Perencanaan Tebal Lapis Perkerasan Kaku pada Tanah Lunak ...
PERENCANAAN PERKERASAN KAKU PADA JALAN TOL …eprints.umm.ac.id/42019/1/PENDAHULUAN.pdfperencanaan...
Transcript of PERENCANAAN PERKERASAN KAKU PADA JALAN TOL …eprints.umm.ac.id/42019/1/PENDAHULUAN.pdfperencanaan...
PERENCANAAN PERKERASAN KAKU PADA JALAN TOL
PANDAAN – MALANG SEKSI I PANDAAN-PURWODADI
STA. 0+000 – STA.15+475 DENGAN MENGGUNAKAN
METODE BINA MARGA 2003 DAN METODE AASHTO 1993
Skripsi
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik
Dalam Menyelesaikan Program Serjana Teknik
Disusun Oleh :
AUDINA MUFIDA
201310340311198
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
JuduI
Nama
NIM
LEMBAR PENGESAIIAN
: PERENCANAAN PERKERASAN KAKU PADAJALAN TOL PANDAAN _ MALANG SEKSI IPANDAAN _ PURWODADI STA. O + OOO _ 15 + 475DENGAN MENGGUNAKAN METODE BINA MARGA2OO3 DAN METODE AASTilO 1993
: Audina Mufida
: 20131034031 1 198
Pada tanggal20 Maret 2018 telah diujikan oleh tim penguji : I
L Ir" Andi Syaiful A., MT.
2. Rini Pebri Utari, SPd., MT.
Disetujui :
Dosen Pemhimbing I Dosen Pembimbing II
k. Chairil Saleh, MT.
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Sipil
Ir. Alik Ansyori A,, MT.
Ir. Rofi
iv
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmannirrahim.
Assalamu’alaikum wr.wb
Puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-
Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Perencanaan
Perkerasan Kaku pada Jalan Tol Pandaan – Malang Seksi I Pandaan - Purwodadi
STA. 0+000 – STA.15+475 dengan Menggunakan Metode Bina Marga 2003 dan
Metode AASHTO 1993” ini dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh
mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik. Penulisan Tugas Akhir ini diharapkan dapat
memberikan wacana dan manfaat secara umum bagi orang lain dan khususnya bagi
penulis sendiri.
Selama mengerjakan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan,
petunjuk, dan arahan sehingga penulis dapat mengerjakan tugas akhir ini dengan baik,
oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih sebanyak-
banyaknya kepada:
1. Segenap pimpinan dan jajaran staf Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang.
2. Ibu Ir, Rofikatul Karimah, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil.
3. Bapak Ir. Alik Ansyori, MT., selaku dosen pembimbing I dan Bapak Ir.
Chairil Saleh, MT., selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan
arahan dan pengetahuan materi yang bermanfaat dalam penyusunan tugas
akhir ini.
4. Rekan-rekan mahasiswa teknik sipil UMM angkatan 2013 atas kerjasama dan
bantuannya dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
5. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan Tugas
Akhir ini.
Terima kasih atas bimbingan, saran dan petunjuk yang diberikan sehingga
tugas akhir ini dapat diselesaikan sesuai dengan waktu yang diharapkan. Akhir kata
Penyusun berharap agar tugas akhir ini dapat dijadikan bahan studi bagi siapa saja
yang memerlukan dan bermanfaat bagi pembaca semua.
Wassalamu’alaikum wr.wb
Malang, 20 Maret 2018
Audina Mufida
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
LEMBAR PENGESAHAN ii
SURAT PERNYATAAN iii
KATA PENGANTAR iv
ABSTRAK v
DAFTAR ISI vii
DAFTAR TABEL x
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR LAMPIRAN xiv
I. PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Tujuan Perencanaan 2
1.4 Manfaat Perencanaan 2
1.5 Batasan Masalah 3
II. TINJAUAN PUSTAKA 4
2.1 Perkerasan Jalan Raya 4
2.2 Pengertian Perkerasan Kaku 5
2.3 Komponen Konstruksi Perkerasan Kaku 6
2.3.1 Tanah Dasar 6
2.3.2 Lapis Pondasi 6
2.3.3 Tulangan 7
2.4 Perencanaan Perkerasan Kaku 9
2.4.1 Pertimbangan Konstruksi dan Pemeliharaan 9
2.4.2 Pertimbangan Lingkungan 9
2.4.3 Evaluasi lapisan Tanah Dasar 9
2.4.4 Material Perkerasan 10
2.4.5 Lalu Lintas Rencana 10
2.5 Perencanaan Tebal Perkerasan Kaku 11
2.5.1 Metode Bina Marga 2003 11
2.5.1.1 Tanah Dasar 11
2.5.1.2 Pondasi Bawah 11
viii
2.5.1.3 Beton Semen 12
2.5.1.4 Lalu Lintas 13
2.5.1.4.1 Lajur Rencana dan Koefisien Distribusi 14
2.5.1.4.2 Umur Rencana 14
2.5.1.4.3 Pertumbuhan Lalu- Lintas 15
2.5.1.4.4 Lalu Lintas Rencana 15
2.5.1.4.5 Faktor Keamanan Beban 16
2.5.1.5 Bahu 17
2.5.1.6 Sambungan 17
2.5.1.7 Prosedur Perenccanaan 20
2.5.2 Metode American Association of State High-way Transportation
Officials atau AASHTO 1993 21
2.5.2.1 Lalu Lintas 21
2.5.2.2 Tanah Dasar 22
2.5.2.3 Material Konstruksi Perkerasan 22
2.5.2.4 Reliability 22
2.5.2.5 Koefisien Drainase 24
2.5.2.6 Load Transfer 26
III. METODE PERENCANAAN 28
3.1 Lokasi Perencanaan 28
3.2 Diagram Alir Perencanaan 29
3.2.1 Studi Pustaka 30
3.2.2 Pengumpulan Data 30
3.2.3 Pengolahan Data 31
3.2.4 Perencanaan Tebal Perkerasan Kaku 31
3.2.5 Kesimpulan dan Saran 33
IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN 34
4.1 Perhitungan Data Lalu Lintas 34
4.2 Perhitngan Tebal Perkerasan Kaku Metode Bina Marga 2003 36
4.2.1 Analisa Lalu Lintas 36
4.2.2 Perhitungan Repitisi Sumbu 41
4.2.3 Perhitungan Tebal Pelat Beton 42
4.2.4 Perhitungan Ruji (Dowel) dan Batang Pengikat (Tie Bar) 69
4.3 Perhitungan Tebal Perkerasan Kaku Metode AASHTO 1993 73
4.3.1 Analisa Lalu Lintas 73
4.3.2 Reliability 78
4.3.3 Serviceability 79
4.3.4 Modulus Reaksi Tanah Dasar 80
4.3.5 Modulus Elastisitas Beton 80
4.3.6 Flexural Strength 81
ix
4.3.7 Koefisien Penyaluran Beban 81
4.3.8 Koefisien Drainase 81
4.3.9 Perhitungan Tebal Perkerasan 82
4.3.10 Perhitungan Dowel dan Tie Bar 84
V. PENUTUP 89
5.1 Kesimpulan 89
5.2 Saran 89
DAFTAR PUSTAKA
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Perbedaan antara Perkerasan Lentur dan Perkerasan Kaku 4
Tabel 2.2. Jumlah Lajur Berdasarkan Lebar Perkerasan dan Koefisien Distribusi (C)
Kendaraan Niaga pada Lajur Rencana 14
Tabel 2.3. Faktor Pertumbuhan Lalu Lintas (R) 15
Tabel 2.4. Faktor Keamanan Beban 16
Tabel 2.5. Diameter Ruji 19
Tabel 2.6. Reliability (R) yang Disarankan 23
Tabel 2.7. Standart Normal Deviation (ZR) 23
Tabel 2.8. Quality of Drainage 25
Tabel 2.9. Koefisien Drainase 26
Tabel 2.10. Load Transfer Coefficient 26
Tabel 4.1. Perhitungan LHR pada Awal dan Akhir Umur Rencana 34
Tabel 4.2. Konfigurasi Sumbu Kendaraan Niaga 36
Tabel 4.3. Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarakan Jenis dan Bebannya 37
Tabel 4.4. Jumlah Lajur Berdasarkan Lebar Perkerasan dan Koefisien Distribusi (C)
Kendaraan Niaga pada Lajur Rencana 39
Tabel 4.5. Faktor Pertumbuhan Lalu Lintas (R) 40
Tabel 4.6. Perhitungan Repitisi Sumbu Rencana 41
Tabel 4.7. Faktor Keamanan Beban 43
Tabel 4.8. Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk Perkerasan dengan Bahu
Beton 45
Tabel 4.9. Interpolasi Nilai CBR 40% untuk Tegangan Ekivalen dan Faktor
Erosi 46
Tabel 4.10. Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Perkerasan 25 cm 47
Tabel 4.11. Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Perkerasan 26 cm 55
Tabel 4.12. Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Perkerasan 27 cm 62
Tabel 4.13. Ukuran Jarak dan Batang Dowel yang Didarankan 69
Tabel 4.14. Konfigurasi Sumbu dan Nilai Vehicle Damage Factor 74
Tabel 4.15. Faktor Distribusi Lajur 75
Tabel 4.16. Perhitungan Nilai Equivalent Single Axel Load 77
xi
Tabel 4.17. Reliability 78
Tabel 4.18. Standart Normal Deviate 79
Tabel 4.19. Terminal Serviceability Index 79
Tabel 4.20. Load Transfer Coefficient 81
Tabel 4.21. Jumlah Hari Hujan per Tahun 81
Tabel 4.20. Rekomendasi Dowel 84
Tabel 4.21. Tie Bar 85
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tipikal Struktur Perkerasan Beton Semen 5
Gambar 2.2 Tebal Pondasi Bawah Minimum Untuk Perkerasan Beton Semen 9
Gambar 2.3 CBR Tanah Dasar Efektif dan Tebal Pondasi Bawah 9
Gambar 2.4 Tipikal Sambungan Memanjang 18
Gambar 2.5 Sambungan Pelaksanaan yang Direncanakan dan yang Tidak
Direncanakan untuk Pengecoran per Lajur 19
Gambar 2.6 Sambungan Pelaksanaan yang Direncanakan dan yang Tidak
Direncanakan untuk Pengecoran per Lajur 20
Gambar 3.1 Peta Jalan Tol Pandaan - Malang 28
Gambar 3.2 Diagram Alir Perencanaan 29
Gambar 4.1 Grafik CBR Tanah Dasar Efektif dan Tebal Pondasi Bawah 43
Gambar 4.2 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio
Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STRT (t = 25 cm) 49
Gambar 4.3 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio
Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STRG (t = 25 cm) 50
Gambar 4.4 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio
Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STdRG (t = 25 cm) 51
Gambar 4.5 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi
Dengan Bahu Beton Untuk STRT (t = 25 cm) 52
Gambar 4.6 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi
Dengan Bahu Beton Untuk STRG (t = 25 cm) 53
Gambar 4.7 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi
Dengan Bahu Beton Untuk STdRG (t = 25 cm) 54
Gambar 4.8 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio
Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STRT (t = 26 cm) 56
Gambar 4.9 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio
Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STRG (t = 26 cm) 57
Gambar 4.10 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio
Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STdRG (t = 26 cm) 58
xiii
Gambar 4.11 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi
Dengan Bahu Beton Untuk STRT (t = 26 cm) 59
Gambar 4.12 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi
Dengan Bahu Beton Untuk STRG (t = 26 cm) 60
Gambar 4.13 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi
Dengan Bahu Beton Untuk STdRG (t = 26 cm) 61
Gambar 4.14 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio
Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STRT (t = 27 cm) 63
Gambar 4.15 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio
Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STRG (t = 27 cm) 64
Gambar 4.16 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio
Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STdRG (t = 27 cm) 65
Gambar 4.17 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi
Dengan Bahu Beton Untuk STRT (t = 27 cm) 66
Gambar 4.18 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi
Dengan Bahu Beton Untuk STRG (t = 27 cm) 67
Gambar 4.19 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi
Dengan Bahu Beton Untuk STdRG (t = 27 cm) 68
Gambar 4.20 Struktur Tebal Perkerasan dan Detail Sambungan Dowel pada
Perkerasan Kaku dengan Metode Bina Marga 2003 70
Gambar 4.21 Struktur Tebal Perkerasan dan Detail Sambungan Tie Bar pada
Perkerasan Kaku dengan Metode Bina Marga 2003 71
Gambar 4.22 Gambar Detail Segmen pada Perkerasan Kaku dengan Menggunakan
Metode Bina Marga 2003 72
Gambar 4.23 Struktur Tebal Perkerasan dan Detail Sambungan Dowel pada
Perkerasan Kaku dengan Metode AASHTO 1993 86
Gambar 4.24 Struktur Tebal Perkerasan dan Detail Sambungan Tie Bar pada
Perkerasan Kaku dengan Metode AASHTO 1993 87
Gambar 4.25 Gambar Detail Segmen pada Perkerasan Kaku dengan Menggunakan
Metode AASHTO 1993 88
vii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Data Lalu Lintas Harian Rata- Rata (LHR)
Lampiran 2. Data Hari Hujan Tahun 2012 - 2016
Lampiran 3. Data Tanah CBR
DAFTAR PUSTAKA
Alamsyah, Alik. 2001, Rekayasa Jalan Raya, UMM Pres, Malang.
Aly, M.A. 2004, Jalan Beton Semen, Yayasan Pengembang Teknologi dan
Manajemen, Jakarta.
Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah. 2003. Perencanaan
Perkerasan Jalan Beton Semen. Jakarta: Departemen Pemukiman
dan Prasarana Wilayah.
Hendarsin, Shirley. 2000, Penuntun Praktis Perencanaan Teknik Jalan Raya,
Politeknik Negeri Bandung Jurusan Teknik Sipil, Bandung.
Sukirman, Silvia. 1999, Perkerasan Lentur Jalan Raya, Nova, Bandung.
Suryawan, Ari. 2009, Perkerasan Jalan Beton Semen Portland (Rigid
Pavement), Beta Offset, Yogyakarta.
Yoder E.J. & Witczak M.W. 1975, Principles of Pavement Design, John Wiley
& Sons, Inc, Canada.