkan kondisi daya dukung

tanah dasar menurun. Besarnya pengembangan dapat diperkirakan dari nilai plastis

tanah tersebut.

28

Pengaruh perubahan musim, perbedaan temperatur, kerusakan-kerusakan

akibat lelahnya bahan, sifat material yang dipergunakan, dapat pula mempengaruhi

umur rencana jalan. Berarti terdapat pengurangan nilai indeks permukaan jalan

akibat kondisi lingkungan saja. Khusus untuk tanah dasar, hal ini dapat

dikolerasikan dengan hasil penyelidikan tanah berupa boring, pemeriksaan

laboratorium terhadap sifat-sifat tanah dari contoh tanah yang diperoleh pada waktu

pemboran disepanjang jalan tersebut.

Besarnya indeks permukaan ditentukan dengan persamaan berikut:

IPswell= 0.00335 x Vr x Ps x (1-eΦt) .............................................................. (3.14)

Dimana,

IP swell= Perubahan indeks permukaan akibat penggambangan tanah dasar.

Vr = Besarnya potensi merembes keatas, dinyatakan dalam inch

PS = Probabilitas pengembangan, dinyatakan dalam persen

Φ = Tingkat pengembangan tetap

t = Jumlah tahun yang ditinjau, dihitung dari saat jalan tersebut dibuka untuk

umum

e. Kriteria Kinerja Jalan

Kinerja jalan yang diharapakan dinyatakan dalam nilai indeks permukaan

(IP) pada awal umur rencana (IPt)

Konsep yang digunakan AASHTO dalam menyatakan kekuatan dan

kerataan suatu permukaan jalan adalah berdasarkan kerusakan yang terjadi pada

ruas jalan, sehingga tingkat pelayanan jalan menurun. Angka yang menyatakan

tingkat kekuatan dan kerataan permukaan jalan selanjutnya disebut Nilai Indeks

permukaan (Present Servicebility Indeks/ PSI)

Jalan yang baru dibuka untuk melayani beban lalu-lintas, biasanya

mempunyai tingkat pelayanan tinggi. Lambat laun kondisi permukaan jalan akan

menurun akibat beban lalu-lintas berulang yang harus diterima lapis permukaan

jalan. Pengaruh lingkungan yang kurang baik, akan mempercepat penurunan

tersebut.

29

PSI yang diberikan AASHTO berkisar antara 0-5, yang ditentukan oleh jenis

lapis permukaan dan kelas jalan. Pada jalan yang baru dibuka untuk lalu-lintas,

IPo= 4.2, dalam waktu tertentu IPo= 4.2 tersebut akan mengalami penurunan

sampai mencapai indeks permukaan terminal (IPt) 2.5 atau 2.

f. Resilient Modulus Tanah Dasar (Mr)

Kekuatan daya dukung tanah pada suatu ruas jalan tidak tersebar secara

merata sepanjang jalan, sehingga diperlukan suatu penyeragaman. Nilai daya

dukung tanah ditetapkan berdasarkan nomogram korelasi terhadap berbagai cara

pengujian, seperti: CBR ”R-Value” dan Group Indeks. Untuk mendapatkan nilai

daya dukung tanah dengan menggunakan nomogram, masing-masing cara lansung

dikorelasikan pada skala yang menyatakan nilainya.

Penentuan ukuran elastisitas untuk tanah dasar dinyatakan dengan Resilient

Modulus tanah dasar (Mr) yang dapat diperoleh dari pemeriksaan AASHTO T.274

atau korelasi dengan nilai CBR dengan persamaan berikut.

Mr = 1500 x CBR (Psi)

Pemeriksaan Mr sebaiknya dilakukan selama 1 tahun penuh, sehingga dapat

dipoleh besarnya Mr sepanjang musim. Besarnya kerusakan relatif dari setiap

kondisi tanah dasar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

U= 1.18 x 108 x Mr-2.32 ............................................................................................................................... (3.15)

Dengan:

U = Kerusakan relatif, dan

Mr = Resilient modulus, dinyatakan dengan Psi

Resilient modulus untuk tanah dasar yang digunakan dalam perencanaan tebal lapis

perkerasan lentur adalah harga korelasi yang diperleh dari kerusakan relatif rerata.

g. Faktor Drainase

Sistem drainase jalan sangat mempengaruhi knerja jalan, termasuk tingkat

kecepatan pengeringan air yang jatuh atau terdapat pada struktur lapis keras

bersama beban lalu-lintas dan kondisi permukaan jalan.

30

AASHTO membagi kualitas drainase menjadi lima tingkat seperti yang

tercantum dalam Tabel 3.13 berikut ini:

Tabel 3.13 Kualitas drainase jalan

Kualitas drainase Waktu yang digunakan untuk mengeringkan air

Baik sekali

Baik

Cukup

Buruk

Buruk sekali

2 Jam

1 hari

1 Minggu

1 Bulan

Air tidak mungkin kering

Sumber: AASHTO 1986

Berdarkan kualitas drainase pada lokasi jalan tersebut dapat ditentukan

koefisien drainase (m) dari lapis keras lentur. AASHTO memberikan daftar

koefisien drainase seperti yang terdapat dalam Tabel 3.14 berikut ini.

Tabel 3.14 Koefisien drainase (m)

Kualitas

drainase

Persen waktu dalam keadaan lembab jenuh

<1 1-5 5-25 >25

Baik sekali

Baik

Cukup

Buruk

Buruk sekali

1.40-1.35

1.35-1.25

1.25-1.15

1.15-1.05

1.05-0.95

1.35-1.30

1.25-1.15

1.15-1.05

1.05-0.80

0.95-0.75

1.30-1.20

1.20-1.00

1.00-0.80

0.80-0.75

0.75-0.40

1.20

1.00

0.80

0.60

0.40

Sumber: AASHTO 1986

h. Penentuan Strucktural Number (SN)

Struktural Number (SN) disebut juga sebagai Indeks tebal perkerasan (ITP)

yang merupakan suatu besaran untuk penentuan tabal lapis keras lentur.

SN dipengaruhi oleh kekuatan bahan penyusun (a), untuk bahan perkerasan

dengan aspal, nilainya ditetapkan dengan Marshal Stability, bahan perkerasan

dengan semen atau kapur ditetapkan dengan Triaksial test (Kuat tekan) dan lapis

pondasi ditetapkan dengan nilai CBR (California Bearing Ratio). Besarnya nilai

31

koefisien kekuatan relatif masing-masing bahan dapat dilihat pada Tabel 3.15

berikut ini.

Tabel 3.15 Koefisien kekuatan relatif bahan AASHTO

Layer Pavement Component Coeficient

Surface

Course

Road Mix (Low Stability) 0.20

Plant Mix (High Stability) 0.44

Sand Asphalt 0.40

Base

Course

Sand Gravels 0.07

Crushed Stone 0.14

Cement Treated (no.Soil

Cement), Conpresive

Strenght@7 day

650 Psi or more (4.48 Mpa) 0.23

400 to 650 Psi (2.76-4.48 Mpa) 0.20

400 Psi or less (0.76 Mpa) 0.15

Bituminous treated

Coarse Graded 0.34

Sand Asphalt 0.30

Lime Treated 0.16-0.30

Sub Base

Course

Sand Gravel 0.05-0.10

Sand or Sandy Clay

Sumber: AASHTO 1986

Selain nilai kekuatan relative bahan yang disebut diatas, AASHTO

memberikan nomogram untuk menentukan nilai koefisien kekuatan relatif bahan

lapis keras. Nilai yang diperoleh dengan menggunakan nomogram tersebut,

mendekati sama dengan nilai dari hasil penelitian yang dilakukan AASHTO seperti

yang terdapat dalam Tabel 3.17 tersebut.

Koefisient kekuatan relatif bahan pondasi atas/ Granular base layer (a2),

dapat ditentukan selain dengan uji laboratorium dapat juga digunakan persamaan

berikut ini.

a2 = 0.249 x LogEBS – 0.977 ................................................................................................................... (3.16)

EBS = Modulus elastis / resilient modulus lapis pondasi atas.

Koefisient kekuatan relatif bahan pondasi atas/ Granular base layer (a3),

dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut.

32

a3 = 0.227 x LogESB – 0.839 ............................................................................. (3.17)

Dengan:

a3 = Koefisient kekuatan relatif lapis pondasi bawah, dan

ESB = Modulus elastis /resilient modulus lapis pondasi bawah

Penentuan SN untuk tahap pertama dalam perencanaan tebal lapis keras

lentur jalan adalah dengan mempergunakan nomogram AASHTO 1986.

i. Batas Minimum Tebal lapis Keras

AASHTO memberikan batas-batas minimum tebal lapis keras lentur seperti

yang dapat dilihat pada Tabel 3.16 berikut ini.

Tabel 3.16 Batas-batal minimum tebal lapis perkerasan lentur.

Traffic (ESAL)

(Kendaraan/ Tahun)

Asphalt Concrete

(Inchi)

Agregat Base

(Inchi)

1 2 3

<0.000 1.0 ”(Or Surface treatment) 4”

50.000-150.000 2.0” 4”

150.000-500.000 2.5” 4”

500.000-2.000.000 3.0” 6”

2.000.000-7.000.000 3.5” 6”

>7.000.000 4.0” 6”

Sumber: AASHTO 1986

j. Pemilihan Jenis Lapisan Lapis Keras

Pemilihan jenis lapisan keras yang akan digunakan adalah dengan

pengambilan asumsi besarnya koefisien relatif dan Modulus resilient dari setiap,

lapisan yang akan digunakan seperti dalam Gambar 3.2 berikut.

33

SN1 SN2 SN3

D1

D2

D3

Lapis tanah dasar (sub grade)

Gambar 3.2 Struktur lapis perkerasan lentur metode AASHTO 1986

Penentuan tebal lapisan keras lentur adalah dengan menggunakan

persamaan berikut ini:

D1≥SN1/a1 .................................................................................................(3.18)

SN1* + a1.D1* SN1 ..................................................................................... (3.19)

D2*≥ (SN2-SN1*)/(a2.m2) ...............................................................................(3.20)

SN1* + SN2*≥SN2........................................................................................... (3.21)

D3*≥(SN3* - (SN1* + SN2*))/(a3.m3) ............................................................. (3.22)

Dengan :

a = Koefisien kekuatan relatif bahan masing-masing lapisan

D = Tebal masing-masing lapisan

m = Koefisien drainase masing-masing lapisan, dan

D* dan SN* = Nilai yang sebenarnya digunakan dapat sama lebih besar dari nilai

yang diperlukan.

Lapis permukaan (surface course),a1

Lapis pondasi atas( base course),a2, m2

Lapis pondasi bawah (sub base course), a3, m3

34

BAB IV

METODE PENELITIAN

4.1. Metode Penelitian

Penelitian yang dilakukan meruapakan komparasi metode perhitungan

Lapisan perkerasan lentur jalan raya dengan menggunakan metode Bina Marga

1987 dan AASHTO 1986, analisis ini dengan mempertimbangkan metode bina

marga merupakan standar perencanaan lalu lintas lapis keras lentur di Indonesia

yang dalam dasar penentuannya menggunakan metode AASHTO.

4.2. Bahan dan Peralatan Penelitian

4.2.1. Bahan

a) Tanah

Tanah yang dipergunakan untuk penelitian adalah tanah yang berasal

dari daerah sekitar jalan kaliurang Km 12.

b) Air

Air yang digunakan berasal dari Laboratorim Mekanika Tanah Jurusan

Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Universitas Islam

Indonesia, Yogyakarta.

4.2.2. Peralatan

Peralatan yang di gunakan adalah semua alat yang terletak di

Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Sipil Dan Perencanaan Unversitas Islam Indonesia.

4.3. Jalannya Penelitian

Penelitian ini di lakukan dengan tahapan, sebagai berikut:

4.3.1. Pekerjaan Persiapan.

Dalam tahapan persiapan ini meliputi studi pendahuluan, konsultasi

dengan beberapa narasumber, pengajuan proposal dan mengurus perijinan

untuk kegiatan penelitian.

35

4.3.2. Pekerjaan Lapangan

Pekerjaan lapangan adalah pengambilan sampel tanah di lokasi,

pekerjaan lapangan dilakukan dalam beberapa tahap, pemilihan lokasi dan

pengambilan sampel tanah. Lokasi sampel dipilih berdasarkan letak dan

tujuannya, sedangkan pengambilan sampel tanah dilakukan untuk tanah

terganggu ( disturbed ).

4.3.3. Pekerjaan Laboratorium

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Jurusan

Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Islam

Indonesia. Beberapa pengujian yang akan dilakukan diantaranya:

a) Pengujian sifat fisik tanah

• Analisa saringan

• Kadar air tanah

• Berat jenis tanah

• Berat volume tanah

b) Pengujian sifat mekanik tanah

• Proktor Standar

• CBR (California Bearing Ratio)

4.3.4. Metode Analisis

Ada beberapa yang dilakukan pada metode analisis ini diantaranya :

a. Studi Pustaka

Studi pustaka diperlukan sebagai acuan analisis setelah subjek

ditentukan. Studi pustaka merupakan landasan teori bagi analisis yang

mengacu pada buku – buku, pendapat dan teori – teori yang

berhubungan dengan penelitian. Studi pustaka yang digunakan dalam

analisis ini dijelaskan pada bab tersendiri.

b. Metode Pengumpulan Data

Data merupakan faktor penting dalam menentukan dan memilih jenis

pekerjaan yang akan dipilih dalam suatu perencanaan pekerjaan jalan

raya. Pada penelitian ini, data diperoleh dari Dinas Pekerjaan Umum

Provinsi DIY.

36

Pada penelitian ini, penulis menggunakan data sekunder yang diperoleh

mengumpulkan data yang merujuk dari instansi terkait. Data sunder

yang digunakan dalam analisis diantaranya : Fungsi jalan, Volume

beban lalu lintas, Data curah hujan, dll.

4.4 Cara Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan sesuai dengan diagram alur seperti pada Gambar

4.1 berikut.

Gambar 4.1. Bagan alir penelitian

Pengumpulan buku referensi Pengambilan sample tanah dan pengumpulan data

Penelitian dilaboratorium

Klasifikasi Tanah Uji Sifat Fisik

Uji Sifat Mekanik Tanah - Uji Proktor standar - Uji CBR Laboratorium

Pembahasan

Selesai

Kesimpulan dan Saran

Mulai

Desain Bina Marga

Desain AASHTO

39

BAB V

ANALISIS DATA

Pada bab ini disajikan hasil uji laboratorium tanah dan Desain yang

direncanaakan untuk tebal perkerasan lentur dengan metode Bina Marga 1987 dan

AASHTO 1986 pada jalan Kaliurang Km.12 yang memiliki 2 lajur yang terbagi 2

arah tanpa dipisahkan dengan median (tipe 2/2 UD). Lebar total badan jalan

adalah ± 6,2 meter dan dilengkapi dengan bahu jalan disisi kanan dan kiri

masing-masing selebar ± 1 m.

5.1. Sifat-Sifat Tanah

5.1.1 Sifat Fisik Tanah

Dari hasil pemeriksaan bahan dasar di Laboratorium diperoleh suatu hasil

yang berkaitan dengan karakteristik tanah sebagai berikut: Warna coklat

kehitaman, berbentuk butiran.

a. Analisa Distribusi Saringan.

Tanah yang di ambil di jalan Kaliurang Km 12 pada kedalaman ± 1 meter

dibawah permukaan jalan sebanyak ± 20 Kg merupakan tanah yang berkerikil bila

diamati sepintas. Berdasarkan hasil pengujian di Laboratorium dengan analisis

granuler pada tanah tersebut di dapatkan data seperti pada Tabel 5.1 berikut ini:

Tabel 5.1. Analisis distribusi saringan

Sieve Diameter butiran % finer

No ( mm ) by mass

4 4.750 58.32

10 2.000 49.67

20 0.850 35.18

40 0.425 16.05

60 0.250 9.17

140 0.106 6.12

200 0.075 4.91

40

GRAIN SIZE ANALYSIS

ASTM D1140-54

Gambar 5.1. Analisis distribusi saringan.

Tabel 5.2. Persen butiran tanah

Finer # 200 4.91 % D10 (mm)

D30 (mm)

Gravel 41.68 % D60 (mm)

Sand 53.40 % Cu = D60/D10

Silt 4.91 % Cc = D30² / (D10xD60)

Dari Tabel 3.1. sistem klasifikasi Unified di dapatkan simbol

kelompoknya SP dan nama jenis, pasir gradasi buruk, pasir berkerikil dan sedikit

atau tidak mengandung butiran halus .

76.1

19.1 9.5

4.75 2

0.85

0.42

5

0.25

0.15

0.07

5 0.0010.010.1110100

Graind diameter, mm

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Perc

ent f

iner

---n

o.20

---n

o60

---n

o10

0

---n

o40

---n

o. 1

0

---n

o. 2

00

---n

o. 4

Sand

Medium Fine Coars Silt Gravel Clay

41

b. Pengujian Kadar air.

Dari pengujian kadar air di laboratorium, didapat kadar air seperti pada

Tabel 5.3.

Tabel 5.3. Kadar air tanah

1 No Pengujian 1

a b c

2 Berat Container (W1) (gram) 21.77 22.01 22

3 Berat Container + Tanah Basah (W2) (gram) 107.88 81.62 81.19

4 Berat Container + Tanah Kering (W3) (gram) 95.98 73.02 73.18

5 Berat Air (Wa) (gram) 11.9 8.6 8.01

6 Berat Tanah Kering (Wt) (gram) 74.21 51.01 51.18

7 Kadar Air (Wa/Wt) x 100% ( % ) 16.036 16.859 15.651

8 Kadar Air rata-rata (%) 16.182

c. Pengujian Berat Jenis Tanah.

Dari pengujian di Laboratorium didapat berat jenis tanah seperti pada

Tabel 5.4.

Tabel 5.4. Berat jenis tanah

1 No. Pengujian 1

a b

2 Berat Piknometer (W1) (gram) 16.67 16.55

3 Berat Piknometer + tanah kering (W2) (gram) 29.6 29.29

4 Berat piknometer + tanah basah (W3) (gram) 50.25 50.03

5 Berat piknometer + air (W4) (gram) 41.96 42.01

6 Temperatur (Co) 28 29

7 Berat Jenis Gs (Co) 2.65 2.69

8

Gs pada 27.5 oc = Gs (to).[Bj air ot/Bj air t

27.5] 2.690 2.830

9 Berat jenis rata-rata, Gs 2.76

42

d. Pengujian Volume Tanah.

Dari pengujian di Laboratorium didapat berat volume tanah seperti pada

Tabel 5.5.

Tabel 5.5. Berat volume tanah

1 No Pengujian 1 2

2 Diameter ring (d) (cm) 3.8 3.8 3 Tinggi cincin (t) (cm) 7.6 7.6 4 Volume ring (V) (cm³) 86.149 86.149 5 Berat ring (W1) (gram) 135.65 135.65 6 Berat ring + tanah basah (W2) (gram) 275.65 270.7 7 Berat tanah basah (W2-W1) (gram) 140 135.05 8 Berat volume tanah (γ) (gr/cm³) 1.625 1.568

9 Berat volume rata-rata (gr/cm³) 1.596

5.1.2. Sifat – Sifat Mekanik Tanah

a. Uji Kepadatan Tanah ( Uji Proktor Standar ).

Uji proktor dilakukan untuk mencari kadar air optimum yang menjadi

acuan kepadatan tanah maksimum. Untuk menghitungnya digunakan rumus:

γb = VW

Keterangan :

W = Berat tanah yang dipadatkan pada cetakan

V = Volume cetakan ( cm ³ )

Pada setiap percobaan besarnya kadar air dalam tanah yang dipadatkan dapat

ditentukan dilaboratorium. Bila kadar air diketahui, maka berat volume kering

(γd ) dari tanah tersebut dapat dihitung dengan persamaan :

γ d = w

b+1γ

Keterangan

w ( % ) = persentase kadar air

Harga γd dari persamaan diatas tersebut dapat digambarkan terhadap kadar

air dengan γd sebagai ordinat dan kadar air sebagai absis. Dengan demikian titik

43

puncak dan grafik nerupakan kadar air optimum dan berat volume kering

maksimum, hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 5.6 berikut.

Tabel 5.6. Hasil Uji Proktor Standar

No pengujian 1 2 3 4 5

Volume silinder ( cm ³ ) 939,70 939,70 939,70 939,70 939,70

Berat tanah basah ( gram ) 2000 2000 2000 2000 2000

Kadar Air mula – mula ( % ) 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94

Penambahan air ( % ) 7 10 13 16 19

Penambahan air ( ml ) 140 200 260 320 380

Berat silinder + tanah padat ( gram ) 35

49

3538

3657

3610

3740

3715

3730

3760

3705

3710

Berat Slinder + tanah rata-rata 3543,5 3633,5 3727,5 3745 3707,5

Berat tanah padat ( gram ) 1813,5 1903,5 1997,5 2015 1977,5

Berat volume tanah 1,942 2,038 2,139 2,157 2,117

Kadar air ( % ) 7,66 10,32 13,80 15,81 18,86

Berat volume tanah kering ( gram/cm³) 1,804 1,847 1,879 1,863 1,781

Contoh hitungan

γb = VW

γb = 396,9335.1813

cmgram = 1,942 gr/cm³

γ d = w

b+1γ

γ d = 0766.01

/1,942 3

+cmgr = 1,804 gr/cm³

44

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2

1 4 7 10 13 16 19

Kadar air, w (%)

Ber

at V

olum

e K

erin

g, γk

(gr/c

m3 )

ZAV

Gambar. 5.2. Hasil uji kepadatan tanah ( Uji proktor standar )

Dari Gambar 5.2. didapatkan berat volume kering maksimum ( γd maks ) adalah

sebesar 1,88 gr/cm³ dan kadar air optimum sebesar 13,51 %.

b Uji CBR ( California Bearing Ratio )

Harga CBR ( California Bearing Ratio ) adalah nilai yang menyatakan

kualitas tanah dibandingkan dengan bahan standar berupa batu pecah yang

mempunyai nilai CBR 100 % dalam memikul beban lalu lintas.( Djatmiko

Soedarmo, 1993 ).

Pada percobaan ini dikehendaki nilai CBR pada berat volume kering

tertentu, dicari dengan mengunakan grafik hubungan antara nilai CBR berat

volume kering, dan CBR dengan kadar air optimum dari pangujian proktor

standar. Untuk menentukan nilai CBR rencana maka dipakai cara AASHTO T –

193.

Setelah dilakukan pengujian CBR di laboratorium didapat nilai CBR pada

penetrasi 0,2” lebih besar, kemudian dilakukan pengujian kembali untuk sampel

45

yang berbeda tetap didapatkan penetrasi 0,2” lebih besar hingga dilakukan tiga

kali pengujian dan didapat CBR 0,2” lebih besar.

Tabel 5.7 Nilai CBR yang digunakan

No Percobaan Nilai CBR 0,1”

( % )

Nilai CBR 0,2”

( % )

Nilai CBR

Yang digunakan

1 Tanah asli ( 5 kg ) 27 38 38

2 Tanah asli ( 5 kg ) 32 40 40

3 Tanah asli ( 5 kg ) 28 37 37

Rata-rata 38

Perhitungan harga CBR terkoreksi yang digunakan dapat dilihat pada

Tabel 5.7, nilai CBR yang digunakan untuk perhitungan tebal perkerasan lentur

jalan Kaliurang adalah 38 %.

46

5.2. Analisis Perhitungan Perkerasan Lentur

Dengan Metode Bina Marga 1987

5.2.1. Kondisi Lapis Keras.

Kondisi lapis keras ruas jalan yang dianalisis adalah sebagai berikut :

a. Tipe jalan : Arteri

b. Jenis lapis keras : Lapis keras lentur ( Flexible Pavement )

c. Jumlah jalur : 2 arah

d. Jumlah lajur : 2 buah

e. Lebar jalur : 6,2 m

f. Lebar bahu jalan : 1 m

g. Kondisi medan : Lurus dan datar

h. Kelandaian jalan : < 6%

i. Nilai CBR tanah dasar : 38 %

5.2.2. Beban Lalu Lintas Primer.

Berbagai model angkutan yang mempunyai karakteristik berlainan,

berbaur milintasi ruas jalan. Moda angkutan tersebut terdiri dari :

a. Sepeda motor, baik yang beroda dua maupun tiga, dengan berbagai merek

dan jenisnya.

b. Kendaraan ringan seperti : kendaraan pribadi ( sedan , jeep, mini bus ,

stasion wagon ), mobil angkutan penumpang ( taksi, mikro bus ) dan

kendaraan angkutan barang ( pick up, mikro truk, dan colt box )

c. Kendaraan berat yang didominasi oleh truk dan bus, seperti: bus mini, bus

pariwisata, truk 2 as, dan truk 3 as.

5.2.3. Volume Beban Lalu Lintas Sekunder.

Data lalu lintas dalam analisis ini di peroleh dari Dinas Pekerjaan Umum,

Direktorat Bina Marga Propinsi DIY

47

5.2.4. Pertumbuhan Lalu Lintas

Pertumbuhan lalu lintas dalam analisis ini dimaksudkan untuk menentukan

angka pertumbuhan kendaraan ( i ) yang dapat dijadikan dasar untuk memprediksi

arus beban lalu lintas yang akan datang, untuk menghitung angka pertumbuhan

tersebut digunakan rumus bunga berganda / bunga majemuk ( Harahap dan

Negoro, 1989.

b = nia )1( +

i = ( ) %1001/1

xab n ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −

dengan :

b = Volume lalu lintas tahun ke n

a = Volume lalu lintas tahun a

i = Tingkat pertumbuhan lalu lintas ( % per tahun )

n = Jumlah tahun

Tabel 5.8. Data Lalulintas Harian Rata-rata. (Kend/Hari)

Golongan

Kendaraan

Yogyakarta -Kaliurang

Tahun 2004 Tahun 2007

2 10136 12279

3 2168 1040

4 2059 1880

5a 11 123

5b 24 24

6a 337 538

6b 0 0

7a 15 17

7b 5 2

7c 1 1

Total 14756 15904

48

Tabel 5.9. Angka pertumbuhan lalulintas.

Golongan n 2004 E Maks

ESAL (a) 2007 E

Maks ESAL

(b) i= [ (b/a )^1/n - 1 ]

x 100 % Kendaraan 2 3 10136 0,0004 4,054 12279 0,0004 4,911 6,60 3 3 2168 0,0004 0,867 1040 0,0004 0,416 -21,72 4 3 2059 0,0004 0,823 1880 0,0004 0,752 -2,99 5a 3 11 0,3006 3,306 123 0,3006 36,97 123,62 5b 3 24 0,3006 7,2144 24 0,3006 7,214 0,00 6a 3 337 0,2174 73,26 538 0,2174 116,96 16,87 6b 3 0 5,0264 0 0 5,0264 0 0,00 7a 3 15 2,7416 41,124 17 2,7416 46,607 4,26 7b 3 5 4,9283 24,641 2 4,9283 9,856 -26,32 7c 3 1 6,1179 6,117 1 6,1179 6,117 0,00

Persen pertumbuhan lalulintas 10,03

5.2.5. Prediksi Beban Lalu Lintas.

Prediksi beban lalu lintas di tentukan berdasarkan volume beban lalu lintas

maksimum pada ruas jalan, dengan pertumbuhan lalu lintas ( i ) awal umur

rencana ( Tabel 5.8 ) serta pertumbuhan lalu lintas ( i ) selama umur rencana

adalah sebesar 10,3 %

5.2.6. Angka Ekivalen ( E ) Beban Sumbu Kendaraan.

Angka Ekivalen ( E ) beban sumbu kendaraan dan konfigurasi beban

sumbu ditentukan berdasarkan lampiran.

5.2.7. Koefisien Distribusi Kendaraan.

Ruas jalan Kaliurang merupakan 2 jalur, 2 lajur. Berdasarkan Tabel 3.3

dapat ditentukan nilai koefisien distribusi kendaraan ( C ) berikut ini :

a. Kendaraan ringan dengan berat total < 5 ton, nilai C = 0,5

b. Kendaraan ringan dengan berat total ≥ 5 ton, nilai C = 0,5

49

5.2.8. Faktor Regional.

Tabel 5.10. Data curah hujan Sleman

No Bulan Data hujan (mm)

2003 2004 2005

1 Januari 63 65 58

2 Februari 150 95 180

3 Maret 85 96 29

4 April 20 12 62

5 Mei 78 85 0

6 Juni 8 8 57

7 Juli 0 21 35

8 Agustus 0 0 0

9 September 0 0 10

10 Oktober 15 30 31

11 November 36 43 42

12 Desember 50 78 60

Jumlah rata-rata 534

Sumber badan Meteorologi Stasiun Pakem, Sleman.

a. Menurut data curah hujan dan jumlah hujan di Kabupaten Sleman yang

diperoleh dari Badan stasiun pengamatan hujan Pakem, Sleman seperti

pada Tabel 5.10, memiliki curah hujan 534 mm/tahun ( Tabel 3.5 ) < 900

mm/ tahun maka termasuk iklim I.

b. Kelandaian jalan < 6 %, termasuk kelandaian I (Bidang Bina Marga,

KimPrasWil, DIY)

Km 9+250 s/d 14+200 = 6

11,3%16,2%20,2%77,1%99,1%13,2 +++++ =2,23

c. Berdasarkan LHR untuk kendaraan berat:

=15904

121753824123 +++++ = 44,32%

50

d. Berdasarkan Tabel 3.6. dipeoleh nilai FR = 1,0 – 1,5; dipakai 1,5.

5.2.9. Analisis Komponen Lapis Keras Lentur Tahun 2008

Dalam analisis ini, tahun 2008 merupakan awal umur rencana ( tahun

pertama operasional jalan ), umur rencana jalan di tetapkan selama 10 tahun.

Analisis dilaksanakan melalui tahapan – tahapan sebagai berikut.

a. Lintas Ekivalen Permulaan ( LEP2008 )

Lintas Ekivalen Permulaan ( LEP2008 ) ditentukan dengan persamaan 3.5

dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5.11. berikut ini.

Tabel 5.11. Lintas Ekivalen Permulaan ( LEP ) Analisa tahun 2008

Golongan

LHR C E LEP = Σ LHR . C . E

Kendaraan ( 8,16 ton beban sumbu tunggal )

2 13511 0.5 0.0004 2.70 3 1144 0.5 0.0004 0.23 4 2069 0.5 0.0004 0.41 5a 135 0.5 0.3006 20.34 5b 26 0.5 0.3006 3.97 6a 592 0.5 0.2174 64.35 6b 0 0.5 5.0264 0.00 7a 19 0.5 2.7416 25.64 7b 2 0.5 4.9283 5.42 7c 1 0.5 6.1179 3.37

Total LEP 2008 126

b. Lintas Ekivalen Akhir ( LEA 2018 )

Lintas Ekivalen Akhir ( LEA 2018 ) hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5.12.

Tabel 5.12. Lintas Ekivalen Akhir ( LEA ) Analisis Tahun 2018

Golongan LHR. ( 1 + I ) ^

UR C E LEA = Σ LHR ( 1 + I ) ^ UR. C . E

Kendaraan ( 8,16 ton beban sumbu tunggal )

2 35139 0.5 0.0004 7.03 3 2976 0.5 0.0004 0.60 4 5380 0.5 0.0004 1.08 5a 352 0.5 0.3006 52.90 5b 69 0.5 0.3006 10.32 6a 1540 0.5 0.2174 167.35

51

6b 0 0.5 5.0264 0.00 Lanjutan Tabel 5.12. Lintas Ekivalen Akhir ( LEA ) Analisis Tahun 2018

7a 49 0.5 2.7416 66.69 7b 6 0.5 4.9283 14.10 7c 3 0.5 6.1179 8.75

Total LEA 2018 329

c. Lintas Ekivalen Tengah ( LET10 )

Lintas Ekivalen Tengah ( LET10 ) dihitung dengan mengunakan

persamaan 3.7 dengan perhitungan sebagai berikut:

LET 10 = ( LEP 2008 + LEA 2018 ) / 2

= ( 126 + 329 ) / 2

= 229 smp/hari/1 arah ( 8,16 ton beban sumbu tunggal )

d. Lintas Ekivalen Rencana ( LER10 )

Lintas Ekivalen Rencana ( LER10) ditentukan dengan persamaan 3.8 dan

persamaan 3.10 dengan perhitungan berikut ini :

LER 10 = LET 10 x FP ( persamaan 3.8 )

= LET 10 x ( UR / 10 ) ( persamaan 3.8 )

= 229 x ( 10 / 10 )

= 229 smp/hari/1 arah ( 8,16 ton beban sumbu tunggal )

e. Analisis Tebal Komponen

Analisis tebal komponen lapis keras lentur untuk tahun 2008 dilakukan

sebagai berikut :

1. Untuk melakukan perencanaan tebal perkerasan diambil asumsi material

penyusun lapisan sebagai berikut:

a. Lapis permukaan berupa material laston ( AC ), koefisien relatif a1 = 0.4

b. Lapis pondasi atas berupa agregat kelas A dengan koefisien relatif a2 =

0,14 dan ketebalannya D2 = 15 cm.

52

2. Data Pendukung.

1. LER 10 = 229 smp/hari/1 arah

2. FR = 1,5 ( Tabel 3.5 )

3. IPt = 2,0 – 2,5 ( Tabel 3.6 ) dalam analisis ini digunakan IPt = 2,5

4. Ipo = ≥ 4 ( Tabel 3.7 ).

f. Penentuan Tebal Komponen.

1. Penentuan tebal lapisan permukaan.

a. Data perencanaan

CBR = 100 % (CBR pondasi atas)

DDT1 = 10,2

ITP1 = 3,8

b. Perhitungan

ITP1 = a1 . D1

3,8 = 0,4 . D1

D1 = 4,08,3 = 9,5 cm ~ 10 cm

2. Penentuan tebal lapisan pondasi atas

a. Data perencanaan

CBR = 38 % (CBR pondasi bawah)

DDT2 = 8,5

ITP2 = 4,9

b. Perhitungan

ITP2 = a1 . D1 + a2 . D2

4,9 = 0,4 . 10 + 0,14 . D2

D2 = 14,0

49,4 − = 6,42 cm ~ 15 cm ( Tebal minimum )

53

ITP = 3,8

ITP = 4,5

Lapisan tanah dasar

Gambar 5.3. Tebal lapis lentur 2008

Lapis permukaan a1= 0,4

Lapis pondasi atas a2 = 0,14

D1= 10 cm

D2 = 15 cm

54

5.3. Analisis Perhitungan Perkerasan Lentur Dengan Metode AASHTO 1986

Analisis tebal lapis keras lentur ruas jalan Kaliurang dengan metode

AASHTO dilakukan dengan tahapan sebagai berikut ini.

5.3.1 Data Perhitungan

Data perhitungan yang digunakan dalam analisis ini adalah:

a. Lalulintas Harian Rata-rata LHR

LHR yang digunakan adalah LHR yang dalam istilah metode ini disebut

Avarage Daily Traffic (ADT) seperti yang tersaji pada Tabel 5.13 berikut ini:

Tabel 5.13 Data LHR/ ADT Analisis dengan metode AASHTO 1986.

Golongan

Kendaraan

Type

Sumbu

Berat

(Ton)

Jumlah pada

tahun 2007 (kend)

Jumlah ADT pada

Tahun 2018 (kend)

2 1.1 2 12279 24548

3 1.1 2 1040 2079

4 1.1 2 1880 3758

5a 1.2 9 123 246

5b 1.2 9 24 48

6a 1.2L 8,3 538 1076

6b 1.2H 18,2 0 0

7a 1.22 25 17 34

7b 1.2+2.2 31,4 2 4

7c 1.2-2 26,2 1 2

Total "Avarage Daily Traffic" 31795

55

b. Data Pendukung

Data pendukung dalam analisis ini adalah:

a. Umur rencana : 10 Tahun,

b. Pertumbuhan lalulintas : 10,03 %

c. Klasifikasi jalan : Arteri

d. Fungsi jalan : Urban

d. asumsi awal : 1. SN = 3

2. Pt = 2,0 dan

3. IPo = 4,2

c. Nilai LEF (Load Equivalent Factor)

LEF Merupakan angka ekivalen beban sumbu kendaraan yang

menunjukkan jumlah lintasan dari sumbu tunggal sebesar 18000 Lbs (18 Kips)

dapat menyebabkan kerusakan sama atau penurunan Indeks permukaan yang

sama jika kendaraan melintas satu kali

1. Golongan kendaraan 2–4

Berat total kendaraan adalah 2 ton, dengan distribusi beban kendaraan

50% - 50%. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut:

a. As depan tunggal = 2 ton . 50 % = 1 ton =2,205 Kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,000384

b. As belakang tunggal = 2 ton . 50 % = 1 ton =2,205Kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,000384

Total nilai LEF = 0,000384+ 0,000384 =0,000768

2. Golongan kendaraan 5a - 5b

Berat total kendaraan adalah 9 ton, dengan distribusi beban kendaraan

34 % - 66 %. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut:

a. As depan tunggal = 9 ton . 34 % = 3,06 ton =6,75 Kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,565

b. As belakang ganda = 9 ton . 66 % = 5,94 ton =13,10Kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,278

56

Total nilai LEF = 0,565+ 0,278 = 0,843

3. Golongan kendaraan 6a

Berat total kendaraan adalah 8,3 ton, dengan distribusi beban kendaraan

34 % - 66 %. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut:

a. As depan tunggal = 8,3 ton . 34 % = 2,82 ton =6,22 Kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,137

b. As belakang ganda = 8,3 ton . 66 % = 5,48 ton =12,08Kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,1964

Total nilai LEF = 0,137+ 0,1964 = 0,3334

4. Golongan kendaraan 6b

Berat total kendaraan adalah 18,2 ton, dengan distribusi beban kendaraan

34 % - 66 %. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut:

a. As depan tunggal = 18,2 ton . 34 % = 6,19 ton =13,64Kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,3208

b. As belakang ganda = 18,2 ton . 66 % =12,01 ton=26,48Kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,39

Total nilai LEF = 0,3208+ 0,39 = 0,7108

5. Golongan kendaraan 7a

Berat total kendaraan adalah 25 ton, dengan distribusi beban kendaraan

25 % - 75 %. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut:

a. As depan tunggal = 25 ton . 25 % = 6,25 ton =13,78Kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,3310

b. As belakang ganda = 25 ton . 75 % =18,75 ton=41,34Kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 2,47

Total nilai LEF = 0,3310+ 2,47 = 2,801

6. Golongan kendaraan 7b

Berat total kendaraan adalah 31,4 ton, dengan distribusi beban kendaraan

17 % - 35 % - 24 % - 24 %. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut:

a. As depan tunggal = 31,4 . 17 % = 5,33 ton =11,75kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,1775

b. As belakang ganda = 31,4 . 35 % =10,99ton =24,23kips

57

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,271

c. As gandeng depan ganda = 31,4 . 24 % = 7,53ton =16,61kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,059

d. As gandeng belakang ganda = 31,4 . 24 % = 7,53ton =16,61kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,059

Total nilai LEF = 0,1775+0,271+0,059+0,059 = 0,566

6. Golongan kendaraan 7c

Berat total kendaraan adalah 26,2 ton, dengan distribusi beban kendaraan

18 % - 41 % - 41 %. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut:

a. As depan tunggal = 26,2 . 18 % = 4,72 ton =10,41kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,1105

b. As belakang ganda = 26,2 . 41 % =10,74ton =23,68kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,248

c. As gandeng belakang ganda = 26,2 . 41 % =10,74ton =23,68kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF = 0,248

Total nilai LEF = 0,1105 + 0,248+ 0,248 = 0,6065

d. Ekivalen 18 Kips ESAL

Perhitungan 18 Kips ESAL berada pada Tabel 5.14 berikut ini:

Tabel 5.14. Jumlah kendaraan 18 Kips ESAL

Golongan TGF ADT tahun 1 18 Kips ESAL LEF

Perencanaan

Kendaraan 18 Kips ESAL

2 16.01 13511 216304 0.0004 87

3 16.01 1144 18320 0.0004 7

4 16.01 2069 33118 0.0004 13

5a 16.01 135 2167 0.3006 651

5b 16.01 26 423 0.3006 127

6a 16.01 592 9477 0.2174 2060

6b 16.01 0 0 5.0264 0

7a 16.01 19 299 2.7416 821

7b 16.01 2 35 4.9283 174

7c 16.01 1 18 6.1179 108

58

Total 18 Kips ESAL 4048

Berdasarkan Tabel 5.14 , pengulangan kumulatif 18 Kips ESAL pada lajur

rencana diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut ini:

Wt18’ = DD . DL . W18

Sehingga,

DD = 100 %

DL = 80 % - 100 %, dipakai 100%

W18 = 4080

Wt18’ = 1 . 1 . 4080 = 0,004 , 106 (Kips ESAL)

Penentuan pengulangan beban diperoleh dengan perhitungan Tabel 5.15 berikut:

Tabel 5.15, Prediksi kumulatif 18 Kips ESAL terhadap waktu.

Tahun t Wt18 2007 0 02008 1 4080 2009 2 8160 2010 3 12240 2011 4 16320 2012 5 20400 2013 6 24480 2014 7 28560 2015 8 32640 2016 9 36720 2017 10 40800 2018 11 44880 2019 12 48960

e. Penentuan SN Maksimum

Penentuan SN maksimum selama periode analisis dilakukan dengan

langkah-langkah sebagai berikut.

a. R (tingkat reliabilitas ) = 80 % - 99 % dalam hal ini digunakan

nilai R sebesar 99 %. (Tabel 3.12)

b. ZR ( simpangan baku normal ), untuk R 99 % digunakan Zr =

59

-2,327 (Tabel 3.12)

c. So (simpangan baku keseluruhan) sebesar 0,35 – 0,45 maka So

diambil (0,44).

d. Mr (modulus resilien tanah dasar) sebesar 1500 . CBR, maka:

Mr = 1500 . 38 = 57.000 Psi

e. PSI (nilai indeks permukaan) sebesar Ipo – IPt, maka PSI =

4.2 – 2.0 =2.2

f. Berdasarkan tebel 5.14 diperoleh Wt18 = 0,04488x 106 (18 Kips

ESAL). Penentuan SN maksimum dilakukan dengan menggunakan

persamaan 3.10, didapat SN = 1,25

f. Data Komponen Lapis Keras Lentur

Asumsi komponen lapis keras lentur ruas jalan Kaliurang km. 12 adalah

sebagai berikut:

1. Lapis permukaan (Suface course)

a. Material Laston AC (Asphalt Concrete/ Hight Stability).

1. Koefisien kekuatan relatif (aAC) = 0,44

2. Tebal lapisan (DAC) = 3 cm

b. Material Laston ATB (Asphalt Concret/ Low Stability).

1. Koefisien kekuatan relatif (aAC) = 0,20

2. Tebal lapisan (DATB) = 5 cm

c. Lapisan Laston AC dan ATB dijadikan satu lapis dengan

penjabaran sebagai berikut:

AC (aAC = 0,44 DAC = 3 cm)

SN a1 .D1 .SN1

ATB (aATB = 0,2 DATB = 5 cm)

Gambar 5.4. Lapis Laston AC dan ATB

SN = aAC . DAC + aATB . DATB SN1 = a1 . D1

SN = SN1, maka aAC . DAC + aATB . DATB = a1 . D1

a1 = (aAC . DAC + aATB . DATB)/ D1

a1 = (0,44 . 3 +0,2 . 5)/8

60

= 0,29 ~ 0,3

Sehingga:

1. Material yang digunakan adalah laston /Asphalt Concrete.

2. Tebal lapisan (D1) = 8 cm

2. Lapis pondasi atas (Base course)

a. Material agregat kelas A (Crushed Stone)

b. Koefisien kekuatan relatif bahan 0,14

c. Tebal lapisan D2 =20 cm

d. Koefisien drainase (m2)

1. Kualitas drainase cukup

2. Tingkat kelembapan 25 %

3. Berdasarkan Tabel 3.14 diperoleh m2 = 0,8

e. Modulus reilien bahan ditentukan sebagai berikut:

a2 =(0,249 . Log EBS) -0,977

EBS = Mr =30619,634 ~ 30.000 Psi

3. Lapis pondasi bawah (Sub Base course)

a. Material agregat kelas B (Sand Gravel)

b. Koefisien kekuatan relatif bahan 0,12

c. Tebal lapisan D2 =20 cm

d. Koefisien drainase (m3)

1. Kualitas drainase cukup

2. Tingkat kelembapan 25 %

3. Berdasarkan Tabel 3.14 diperoleh m2 = 0,8

e. Modulus reilien bahan ditentukan sebagai berikut:

a2 =(0,227 . Log EBS) -0,839

EBS = Mr =16775,27 ~ 16.000 Psi

4. Lapis Tanah Dasar (Sub Grade)

a. Material tanah pasir berkerikil padat

b. Modulus resilient tanah dasar (Mr) sebesar 57.000 Psi

61

g. Analisis Tebal Lapis Keras Lentur 2008

Dalam hal ini, tahun 2008 merupakan tahun pertama operasional jalan

dengan tahapan analisis sebagai berikut:

1. Lapis permukaan (Surface course)

a. Berdasarkan langkah-langkah sebelumnya ditentukan data-data

perencanaan sebagai berikut:

1) Material Laston

2) Koefisien kekuatan relatif bahan (a1) = 0,3

3) Tingkat reliabilitas (R) = 99 %

4) Simpangan baku normal (ZR) = -2,327

5) Simpangan baku keseluruhan = 0,44

6) Nilai Indeks permukaan = 2,2

7) Kumulatif 18 Kips ESAL = 0,004 x 106

8) Modulus resilien yang digunakan adalah Mr Base Course

sebesar 57.000 Psi.

Dengan menggunakan persamaan 3.10 didapat nilai:

SN1 = 0,85

D1 = SN1/a1

= 0,85/ 0,3 = 2,83” = 7,19 cm ~ 8 cm

2. Lapis Pondasi Atas (Base course)

a. Data perencanaan sama dengan penentuan tebal lapis permukaan

kecuali:

1. Material agregat kelas A (Crushed Stone)

2. Koefisien kekuatan relatif bahan 0,14

3. Koefisien drainase (m2) = 0,8

4. Modulus resilien (Mr) yang digunakan adalah 16.000 Psi

Berdasarkan data perencanaan yang telah ada, maka dengan

menggunakan persamaan 3.10 didapat SN2 = 1,15 sehingga:

D2 = (SN2 – SN1 )/(a2 . m2)

= (1,15 – 0,85)/(0,14 . 0,8) = 2.67”

62

tebal minimum 4” ~10,16 ~ 11cm

SN1 + SN2 = a1 . D1 + a2 . D2 . m2

= 0,3 . 2,83 + 0,14 . 2,67 . 0,8

= 1,15 ≥SN2

3. Lapis Pondasi Bawah (Sub Base course)

a. Data perencanaan sama dengan pada penentuan tebal lapis

permukaan kecuali:

1. Material Agregat kelas B (Sand Gravel)

2. Koefisien kekuatan relatif bahan (a) = 0,12

3. Koefisien drainase (m3) = 0,8

4. Modulus resilien yang digunakan adalah Mr Sub Grade

sebesar 57.000 Psi.

dengan menggunakan persamaan 3.10 didapat SN3 = 0,58

D3 = SN3 – (SN1 + SN2)/(a3 . m3)

= 0,58 – 2 /(0,12 . 0,8)

= -11,97 ” ~ 0 “

( Lapisan pondasi bawah tidak dibutuhkan ).

Lapisan tanah dasar

Gambar 5.5. Tebal perkerasan jalan, metode AASHTO 1986

Lapis permukaan a1= 0,4

Lapis pondasi atas a2 = 0,14

D1= 8 cm

D2 = 11 cm

63

BAB VI

PEMBAHASAN

6.1 Pengujian Tanah

Dari sistem klasifikasi Unified tanah yang diambil dari jalan Kaliurang

Km.12 menunjukkan bahwa tanah berbutir kasar, hanya 4,91 % lolos saringan

no. 200, 53,40 % pasir dan 41,68 % kerikil ( lihat Tabel 5.1 ). Tanah tersebut

termasuk pasir berkerikil karena nilai persen pasir > dari 50 %, jenis pasir dan

kerikilnya bergantung pada nilai Cu dan Cc nya dari distribusi butiran, diperoleh

D60 = 4,816 mm , D30 = 0,7044 mm ,

D10 = 0,2665 mm .

Koefisien keseragaman

Cu = D60 / D10 = 4,816 / 0,2665 = 18,07 > 6

Cc = ( D30 )²/ ( D10x D60 ) = 0,7044 ² / (0,2665 x 4,816) = 0,386 < 1

Dari Tabel 3.2 dapat dilihat nilai Cu > 6 termasuk jenis tanah pasir gradasi baik,

pasir berkerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus (SW). Tapi pada

nilai Cc berada pada angka < dari antara 1 dan 3 sehingga tanah ini tidak

memenuhi salah satu kriteria untuk tanah SW, jadi tanah ini digolongkan pada

pasir gradasi buruk, pasir kerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus

(SP).

Dari pengujian CBR ( California Bearing Ratio ) yang dilakukan di

laboratorium mekanika tanah FTSP UII dapat dijelaskan sebagai berikut.

Nilai CBR yang didapat dengan penambahan kadar air optimum setelah dilakukan

koreksi, terlihat bahwa nilai CBR pada penetrasi 0,2” lebih besar dari 0,1” setelah

dilakukan beberapa pengujian ulang sehingga nilai CBR yang dipakai adalah nilai

penetrasi 0,2” yaitu 38 %.

6.2 Analisis Tebal Perkerasan Jalan

64

Keadaan lalulintas jalan Kaliurang pada tahun 2004 melonjak tajam pada

tahun 2007 dengan pertumbuhan 10,03 % pertahun. Evaluasi tebal lapis keras

pada ruas jalan Kaliurang Km.12 dilakukan dengan menggunakan dua metode,

yaitu metode Bina Marga 1987 dan metode AASHTO 1986 ( AASHTO, Guide

For Design Of Pavement Strucktur, 1986)

Berdasarkan analisis yang yang dilakukan, didapatkan hasil akhir yang

berbeda untuk material penyusun yang sama, perbedaan hasil tersebut ditunjukkan

pada Tabel 6.1 berikut ini:

Tabel 6.1. Perbedaan susunan tebal perkerasan lentur jalan.

No Lapisan

Tebal susunan perkerasan (cm)

Bina

Marga

AASHTO Kondisi

lapangan

1 Lapis permukaan 10 8 AC + lapen 16

2 Pondasi atas 15 11 Agregat 15

Total tebal lapisan 25 19 31

Dari Tabel 6.1 tersebut ditunjukkan bahwa secara keseluruhan dengan

menggunakan metode Bina Marga, tebal perkerasan yang dihasilkan lebih besar

jika dibadingkan dengan metode AASHTO.

Adanya perbedaan susunan tebal perkerasan lentur jalan tersebut terjadi

karena penggunaan asumsi, parameter dan prosedur perencanaan yang berbeda

untuk tiap metode. Perbedaan parameter yang digunakan dapat dilihat pada Tabel

6.2 berikut.

65

Tabel 6.2 Perbedaan parameter perencanaan metode Bina Marga 1987 dan

AASHTO 1986.

Uraian Metode Bina Marga Metode AASHTO

Daya dukung tanah Koreksi dengan nilai CBR Dinyatakan dengan

Modulus Resilient (Mr)

Lintas ekivalen Berdasarkan LEP, LEA,

LET, LER

Dinyatakan berdasarkan

persamaan 3.10

Faktor regional Digunakan menyatakan

keadaan lokasi

Diganti dengan parameter

baru

Parameter baru Tidak digunakan

Reliabilitas, Simpangan

baku, dan koefisien

drainase

Penentuan tebal

perkerasan ITP= a1D1 + a2D2 + a3D3 SN=a1D1+a2D2m2 +a3D3M3

66

BAB VII

KESIMPULAN DAN SARAN 7.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut.

1. Tanah yang berasal dari jalan Kaliurang adalah tanah pasir gradasi buruk,

pasir kerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus.

2. Nilai CBR maksimum dengan penambahan air yang didapat dari

pengujian di Laboratorium mekanika tanah FTSP UII untuk jalan

Kaliurang adalah 38 % .

3. Nilai tebal perkerasan jalan dengan perhitungan metode Bina Marga lebih

besar dari pada menggunakan metode AASHTO seperti pada Tabel 6.1

4. Tebal perkerasan dilapangan lebih besar dibandingkan dengan hasil

perhitungan Metode Bina Marga pada Tugas Akhir ini, sehingga struktur

yang ada sekarang akan mampu mendukung beban lalulintas hingga tahun

2018.

7.2. SARAN

Dari beberapa analisis dan kesimpulan diatas, maka penyusun memberikan

beberapa saran – saran sebagai berikut.

1. Variabel penambahan faktor air sebaiknya diperhatikan untuk pemadatan

tanah dasar jalan.

2. Perawatan ruas jalan sebaiknya dilakukan secara berkala mengingat

tingginya pertumbuhan lalu lintas.

3. Meningkatkan penyuluhan dan penyampaian informasi pada pemakai jalan

terutama kendaraan berat untuk tidak memuat barang melebihi kapasitas

isi muatan yang telah ditetapkan. Karena hal ini merupakan salah satu

faktor utama penyebab kerusakan pada jalan.

67

4. Analisis ini lebih lengkap lagi jika aspek lalu lintasnya dan lainya ditinjau

lebih rinci untuk dipadukan dengan aspek struktur lapis keras, sehingga

diperoleh hasil akhir yang lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Bowles, E. Joseph, 1986. ”Sifat – Sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah ( Mekanika

Tanah )”, Penerbit Erlangga. Jakarta Pusat.

Christady Hardiyatmo, Hary 2002. ”Mekanika Tanah I”, Gadjah Mada

University

Press, Yogyakarta.

Das, M. Braja, 1994. ”Mekanika Tanah (Prinsip – Prinsip Rekayasa

Geoteknis)”,

Jilid I, Erlangga . Jakarta.

Das, M. Braja, 1998. ”Mekanika Tanah”, Jilid I, Erlangga . Jakarta.

_________,1987.”Petunjuk Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Raya

Dengan Metode Analisa Komponen, SKBI.2.3.26.1987,UDC.625.73

(02),SNI 1732-1989-F”. Yayasan Badan Penerbitan P.U, Jakarta.

_________, 1986.”AASHTO Guide For Design of Pavement Structures 1986”,

American Association of State Highway and Transportation Officials,

Washington,D.C.

Hendarsin, Shirley L, 2000. ”Perencanaan Teknik Jalan Raya”, Politeknik

Bandung, Bandung.

Soekoto, Imam, 1984.”Mempersiapkan Lapisan Dasar Kontruksi”, Badan

Penerbit Pekerjaan Umum, Jakarta.

Jumadi dan Salim, Emil, 1999 ” Analisis Tebal Lapis Keras Ruas Jalan Solo KM

8,8 dengan Metode Bina Marga dan AASHTO 1986 “ Universitas Islam

Indonesia, Yogyakarta.

Sukirman, Silvia, 1999. ”Dasar-Dasar Perencanaan Geometrik Jalan”, Penerbit

Nova, Bandung.

Sukirman, Silvia, 1999. ”Perkerasan Lentur Jalan Raya”, Penerbit

Nova, Bandung.

Wibisono, Tri Haryo dan Praptoyo, Hadi, 2005 “ Evaluasi Tebal Lapis Keras

Jalan Ruas Jalan Magelang – krepekan Kabupaten Magelang hingga

Tahun 2015” Universitas Islam Indonesia., Yogyakarta.