Teori Sultan

Perancangan Perkerasan Lanjut

BAB IPENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Indonesia merupakan Negara yang berkembang. Salah satu

faktor penunjang pembangunan adalah sarana perhubungan baik darat

maupun laut. Pembangunan prasarana perhubungan utamanya yang

menyangkut jalan raya diarahkan untuk lebih memperlancar arus

barang dan jasa serta meningkatkan mobilitas manusia keseluruh

wilayah tanah air. Terutama daerah pedesaan, daerah perbatasan,

daerah terpencil serta pembangunan dalam kota.

Kelancaran arus perhubungan darat akan memperlancar

tercapainya pembangunan segala bidang, oleh karena itu

pembangunan dan peningkatan mutu jaringan jalan raya terus

ditingkatkan. Pembangunan dan peningkatan jaringan jalan selain

ditinjau dari segi teknis konstruksi, kenyamanan, maka perlu juga

ditinjau dari segi ekonomis. Untuk memenuhi syarat-syarat tersebut,

dalam hal ini tergantung dari beberapa faktor. Salah satu faktor adalah

perencanaan tebal perkerasan jalan.

Perencanaan tebal perkerasan jalan merupakan faktor yang

penting bagi kekuatan jalan. Oleh karena itu penulis diamanahkan oleh

dosen untuk mengerjakan tugas perkerasan ini dalam rangka untuk

mendalami dan mempelajari perencanaan tebal perkerasan jalan raya.

Dalam hal ini ada beberapa metode yang lazim dipakai. Namun dalam

hal ini penulis hanya diamanahkan untuk mengerjakan dan membahas

tiga metode, yakni :

Metode ASPHALT INSTITUTE (Perkerasan Lentur Jalan

Raya)

Metode AASHTO’93 (Perkerasan Lentur Jalan Raya)

Metode NAASRA (Perkerasan Kaku Jalan Raya)

1.2. Maksud dan Tujuan

Maksud dari penulisan ini adalah untuk memenuhi salah satu

persyaratan kelulusan mata kuliah Perencanaan Perkerasan Jalan

Lanjutan. Selain itu untuk mengetahui lebih luas lagi tentang masalah

perkerasan jalan.

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


Adapun Tujuannya, ada 2 bagian, yaitu Tujuan umum dan Tujuan

Khusus.

a. Tujuan Umum

Untuk mengetahui lebih jauh mengenai perencanaan tebal perkerasan

jalan dengan dua metode yakni metode ASPHALT INSTITUTE ,metode

AASHTO’93 dan metode NAASRA sebagai persiapan dalam

perencanaan di lapangan.

b. Tujuan khusus

Untuk mengetahui cara/penerapan metode ASPHALT

INSTITUTE dalam perencanaan tebal perkerasan jalan lentur.

Untuk mengetahui cara/penerapan metode AASHTO’93 dalam

perencanaan tebal perkerasan jalan lentur.

Untuk mengetahui cara/penerapan metode NAASRA dalam

perencanaan tebal perkerasan jalan kaku.

Untuk mendapatkan hasil perencanaan dari metode-metode

perencanaan yang digunakan.

1.3. Batasan

Adapun ruang lingkup bahasan meliputi tinjauan umum

perkerasan. Data-data yang diperlukan dan perhitungan tebal

perkerasan jalan dengan menggunakan metode ASPHALT INSTITUTE ,

metode AASHTO’93 dan metode NAASRA

Perencanaan perkerasan dengan menggunakan metode apapun

juga mempunyai permasalahan yang sangat luas. Pada penulisan ini

penulis hanya mengemukakan permasalahan-permasalahan dengan

batasan sebagai berikut :

Perencanaan tebal perkerasan jalan lentur dengan

menggunakan metode ASPHALT INSTITUTE

Perencanaan tebal perkerasan jalan lentur dengan

menggunakan metode AASHTO’93

Perencanaan tebal perkerasan jalan kaku dengan

menggunakan metode NAASRA

Data-data pendukung merupakan data otentik yang

diberikan dalam tugas ini.

Hasil perencanaan merupakan hasil perhitungan yang

akan menentukan tebal perkerasan jalan.

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


BAB IITEORI RINGKAS

2.1. UmumPerkerasan Jalan adalah Lapisan-lapisan bahan yang dipasang

diatas tanah dasar untuk menerima beban lalu lintas, sehingga beban

tersebut ditambah berat sendiri perkerasan tersebut dapat dipikul oleh

tanah dasar.

Konstruksi Perkerasan terdiri dari :

a. Lapisan permukaan (Surface

Course) ; lapisan yang terletak paling atas.

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


b.Lapisan Pondasi Atas (Base Course) ; lapisan yang terletak diantara

lapisan pondasi bawah dan lapisan permukaan.

c.Lapisan Pondasi Bawah (SubBase Course) ; lapisan yang terletak

diantara lapis pondasi bawah dan tanah dasar.

d.Lapisan Tanah Dasar (Sub Grade) ; lapisan yang terletak paling bawah

dari suatu konstruksi jalan raya.

Kekuatan dan Keawetan Konstruksi Perkerasan Jalan sangat

tergantung dari sifat-sifat tanah dan Daya Dukung Tanah Dasar.

Jenis-jenis Konstruksi Perkerasan :

a. Konstruksi Perkerasan Lentur (Flexible Pavement), yaitu perkerasan

yang menggunakan aspal sebagai bahan pengikat. Lapisan-lapisan

perkerasannya bersifat memikul dan menyebarkan beban lalu lintas

ke tanah dasar.

b. Konstruksi Perkerasan Kaku (Rigid Pavement), yaitu Perkerasan yang

menggunakan semen sebagai bahan pengikat. Pelat beton dengan

atau tanpa tulangan diletakkan diatas tanah dasar dengan atau tanpa

lapis pondasi bawah. Beban lalu lintas sebagian dipikul oleh pelat

beton.

2.2. Metode ASPHALT INSTITUTE

2.2.1 Dasar Perencanaan

Dalam prosedur perencanaan Asphalt Institude ini jalan

dikenal sebagai system multi lapisan. Material elastis pada setiap

lapisan ditandai oleh modulus elastisitas dan Possion’s Ratio. Lalu

lintas dinyatakan dalam kaitannya dengan pengulangan dari

suatu beban 80 kN ( 18000 lb) tekanan roda tunggal berlaku

untuk trotoar pada dua satuan ban rangkap. Karena tujuan

analisa, ban yang rangkap didekati oleh dua plat lingkar dengan

radius = 115 mm ( 4,52 inci) spasi 345 mm ( 13,57 inci) terpusat

pada tengah,berdasarkan pada suatu beban 80 kN ( 18000 lb)

tekanan roda dan suatu 483 kPa ( 70 psi) tekanan.

Prosedur dapat digunakan untuk mendisain jalan aspal

terdiri atas berbagai kombinasi aspal yaitu:

1. Kombinasi Lapis Permukaan (AC Surface) dengan lapis pondasi

atas (Emulsified Asphalt Base) tanpa menggunakan lapis

pondasi bawah.Kombinasi ini terbagi lagi atas :

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


1) Kombinasi Lapis Permukaan (AC Surface) dengan lapis

pondasi atas berupa Emulsified Asphalt Mix Type I.


pondasi atas berupa Emulsified Asphalt Mix Type II.


pondasi atas berupa Emulsified Asphalt Mix Type III.

2. Kombinasi Lapis Permukaan (AC Surface) dengan lapis pondasi

atas (Emulsified Asphalt Base) serta menggunakan lapis

pondasi bawah (Untreated Aggregate Base) .Kombinasi ini

terbagi lagi atas :


pondasi atas (Emulsified Asphalt Base) serta menggunakan

lapis pondasi bawah (Untreated Aggregate Base) dengan

ketebalan 150 mm.


pondasi atas (Emulsified Asphalt Base) serta menggunakan

lapis pondasi bawah (Untreated Aggregate Base) dengan

ketebalan 300 mm.

2.2.2 Kriteria Desain

Perkerasan lentur yang didesain merupakan full design pavement

yang terdiri dari aggregate sub base, aggregate base, ATB dan HRS

untuk lapis permukaannya.

Kriteria Desain adalah mengacu pada dua kondisi tegangan dan

regangan yaitu, kondisi dimana beban roda (W) yang disalurkan melalui

lapisan permukaan jalan oleh roda kendaraan secara vertikal. Beban ini

disalurkan hingga ke lapisan tanah dasar, dimana beban yang diterima

dari lapisan yang paling atas ke bawah semakin berkurang. Pada kondisi

ini, tegangan-tegangan kritis yang diperhitungkan adalah tegangan

vertikal yang terjadi di atas lapisan tanah dasar. Berikutnya adalah

kondisi dimana beban roda menyebabkan terjadinya lendutan terhadap

lapis perkerasan. Pada kondisi ini, tegangan regangan kritis yang

diperhitungkan adalah regangan horizontal yang terjadi di bawah lapisan

permukaan.

Parameter desain yang penting dalam perencanaan lapis perkerasan

dengan metode AI adalah sbb :

Analisa Lalu lintas pada metode in digunakan suatu beban tunggal

seberat 80 KN sebagai beban standar, dimana jumlah setiap beban

kendaraan pada permukaan perkerasan diharapkan selama jangka

waktu tertentu dapat diekivalenkan dengan beban as tunggal

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


sebesar 80 KN (disebut equivalent axle load = EAL). dalam analisa

lalu lintas hal-hal yang perlu diperhatikan adalah mengenai

perkiraan volume lalu lintas, perkiraan beban as ekivalen

1. Perkiraan Volume lalu lintas

ada beberapa hal yang perlu diperhatikan sbb :

- Masa analisa, digunakan untuk membuat perbandingan

ekonomis antara alternatif-alternatif perencanaan termasuk

untuk konstruksi awal dan overlay yang akan datang.

- Klasifikasi dan jumlah truk, jika data mengenai perhitungan

dan klasifikasi lalu lintas tidak tersedia, maka perkiraan dapat

diperoleh dari tabel distribusi truk pada kelas jalan yang

berbeda.

Jalur rencana, jika data mengenai perhitungan dan

klasifikasi lalu lintas tidak tersedia, maka perkiraan dapat

diperoleh dari tabel prosentase lalu lintas total pada jalur

rencana

- Masa perencanaan, adalah jumlah tahun dari awal penggunaan

lalu lintas pada suatu jalan sampai dengan perbaikan pertama

yang diharapkan.

- Pertumbuhan lalu lintas, adalah prosentase pertumbuhan

jumlah kendaraan pertahun. faktor pertumbuhan ditentukan

dengan menggunakan tabel faktor pertumbuhan.

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


2. Perkiraan Beban As Equivalent

Pada perkiraan ini hal-hal yang perlu diperhatikan sbb :

- Faktor truck yaitu jumlah jumlah dari aplikasi beban dari

sumbu tunggal (80 KN) yang diakibatkan sekali lintasann pada

satu kendaraan.

- Faktor equivalen beban , yaitu jumlah dari aplikasi beban as

tunggal 80 KN yang diakibatkan satu lintasan dari satu sumbu.

- Jumlah kendaraan, yaitu suatu jumlah ttotal kendaraan yang

terlibat.

Faktor truck ditentukan dari data distribusi berat sumbu dengan

menggunakan faktor ekivalen beban berdasarkan tabel load

equivalen factor.

Beban sumbu tunggal ekivalen 80 KN (EAL) dihitung dengan

rumus :

EAL = Σ (jumlah kendaraan dalam setiap kelasberat x faktor

truk)

Faktor truk dihitung dengan mengalikan jumlah dari as

dalam setiap kelas berat dengan faktor

ekivalen beban yang tepat, dan membagi hasilnya dengan

jumlah keseluruhan kendaraan yang terlibat.

Jenis bahan /materiil yang digunakan

Persyaratan kekuatan tanah dasar untuk perencanaan dengan

metode asphalt institute dinyatakan dalam nilai modulus relisisent

(Mr) yang ditentukan berdasarkan hasil uji laboratorium. nilai Mr

dapat ditentukan berdasarkan hasil test CBR atau hasil nilai

resistance value dengan pendekatan sbb :

Mr = 10,3 x CBR (Mpa)

Mr = 1500 x CBR (Psi)

Mr = 8 + {3,8 x (R value)} (Mpa)

Mr = 1155 + {555 x (R value)} (Psi)

Material perkerasan dapt digunakan aspal beton, aspal emulsi

dengan agregat yang tidak diperkuat.

Faktor lingkungan

meliputi hujan, temperature dan keadaan setempat lainnya.

Besaran, faktor, tebal, nomogram/grafik pendukung

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


- IDT = initial daily traffic (jumlah kendaraan perhari rata-rata 2 jurusan

pada tahun awal)

- EAL awal = perkiraan ekivelen beban as tunggal 80 KN pada tahun

pertama

- EAL design = perkiraan ekivelen beban as tunggal 80 KN pada akhir

umur rencana

- TA = tebal perkerasan yang dibutuhkan diatas subgrade, berupa aspal

beton (mm atau cm)

- TE = tebal efektif perkerasan lamayang yang dikonversikan ke aspal

beton (mm atau cm)

- r = Angka pertumbuhan lalu lintas pertahun

- n = umur rencana (tahun)

- tabel distribusi truck pada klas jalan yang berbeda

- tabel prosentase lalu lintas total pada jalu rencana

- tabel faktor pertumbuhan lalu lintas

- tabel faktor ekivelen beban

- tabel faktor konversi

2.3. Metode AASHTO ‘93

Metode AASHTO’93 merupakan perluasan dari metode AASHTO’72

dengan tambahan beberapa parameter baru. Modifikasi-modifikasi

parameter tersebut adalah sebagai berikut :

Parameter Daya Dukung Tanah diganti dengan Modulus Residen

(Mr).

Parameter Koefisien Relatif Lapisan untuk berbagai macam

material dibedakan atas Modulus resilennya dan nilai CBR-nya.

Parameter Faktor Lingkungan seperti kelembaban dan suhu

ditambahkan untuk mempertimbangkan pengaruh lingkungan terhadap

perencanaan. Parameter ini menggantikan parameter faktor regional

pada metode sebelumnya.

Parameter Reliabilitas atau tingkat keandalan (R) diperkenalkan

pada metode ini agar perencana dapat menganalisa tingkat resiko

yang dihasilkan dari berbagai macam kelas jalan.

Parameter baru lainnya yaitu seperti simpangan baku

keseluruhan (So) dan koefisien drainase (mi).

Sehingga didapatkan rumus metode AASHTO’93 untuk menghitung

Indeks Tebal Perkerasan sebagai fungsi dari faktor-faktor yang

mempengaruhi adalah :

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


Dimana :

W18 = lintas ekivalen selama umur rencana.

Zr = simpangan baku

So = gabungan simpangan baku

SN = indeks tebal perkerasan

ΔPSI = selisih indeks permukaan awal dan akhir

Mr = modulus resilen tanah dasar (psi)

Dan untuk menentukan tebal masing-masing lapisan mempergunakan

rumus sebagai berikut :

Dimana :

ai = koefisien relatif lapis ke i

Di = tebal lapis ke i

mi = koefisien drainase lapis ke i

SN = indeks tebal perkerasan

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


Menurut AASHTO’93 parameter-parameter desainnya adalah

sebagai berikut :

Batasan Waktu

Batasan waktu ini meliputi penentuan umur kinerja jalan

(Performance periode) dan umur rencana (analisis periode)

Tabel dibawah ini menyajikan hubungan antara Umur Rencana

dengan kondisi jalan raya pada umumnya.

Kondisi Jalan Raya Umur Rencana (Th)Kota dengan LL tinggi 30 – 50Desa dengan LL tinggi 20 – 50Jalan dengan LL rendah 15 – 25Agregat permukaan dengan LL rendah

10 – 20

Lalu Lintas

Volume lalu lintas harus didistribusikan pada suatu arah suatu jalur

untuk tujuan perencanaan. Distribusi arah (DD) biasanya ditentukan

pada masing-masing arah sebesar 0.5 (50%), tetapi bisa juga berkisar

0,3 – 0,7. untuk distribusi jalur (DL), harga-harga yang berbeda

diberikan tergantung pada total jalur yang ada pada suatu arah.

Sehingga menurut AASHTO’93, volume lalu lintas pada tahun

pertama adalah :

Dimana :

DD = faktor distribusi arah

DL = faktor distribusi jalur

W18 = total dua arah 18 kip ESAL selama umur rencana.

Jumlah jalur pada masing-

masing arah

Persen 18 kip ESAL pada

jalur rencana (DL)

1 100

2 80 – 100

3 60 – 80

4 50 – 75

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


18 kip ESAL adalah jumlah lintas ekivalen yang akan melintasi jalan

tersebut selama masa pelayanan, dari saat dibuka sampai akhir umur

rencana.

Reliabilitas dan Gabungan Kesalahan Baku

Reliabilitas mempunyai pengertian yang berkaitan dengan tingkat

kepastian pada proses perencanaan untuk menjamin bahwa variasi

alternatif perencanaan akan mencapai akhir periode analisa, dengan

rumus sebagai berikut :

Dimana :

FR = faktor keandalan

n = jumlah tahap perencanaan termasuk perkerasan aslinya

AASHTO merekomendasikan nilai Reliabilitas (R) menurut klasifikasi

fungsional jalan yang direncanakan sesuai tabel dibawah ini :

Tabel 1.3. Perkiraan Tingkat Keandalan (R) untuk berbagai klasifikasi

Jalan Menurut Fungsinya.

Klasifikasi Fungsional

Reliabilitas yang

direkomendasikan

Dalam Kota Luar Kota

Jalan antar kota dan bebas

hambatan

Jalan arteri

Jalan kolektor

Jalan lokal

85-99.9

80-99

80-95

50-80

80-99.9

75-95

75-95

50-80

Untuk suatu tingkat keandalan yang diberikan (R), faktor keandalan

merupakan fungsi dari gabungan kesalahan baku (So) yang bernilai

antara 0.4-0.5 menurut AASHTO’93. Sedangkan nilai Simpangan Baku

Normal (ZR) ditentukan berdasarkan Tingkat Keandalan (R) yang

dipilih, seperti yang tersaji pada tabel II.4 dibawah.

Tabel 4 Harga Simpangan Baku Normal (ZR) berkaitan dengan

tingkat Keandalan yang dipilih.

Tingkat

Keandalan (R)

Simpangan Baku

Normal (ZR)

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


50

60

70

75

80

85

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

99.9

99.99

-0.00

-0.253

-0.524

-0.674

-0.841

-1.037

-1.282

-1.340

-1.405

-1.476

-1.555

-1.645

-1.751

-1.881

-2.054

-2.327

-3.090

-3.750

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


Faktor Lingkungan

Kondisi lingkungan sangat mempengaruhi masa pelayanan jalan

dengan beberapa cara. Perubahan suhu dan kelembaban dapat

berpengaruh pada kekuatan, ketahanan dan kapasitas beban yang

dapat dipikul oleh perkerasan dan material tanah dasarnya.

Dampak lainnya adalah akibat langsung dari pengembangan

tanah dasar, naiknya perkerasan, daya angkat karena pembekuan

yang akan menyebabkan kehilangan kualitas dan tingkat

pelayanan jalan.

Tujuan dari analisa lingkungan ini adalah untuk menghasilkan

grafik kehilangan tingkat pelayanan yang timbul karena dampak

lingkungan seperti pengembangan tanah dan daya angkat karena

pembekuan sejalan dengan waktu, seperti pada contoh gambar 1 :

Gambar 1 Grafik hubungan antara IP swell dan jumlah tahun dari

jalan tersebut dibuka

Besarnya penurunan indeks permukaan akibat pengembangan

(swell) merupakan fungsi dari tingkat pengembangan (swel rate

constant), kemungkinan pengembangan (swell probability), dan

besarnya potensi merembes keatas (potential vertical rise).

IP swel =

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


Dimana :

IP swel = Perubahan indeks permukaan akibat pengembangan

tanah dasar.

Vr = Besarnya potensi merembes keatas (inchi)

Ps = Probabilitas pengembangan (%)

θ = Tingkat pengembangan tetap

t = Jumlah tahun yang ditinjau

Servisibilitas

Servisibilitas atau tingkat pelayanan suatu jalan ditandai oleh

kemampuannya untuk melayani berbagai macam tipe lalu lintas

yang melaluinya. Total kehilangan tingkat pelayanan dirumuskan

sebagai berikut :

Dimana :

Po = tingkat pelayanan awal

Pt = indeks permukaan pada akhir umur rencana.

Modulus Resilient Efektif Tanah Dasar (Mr)

Modulus resilient tanah dasar diperkenalkan untuk mengganti

daya dukung tanah. Hubungan antara modulus resilient tanah

dasar dan CBR lapangan menurut Heukelom dan Klomp adalah :

Mr = 1500 x CBR (psi)

Modulus resilient efektif yang dipergunakan dalam perencanaan

tebal perkerasan adalah harga korelasi yang diperoleh dari

kerusakan relatif rata-rata dalam setahun. Besarnya kerusakan

relatif dari setiap kondisi tanah dasar dapat dihitung dengan

rumus :

Dimana :

u = kerusakan relatif

Mr = modulus resilient

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


Karakteristik Material Lapisan Perkerasan

Tiga tipe material perkerasan akan menyusun masing-masing

lapisan dari suatu struktur perkerasan. Dimana setiap mudulus

lapisan ditentukan melalui tes laboratorium dengan metode yang

berbeda-beda. Notasi berbeda diberikan untuk menggambarkan

modulus elastis yaitu untuk subbase (ESB), base (EBS), aspal

concrete (EAC), dan portland cement concrete (EC).

Koefisien Kekuatan Relatif Lapisan (a)

Koefisien relatif lapisan ini menggambarkan hubungan empiris

antara indeks tebal perkerasan (SN) dan ketebalan perkerasan,

dan merupakan suatu ukuran kemampuanrelatif material untuk

dapat berfungsi sebagai komponen struktur perkerasan. Koefisien

relatif lapisan ini dibedakan atas lima kategori tergantung dari

fungsi dan tipe dari jenis material lapisannya, yaitu : Aspal

Concrete (aspal beton), Granular Base, Granular Subbase, Cement

Treated Base, dan Bituminous Base.

a. Lapis Permukaan Aspal Concrete (a1)

Pada gambar 2 adalah grafik hubungan struktural Layer

Coefficient a1, for Asphalt Concrete Structure Course dan

Modulus Elastic EAC (psi) of Asphalt Concrete (68oF) yang

digunakan untuk untuk mengestimasi nilai koefisien relatif

lapisan untuk lapis permukaan aspal concrete berdasarkan nilai

Modulus elasticnya (EAC) pada suhu 68o F. Dimana keadaan ini

direkomendasikan untuk nilai modulus dibawah 450.000 psi.

b. Lapis Pondasi Atas Granular (a2)

Persamaan berikut dapat digunakan untuk mengestimasi nilai

koefisien relatif lapisan untuk Granular Base berdasarkan

modulus elasticnya (EBS) :

a2 =

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


c. Lapis Pondasi Bawah Granular (a3)

Persamaan berikut dapat digunakan untuk mengestimasi nilai

koefisien relatif lapisan untuk Granular Sub Base berdasarkan

modulus elasticnya (ESB) :

a3 =

Gambar 2 Grafik hubungan Koefisien Struktural. Lapisan a1 untuk

Asphalt Concrete Structure Course dan Modulus Elastic

(psi) of Asphalt Concrete (68oF)

Faktor Drainase

Sebagai perencana harus bisa mengidentifikasi pada tingkat apa

drainase dapat dicapai dibawah kondisi drainase tertentu. Berikut

ini adalah definisi umum yang koresponding dengan tingkat

drainase yang berbeda dari struktur perkerasan.

Tabel 5 Tingkat kualitas drainase

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2

Kualitas drainase Waktu yang dibutuhkan untuk

mengeringkan air

Baik sekali 2 jam

Baik 1 hari

Cukup 1 minggu

Buruk 1 bulan

Buruk sekali Air tak mungkin dikeringkan


AASHTO ’93 memberikan harga koefisien drainase (m i) yang

direkomendasikan sebagai fungsi dari kualitas drainase dan

presentase waktu selama setahun ketika struktur perkerasan

secara normal kelembabannya mendekati jenuh.

Tabel 6 Rekomendasi harga mi untuk Modifikasi Koefisien

Relatif Lapisan dari Untreated Base dan Subbase pada

Perkerasan Lentur.

Kualitas

drainase

Persen waktu perkerasan dalam keadaan lembab-

jenuh

< 1 % 1 – 5 % 5 – 25 % > 25 %

Baik

sekali1,40 – 1,35 1,35 – 1,30 1,30 – 1,20 1,20

Baik 1,35 – 1,25 1,25 – 1,15 1,15 – 1,00 1,00

Cukup 1,25 – 1,15 1,15 – 1,05 1,00 – 0,80 0,80

Buruk 1,15 – 1,05 1,05 – 0,80 0,80 – 0,60 0,60

Buruk

sekali1,05 – 0,95 0,95 – 0,75 0,75 – 0,40 0,40

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


2.4. METODE NAASRA

Metode NAASRA (National Association of Australian State Road

Authorities) berasal dari negara Australia, (1979). Yang disesuaikan

dengan kondisi Indonesia oleh Bina Marga dalam SKBI :2.3.28.1988 dan “

Pavement Design “ ( A Guide to the Structural Design of Road

Pavements), NAASRA, 1987.

Metode perencanaan yang diambil untuk menentukan tebal

lapisan perkerasan didasarkan pada perkiraan sebagai berikut :

Kekuatan lapisan tanah dasar yang dinamakan nilai CBR atau

Modulus Reaksi Tanah Dasar (k).

Kekuatan Beton yang digunakan untuk lapisan perkerasan.

Prediksi volume dan komposisi lalu lintas selama Usia

Rencana.

Ketebalan dan kondisi lapisan pondasi bawah (Sub Base) yang

diperlukan untuk menopang konstruksi, lalu lintas, penurunan akibat

air dan perubahan volume lapisan tanah dasar serta sarana

perlengkapan daya dukung permukaan yang seragam dibawah dasar

beton.

- Jenis-jenis perkerasan kaku :

1.Perkerasan beton semen

Perkerasan beton semen didefinisikan sebagai perkerasan yang

mempunyai lapisan dasar beton dari Portland Cement (PC). Menurut

NAASRA ada 5 jenis perkerasan kaku, yaitu :

Perkerasan beton semen bersambung tanpa tulangan

Perkerasan beton semen bersambung dengan tulangan

Perkerasan beton semen menerus dengan tulangan.

Perkerasan beton semen dengan tulangan serat baja (fiber)

Perkerasan beton semen pratekan.

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


2.Perkerasan kaku dengan Permukaan Aspal

Ketebalan rencana permukaan aspal pada perkerasan kaku dihitung

dengan :

Menentukan ketebalan dari jenis perkerasan beton semen

yang tidak lazim.

Mengurangi ketebalan perkerasan beton semen setebal 10

mm untuk setiap 25 mm permukaan aspal yang digunakan.

- Faktor untuk menentukan ketebalan

1. Kekuatan Lapisan tanah dasar

Untuk perencanaan tebal perkerasan kaku, daya dukung tanah

dasar diperoleh dengan nilai CBR, seperti halnya pada perencanaan

perkerasan lentur, meskipun pada umumnya dilakukan dengan

menggunakan nilai (k) yaitu modulus reaksi tanah dasar.

Jika nilai k pada perencanaan belum dapat diukur, maka dapat

digunakan nilai k hasil korelasi.

2. Kekuatan Beton

Beton semen adalah aggregat yang dicampur dengan semen PC

secara basah. Lapisan Beton semen dapat digunakan sebagai

lapisan pondasi bawah pada perkerasan lentur dan kaku, dan

sebagai lapisan pondasi atas pada perekerasan kaku.

Beton semen ada 2, yaitu :

a. Beton Pondasi Bawah

Beton yang digunakan untuk keperluan pondasi bawah

mempunyai kuat tekan 28 hari minimum 5 Mpa jika

menggunakan campuran abu batu (flyash) dan 7 Mpa jika tanpa

abu batu.

b. Beton Pondasi Atas

Prinsip parameter perencanaan untuk perencanaan beton

didasarkan pada kuat lentur 90 hari. Kuat lentur rencana beton

90 hari dianggap estimasi paling baik digunakan untuk

menentukan tebal perkerasan.

Tipikal hubungan untuk mengubah kuat tekan beton 28 hari ke

kuat lentur 90 hari untuk beton yang menggunakan aggregate

pecah, menurut NAASRA adalah :

F28 = 0.75 √C28

F90 = 1.1 F28 = 0.83 √C28

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


Dimana : F90 = Kuat lentur Beton 90 hari (Mpa)

F28 = Kuat lentur Beton 28 hari (Mpa)

C28 = Kuat tekan rencana Beton 28 hari (Mpa)

Kuat tekan karakteristik beton pada usia 28 hari untuk

perkerasan jalan dengan beton bertulang harus tidak kurang dari

30 Mpa.

Untuk keperluan praktis dalam perencanaan, harga-harga

dibawah ini dapat digunakan :

Untuk beton normal :

Fc t= 0,556 √F’c (Mpa)

Fr = 0,62 √F’c (Mpa)

Fct= 1,115 √Fct (Mpa)

3. Lalu lintas rencana

Metode penentuan beban lalu lintas rencana untuk perencanaan

tebal perkerasan kaku dilakukan dengan cara mengakumulasikan

jumlah beban sumbu (dalam rencana lajur selama usia rencana)

untuk masing-masing jenis kelompok sumbu, termasuk distribusi

beban ini.

Tahapan yang dilakukan sebagai berikut :

a. Karakteristik kendaraan :

Jenis kendaraan yang diperhitungkan hanya kendaraan niaga

dengan berat total minimum 5 Ton.

Konfigurasi sumbu yang diperhitungkan ada 3 macam yaitu :

Sumbu Tunggal Roda Tunggal (STRT)

Sumbu Tunggal Roda Ganda (STRG)

Sumbu Ganda Roda Ganda (SGRG)

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


b. Tatacara perhitungan Lalu Lintas Rencana :

Hitung Volume Lalu lintas Harian rata-rata (LHR) yang

diperkirakan pada akhir usia rencana, sesuai dengan

kapasitas jalan.

Untuk masing-masing jenis kelompok sumbu kendaraan

niaga, diestimasi angka LHR awal dari kelompok sumbu

dengan beban masing-masing kelipatan 0.5 Ton (5 – 5,5), (5,5

– 6), (6 – 6,5) dsb.

Mengubah beban trisumbu ke beban sumbu ganda

didasarkan bahwa trisumbu setara dengan dua sumbu ganda.

Menghitung jumlah sumbu kendaraan niaga (JSKN) selama

usia rencana.

JSKN = 365 x JSKNH x R

Dimana :

JSKN = Jumlah Sumbu Kendaraan Maksimum

JSKNH = Jumlah Sumbu Kendaraan Maksimum Harian, pada

saat tahun ke 0.

R = Faktor Pertumbuhan Lalu Lintas yang besarnya

berdasarkan faktor pertumbuhan Lalu Lintas Tahunan (i)

dan usia Rencana (n)

Rumus:

(1 + i)n – 1 R =

Menghitung persentase masing-masing kombinasi konfigurasi

beban sumbu terhadap jumlah sumbu kendaraan niaga

harian.

Menghitung jumlah repetisi kumulatif tiap kombinasi

konfigurasi/beban sumbu pada lajur rencana :

JSKN x % kombinasi terhadap JSKNH x Cd

Dimana : Cd = Koefisien Distribusi

4. Lapisan Pondasi Bawah (Sub Base)

Keuntungan digunakannya lapisan pondasi bawah (SubBase)

dibawah perkerasan Kaku, adalah sebagai berikut :

Menambah daya dukung lapisan tanah dasar

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2

e log (1 + i)


Menyediakan lantai kerja yang stabil untuk peralatan konstruksi

Untuk mendapatkan permukaan daya dukung yang seragam

Untuk mengurangi lendutan pada sambungan-sambungan

sehingga menjamin penyaluran beban melalui sambungan muai

dalam jangka waktu lama.

Untuk membantu menjaga perubahan volume lapisan tanah

dasar yang besar akibat pemuaian atau penyusutan.

Untuk mencegah keluarnya air pada sambungan atau tepi-tepi

pelat (pumping).

- Tata cara perencanaan ketebalan

Dalam hal ini digunakan tata cara dimana kebutuhan tebal perkerasan

ditentukan dari jumlah kendaraan niaga selama usia rencana.

Perencanaan tebal pelat didasarkan pada total fatigue mendekati atau

sama dengan 100%.

Tahapan perencanaan adalah sebagai berikut :

1. Tebal pelat.

Prosedur perencanaan :

a. Pilih suatu tebal pelat tertentu

b. Untuk setiap kombinasi konfigurasi dan beban sumbu serta

harga k tertentu maka :

Tegangan lentur yang terjadi pada pelat beton ditentukan dari

grafik.

Perbandingan tegangan dihitung dengan membagi tegangan

lentur yang terjadi pada plat dengan modulus keruntuhan lentur

beton (fr).

Jumlah pengulangan beban yang diijinkan ditentukan

berdasarkan harga perbandingan tegangan pada tabel 7.16

c. Persentase fatigue untuk tiap kombinasi ditentukan dengan

membagi jumlah pengulangan beban rencana dengan jumlah

pengulangan beban ijin.

d. Mencari total fatigue dengan menjumlahkan persentase fatigue

dari seluruh kombinasi konfigurasi / beban sumbu.

e. Langkah-langkah diatas ( a → d) diulangi hingga didapatkan

tebal plat terkecil dengan total fatigue lebih kecil atau sama

dengan 100 %.

2. Dasar penentuan ketebalan

a. Perkerasan bersambung

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


Perencanaan ketebalan pada perkerasan bersambung

merupakan dasar dari penentuan ketebalan.

Dalam merencanakan ketebalan harus diperhatikan

pengurangan dengan adanya tulangan pada sambungan

perkerasan bersambung. Maksud dari pemasangan tulangan

pada perkerasan bersambung adalah untuk memperbolehkan

penggunaan pelat yang panjang untuk menghemat biaya.

Fungsi utama penulangan adalah menyambung permukaan pelat

pada phase terjadi peretakan, dengan adanya tulangan yang

dapat mendukung beban perkerasan maka akan mengurangi

pemeliharaan yang mungkin diperlukan jika timbul retak yang

tidak terawasi.

b. Perkerasan Bertulang Menerus

Data-data berdasarkan penelitian dan teoritis serta hasil

beberapa pengujian pembebanan, seiring dengan pengalaman

dalam pelayanan perkerasan, menurut NAASRA menunjukkan

bahwa dengan kapasitas struktur yang sama, ketebalan

perkerasan beton bertulang menerus hanya membutuhkan 85%

dari ketebalan perkerasan beton bertulang bersambung. Akan

tetapi informasi terakhir menyarankan agar angka pengurangan

tersebut diabaikan.

c. Perkerasan Kaku dengan permukaan Aspal

Ketebalan rencana permukaan aspal pada perkerasan kaku

dihitung dengan :

Menentukan ketebalan dari jenis perkerasan beton semen

yang tidak lazim.

Mengurangi ketebalan perkerasan beton semen setebal 10

mm untuk setiap 25 mm permukaan aspal yang digunakan.

3. Tebal Perkerasan minimum

Ketebalan minimum semua jenis perkerasan kaku yang akan dilalui

kendaraan niaga, tidak boleh kurang dari 150 mm, kecuali

perkerasan bersambung tanpa tulangan tanpa ruji (dowel), tebal

minimum harus 200 mm.

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


BAB IIIBAGAN ALIR

3.1. Metode Asphalt Institute

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2

Menentukan lalu lintas awal, laju pertumbuhan,

mengkonversi EAL untuk Periode Design

Memilih material

Menentukan desain kombinasi ketebalan

Desain Akhir

Ukuran atau Estimasi Subgrade Resilient

Modulus ( Mr )

Konstruksi bertahap

Konstruksi tidak bertahap

Analisa Ekonomi

Start

Finish

KonstruksiBertahap


3.2. Metode AASHTO’93

3.3. Metode NAASRA

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2

Start

Kekuatan Lapisan Tanah Dasar

Kekuatan Beton

Prediksi volume & komposisi LL selama UR

Ketebalan & Kondisi LPB (Sub Base)

Input Parameter Perencanaan

Tentukan Mutu Betonf’c > 30 Mpa fr > 3,5 Mpa

Tentukan Beban LL rencana

Jumlah Sumbu Kendaraan Niaga- JSKN- JSKNH- R

Tentukan Beban LL rencana

Jumlah repetisi Beban- JSKN- JSKNH- Cd

Tentukan CBRUbah tebal plat

rencana Tentukan LPBFinish

Start

Input parameterperencanaan

Tentukan ITPSelama UR

Tentukan ITP1

Tahap I

Tentukan ITP1+2Untuk tahap 1 & 2

Tentukan tebalLapis

perkerasan

KoefisienKekuatan relatif, tebal,koefisien drainase dan indeks tebal perkerasan

Jenis lapisanperkerasan

Batasan waktu dan lalu lintas

Koefisien relatif lapisan :- modulus resilien efektif

tanah dasar [Mr]- Nilai CBRnya

Faktor Lingkungan- Kelembaban dan suhu

Realibilitas,servibilitas dan Tingkat keandalan [R]

Baku keseluruhan [So] dan koefisien drainase [mi]

Karakteristik material lapisan perkerasan dan koefisien kekuatan relatif lapisan

Start

Finish


TentukanKekuatan Plat Beton

- Tebal Rencana > 150 mm- Jmlh % fatigue < 100 %

Tidak

Ya

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


BAB V

KESIMPULAN

Dari penulisan tugas ini, kami dapat mengambil beberapa kesimpulan

yaitu :

Perkerasan jalan adalah konstruksi yg dibangun diatas

lapisan tanah dasar (subgrade) yg berfungsi untuk menopang beban

lalu lintas.

Dalam penulisan ini kami hanya membahas perencanaan

konstruksi jalan atau tebal lapisan perkerasan jalan dengan

menggunakan metode ASPHALT INSTITUTE ,metode AASHTO’93 untuk

perkerasan lentur dan metode NAASRA untuk perkerasan kaku.

Konstruksi Perkerasan Lentur (Flexible Pavement), yaitu

perkerasan yang menggunakan aspal sebagai bahan pengikat.

Lapisan-lapisan perkerasannya bersifat memikul dan menyebarkan

beban lalu lintas ke tanah dasar.

Konstruksi Perkerasan Kaku (Rigid Pavement), yaitu

Perkerasan yang menggunakan semen sebagai bahan pengikat. Pelat

beton dengan atau tanpa tulangan diletakkan diatas tanah dasar

dengan atau tanpa lapis pondasi bawah. Beban lalu lintas sebagian

dipikul oleh pelat beton.

Hal-hal yg perlu dipertimbangkan Dalam perencanaan tebal

perkerasan konstruksi jalan raya antara lain :

Pertimbangan konstruksi dan pemeliharaan

Pertimbangan lingkungan

Evaluasi lapisan tanah dasar

Material perkerasan

Susunan lapisan pada perkerasan lentur

(ASPHALT INSTITUTE dan AASHTO’93) umumnya seperti gambar di

bawah ini:

Keterangan :

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


a. Lapisan permukaan (Surface Course)

b. Lapisan Pondasi atas (Base Course)

c. Lapisan Pondasi Bawah (Sub Base Course)

d. Lapisan Tanah Dasar (Sub Grade)

Jenis LapisanMetode

ASPHALT INSTITUTE AASTHO ‘93

- Lapisan

permukaan (Surface

Course)

- Lapisan Pondasi

atas (Base Course)

- Lapisan Pondasi

Bawah (Sub Base

Course)

- Lapisan Tanah

Dasar (Sub Grade)

100 mm

120 mm

150 mm

4,29 %

75 mm

150 mm

210 mm

3,35 %

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


Susunan lapisan pada perkerasan kaku

(NAASRA) umumnya seperti gambar di bawah ini:

keterangan :

a. Plat beton (Concrete Slab)

b. Lapisan Pondasi bawah (Sub Base Course)

c. Lapisan Tanah Dasar (SubGrade)

Jenis LapisanMetode

NAASRA

- Plat beton

(Concrete Slab)

- Lapisan Pondasi

Bawah (Sub Base

Course)

- Lapisan Tanah

Dasar (Sub Grade)

170 mm

125 mm terikat

3,35 %

SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2


SULTAN HAMKA / D 1 1 1 0 2 0 7 2

Teori Sultan

Documents

Transcript of Teori Sultan