perkerasan jalan

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB IR. ALIZAR, M.T PERENCANAAN PERKERASAN JALAN

MODUL 10

PERENCANAAN PERKERASAN JALAN (3 SKS)

Ir. Alizar,M.T.

POKOK BAHASAN:

PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN LENTUR (MAK BM)

MATERI KULIAH:

Pendahuluan Metoda perencanaan, contoh soal

1. PENDAHULUAN

Konstruksi bertahap adalah konstruksi perkerasan lentur dengan 2 lapis

permukaan yang sejenis dan dikerjakan secara berurutan dengan selang waktu

yang ditetapkan dalam proses desain.

Pekerjaan lapis desain ke 2, dikerjakan pada saat kondisi perkerasan

pertama masih stabil. Inilah yang membedakan dengan pekerjaan peningkatan

jalan, yang biasanya dikerjakan bila perkerasan mencapai titik kritis/runtuh.

Terdapat beberapa pertimbangan mengenai manfaat, yang mendasari

keputusan untuk membuat suatu konstruksi perkerasan bertahap yaitu:

• Memungkinkan peningkatan kondisi perkerasan dengan memperbaiki

kelemahan-kelemahan setempat struktur yang dijumpai pada waktu antara

tahap I dan II

• Jika perkiraan beberi lalu lintas tidak dapat diperkirakan dengan pasti

(perkotaan dengan perkembangan cepat), maka penyesuaian desain dapat

dilakukan pada tahap II

• Jika terdapat kesalahan desain/konstruksi/material, maka koreksi dapat

dilakukan dengan biaya lebih murah, walaupun dari integritas struktur hal ini

sebaiknya dihindari.

• Struktur perkerasan dapat didesain lebih efektif sebagai konsekwensi manfaat

dari 2 hal diatas

• Dapat dilakukan bila pendanaan pembangunan juga harus disediakan secara

bertahap.


2. METODE PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN LENTUR

Yang dimaksud perkerasan lentur (flexible pavement) dalam

perencanaan ini adalah perkerasan yang umumnya menggunakan bahan

campuran beraspal sebagailapis permukaan serta bahan berbutir sebagai

lapisan dibawahnya. Interprestasi, evaluasi dan kesimpulan-kesimpulan yang

akan dikembangkan dari hasil penetapan ini, harus juga memperhitungkan

penerapannya secara ekonomis, sesuai dengan kondisi setempat, tingkat

lainnya, sehingga konstruksi jalan yang direncanakan itu adalah optimal.

Gambar 4.10.1 Susunan Lapisan Perkerasan

Sumber : Standar Nasional Indonesia; SNI 1732-1989-F . Tata Cara

Perencanaan Tebal Perkerasan Jalan Raya Dengan Metode Analisa

Komponen. 1989.

1 Material Perkerasan Jalan

Bagian perkerasan jalan umumnya meliputi lapis pondasi bawah (sub base

course), lapis pondasi (base course), dan lapis permukaan (surface course).

SURFACE

BASE COURSE

SUB BASE COURSE


2. Tanah Dasar

Kekuatan dan keawetan konstruksi perkerasan jalan sangat tergantung dari

sifat-sifatnya dan daya dukung tanah dasar. Umumnya persoalan yang

menyangkut tanah dasar adalah sebagai berikut :

o Perubahan bentuk tetap (deformasi permanen) dari macam tanah

tertentu akibat beban lalu lintas.

o Sifat mengembang dan menyusut dari tanah tertentu akibat perubahan

kadar air.

o Daya dukung tanh yang tidak merata dan sukar ditentukan secara pasti

pada daerah dengan macam tanah yang sangat berbeda sifat dan

kedudukannya, atau akibat pelaksanaan.

o Lendutan dan lendutan balik selama dan sesudah pembebanan lalu

lintas dari macam tanah tertentu.

o Tambahan pemadatan akibat pembebanan lalu lintas dan penurunan

yang diakibatkannya, yaitu pada tanah berbutir kasar (glanula soil) yang

tidak dipadatkan secara baik pada saat pelaksanaan.

3. Lapis Pondasi Bawah

Fungsi lapis bawah antara lain :

o Sebagai bagian konstruksi perkerasan untuk mendukung dan

menyebarkan beban roda.

o Mencapai efisiensi penggunaan material yang relatif murah agar lapisan-

lapisan selebihnya dapat dikurangi tebalnya (Penghematan Biaya

Konstruksi).


o Untuk mencegah tanah dasar masuk ke dalam lapis pondasi.

o Sebagai lapisan pertama agar pelaksanaan dapat berjalan dengan

lancar.

Bermacam-macam tipe tanah setempat (CBR ≥ 20 %, PI ≤ 10 %) yang relatif

lebih dari tanah dasar dapar juga digunakan sebagai bahan pondasi bawah.

Campuran-campuran tanah setempat dengan kapur atau semen dalam

beberapa hal sangat dianjurkan, agar dapat bantuan yang efektif terhadap

kestabilan konstruksi perkerasan.

4. Lapis Pondasi

Fungsi lapis pondasi antara lain :

o Sebagai bagian perkerasan yang menahan beban roda

o Sebagai perletakan terhadap lapis permukaan.

Bermacam-macam bahan alam/bahan setempat (CBR ≥ 50 %, PI ≤ 4 %) dapat

digunakan sebagai bahan lapis pondasi, antara lain : batu pecah, kerikil pecah

dan stabilisasi tanah dengan semen atau kapur.

5. Lapis Permukaan

Fungsi lapis permukaan antara lain :

o Sebagai bahan perkerasan untuk menahan beban

o Sebagai lapisan rapat air untuk melindungi badan jalan dari kerusakan

akibat cuaca

o Sebagai lapisan aus (Wearing Course)


Bahan untuk lapis permukaan umumnya adalah sama dengan bahan untuk

kedap air, disamping itu bahan aspal sendiri memberikan bantuan tegangan

tarik, yang berarti mempertinggi daya dukung lapisan terhadap beban roda lalu

lintas.

Pemilihan bahan untuk lapis permukaan perlu dipertimbangkan kegunaan,

umur rencana serta pentahapan konstruksi, agar dicapai manfaat yang

sebesar-besarnya dari biaya yang dikeluarkan.

6. Parameter-Parameter Perencanaan

Parameter-parameter Pendukung dalam perencanaan perkerasan lentur terdiri

dari parameter Lalu lintas dan daya dukung tanah dasar

6.1 Lalu Lintas

o Jumlah dan Koefisien Distribusi Kendaraan (C)

Jalur rencana meru[akan salah satu jalur lalu lintas dari suatu ruas jalan

raya, yang manampung lalu lintas terbesar. Jika jalan tidak memiliki tanda

batas jalur, maka jumlah jalur ditentukan dari lebar perkerasan menurut

daftar dibawah ini :

Tabel 4.12.1 Pedoman Penentuan Jumlah Jalur

Lebar Perkerasan (L) Jumlah jalur (n)

L < 5,50 m

5,50 m ≤ L ≤ 8,25 m

8,25 m ≤ L ≤ 11,25 m

11,25 m ≤ L ≤ 15,00 m

1 jalur

2 jalur

3 jalur

4 jalur


15,00 m ≤ L ≤ 18,75 m

18,75 m ≤ L ≤ 22,00 m

5 jalur

6 jalur



Komponen. 1989.

o Angka Ekivalen (E) masing-masing golongan beban sumbu (setiap

kendaraan) ditentukan menurut rumus daftar dibawah ini :

Angka Ekivalen beban satu sumbu sumbu tunggal = ( tunggal dalam kg )4

8160

Angka Ekivalen beban satu sumbu sumbu ganda = ( ganda dalam kg )4

8160

o Lalu lintas Harian Rata-rata dan rumus-rumus Lintas Ekivalen.

1. lalu lintas Harian rata-rata (LHR) setiap jenis kendaraan

ditentukan pada awal rencana, yang dihitung untuk dua arah pada

jalan tanpa median atau masing-masing arah pada jalan denga

median.

2. Lintas Ekivalen Permulaan (LEP) dihitung dengan rumus sebagai

berikut :

LEP = ∑=

n

j 1

LHRj x Cj x Ej

Catatan : j = Jenis Kendaraan


Tabel 4.12.2. Koefisien Distribusi ke Lajur Rencana (C)



Komponen. 1989.

3. Lintas Ekivalen Akhir (LEA) dihitung dengan rumus sebagai

berikut :

LEP = ∑=

n

j 1

LHRj (1+i) UR x Cj x Ej

Catatan : i = perkembangan lalu lintas

J = Jenis Kendaraan

4. Lintas Ekivalen Tengah (LET) dihitung dengan rumus sebagai

berikut :

LET = 2

LEALEP +

5. Lintas Ekivalen Rencana (LER) dihitung dengan rimus sebagai

berikut :

LER = LET x FP

Faktor penyesuaian (FP) tersebut diatas ditentukan dengan rumus

:

FP = UR/10


6.2. Daya Dukung Tanah Dasar (DDT) dan CBR.

Daya dukung tanah dasar (DDT) ditetapkan berdasarkan grafik korelasi. Yang

dimaksud dengan harga CBR disini adalah harga CBR lapangan atau CBR

laboratorium.

CBR laboratorium ini biasanya dipakai untuk perencanaan pembangunan jalan

baru. Sementara ini dianjurkan untuk mendasarkan data dukung tanah dasar

hanya kepada pengukuran nilai CBR. Cara-cara ini hanya digunakan bila telah

disertai dat-data yang dapat dipertanggungjawabkan. Cara-cara lain dapat

berupa : Group Index, Plate Bearing Test atau R-Value.

Grafik 4.13.1 Korelasi antara nilai CBR dan DDT




Komponen. 1989.

6.3 Faktor Regional (FR)

Keadaan lapangan mencakup permeabilitas tanah, perlengkapan drainase,

bentuk alinemen serta persentase kendaraan dengan berat ≥ 13 ton, kendaraan

yang berhenti, sedangkan keadaan iklim mencakup curah hujan rata-rata per

tahun.

Tabel 4.13.2 Faktor Regional



Komponen. 1989.

6.4 Indeks Permukaan


Indeks Permukaan ini menyatakan daripada kerataan/kehalusan serta

kekokohan permukaan yang bertalian dengan tingkat pelayanan bagi lalu lintas

yang lewat. Adapun beberapa nilai IP beserta artinya adalah seperti yang

tersebut dibawah ini:

IP = 1,0 : adalah menyatakan permukaan jalan dalam keadaan rusak berat

sehingga sangat mengganggu lalu lintas kendaraan.

IP = 1,5 : adalah tingkat terendah yang masih mungkin (jalan tidak terputus).

IP = 2,0 : adalah tingkat pelayanan rendah bagi jalan yang masih mantap.

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

6.5 Koefisien Kekuatan Relatif (a)

Koefisien Kekuatan Relatif (a) masing-masing bahan dan kegunaannya sebagai

lapis permukaan, pondasi, pondasi bawah, ditentukan secara korelasi sesuai

nilai Marshall Test (untuk bahan dengan Aspal), kuat tekan (untuk bahan yang

distabilkan dengan semen atau kapur), atau CBR (untuk bahan pondasi

bawah).

Jika alat Marshall Test tidak tersedia, maka kekuatan (stabilitas) bahan

beraspal bisa diukur dengan cara lain seperti hveem Test, Hubbart Field, dan

Smith Triaxial.

Tabel 6.5 Koef. Kekuatan Relatif (a)




Komponen. 1989.

6.6 Tahap Perhitungan Perencanaan Perkerasan

Pada tahap perhitungan perencanaan ini hal-hal yang dilakukan adalah analisa

komponen perkerasan dan metoda konstruksi bertahap.


7. Analisa Komponen Perkerasan

Perhitungan perencanaan ini didasrkan pada kekuatan relatip masing-masing

lapisan perkerasan jangka panjang, dimana penentuan tebal perkerasan

dinyatakan oleh ITP (Indeks Tabel Perkerasan), dengan rumus sebagai berikut

:

ITP = a1D1 + a2D2 + a3D3

a1,a2,a3 = Koefisien kekuatan relatip bahan perkerasan

D1,D2,D3 = Tebal masing-masing lapis perkerasan.

Angka 1,2, dan 3 : masing-masing untuk permukaan lapis pondasi dan lapis

pondasi bawah.

Tabel 4.14.1.1 Tebal Minimum Lapisan Permukaan



Komponen. 1989.

Tabel 4.14.1.2. Tebal Minimum Lapisan Pondasi




Komponen. 1989.

8. Metode Konstruksi Bertahap

Metode perencanaan konstruksi bertahap didasarkan atas konsep “sisa umur”.

Perkerasan berikutnya direncanakan sebelum perkerasan pertama mencapai

keseluruhan “masa fatique”. Untuk itu tahap diterapkan bila jumlah kerusakan

(cumulative damage) pada tahap pertama mencapai k.l. 60 %.

Untuk demikian ketentuan diatas maka dipilih waktu tahap pertama antara 25 %

-50 % dari waktu keseluruhan. Misalnya ; UR = 20 tahun. Maka tahap I antara 5

-10 tahun.

o Jika pada akhir tahap I tidak ada sisa umur (sudah mencapai fatique,

misalnya timbul retak), maka tebal perkerasan tahap I didapat dengan

memasukkan lalu lintas sebesar LER1.


o Jika pada akhir tahap II diinginkan adanya sisa umur k.l. 40 % maka

pekerjaan tahap I perlu ditebalkan dengan memasukkan lalu lintas

sebesar x LER1.

o Dengan anggapan sisa umur linier dengan sisa lalu lintas, maka :

x LER1 = LER1 + 40 % x LER1 (tahap I plus) (tahap I) (sisa tahap I)

diperoleh x = 1,67

o Jika pada akhir tahap I tidak ada sisa umur maka tebal perkerasantahap

II didapat dengan memasukkan lalu lintas sebesar x LER2.

o Tebal perkerasan tahap I + II dengan memasukkan lalu lintas sebesar y

LER 2. karena 60 % y LER 2 sudah dipakai pada tahap I, maka :

x LER2 = 60 % y LER1 + 40 % x LER1 (tahap I + II) (tahap I) (sisa tahap I)

diperoleh y = 2.5

o Tebal perkerasan tahap II diperoleh dengan mengurangkan tebal

perkerasan tahap I + II (lalu lintas y LER 2) terhadap tebal perkerasan I

(lalu lintas x LER1).

o Dengan demikian pada tahap II diperkirakan ITP2 dengan rumus :

ITP2 = ITP – ITP1

ITP dapat dari nomogram dengan LER = 2,5 LER2

ITP1 didapat dari nomogram dengan LER = 1,67 LER1.


9. CONTOH SOAL

Rencanakan tebal perkerasan untuk jalan 2 jalur, data lalu lintas tahun 1981

seperti di bawah ini, dan umur rencana

a. 5+15 tahun

b. 7+13 tahun

Jalan dibuka tahun 1985 (1 selama masa pelaksanaan 5%/th).

Perkembangan lalu lintas untuk UR 20 tahun =6%. Data lalu lintas dan bahan

sebagai berikut:

Jenis kendaraan Jml. Lalin Jenis bahan perkerasan

Kend. Ringan 2 ton 1000 kend Asbuton (MS 744). al =0,35

Bus 8 ton 300 kend Batu pecah(CBR 100)...a2 = 0,14

Truk 2 as 13 ton 50 kend Sirtu (CBR 50)…….a3 = 0,12

Truk 3 as 20 ton 30 kend

Truk 5 as 30 ton 10 kend

LHR 1981 =1390 kend./hari/2jalur

Penyelesaian:

• LHR pada awal umur rencana,(1985), 15%, H = 4

Kend. Ringan 2 ton 1000 x (1 +0,05)4 = 1215,5 kend

Bus 8 ton 300x (1 +0,05)4 = 364,7 kend

Truk 2 as 13 ton 50 x (1 +0,05)4 = 60,8 kend

Truk 3 as 20 ton 30 x (1 +0,05)4 = 36,5 kend

Truk 5 as 30 ton 10x (1 +0,05)4 = 12,2 kend


• LHR pada tahun ke 5 dan tahun ke 20

Kend. Ringan 2 ton 1215,5 x (1 +0,06)5 = 1626,6 1215,5 x (1 +0,06)20 = 3898,3

Bus 8 ton 364,7x (I +0,06)5 = 488,7 364,7 x (1+0,06)20 =1169,6

Truk 2 as 13 ton 60,8 x (1 +0,06)5 = 81,4 60,8 x (1 +0,06)20 = 195,0

Truk 3 as 20 ton 36,5x (1 +0,06)5 = 48,8 36,5 x (1 +0,06)20 = 117,1

Truk 5 as 30 ton 12,2 x (1+0,06)5 = 16,3 12,2 x (1 +0,06)20 =39,1

• LHR tahun ke 7

Kend. Ringan 2 ton 1215,5 x (1+0,06)7=1827,7

Bus 8 ton 364,7 x (1+0,06)7=548,4

Truk 2 as 13 ton 60,8 x (1+0,06)7=91,4

Truk 3 as 20 ton 36,5 x (1+0,06)7=54,9

Truk 5 as 30 ton 12,2 x (1+0,06)7=18,3

Menentukan E masing-masing kendaraan

Jenis kendaraan Distribusi beban sumbu Ekivalensi

Kend. Ringan 2 ton 1+1 0,0002 + 0,0002 = 0,0004

Bus 8 ton 3+5 0,0183 + 01410 = 0,1593

Truk 2 as 13 ton 5+8 0,1410 + 0,9238 = 1,0648

Truk 3 as 20 ton 6+14 (D) 0,2923 + 0,7452 = 1,0375

Truk 5 as 30 ton 6+14 (D) + 5.5 1,0375+2(0,1410)=1,3195

Lintas ekivalen permulaan (LEP) ε LHRj x Cj xEj

Jenis kendaraan Perhitungan LEP

Kend. Ringan 2 ton 0,5 x 1215,5 x 0,0004 0,243

Bus 8 ton 0,5 x 364,7 x 0,1593 29,046

Truk 2 as 13 ton 0,5 x 60,8 x 1,0648 32,370

Truk 3 as 20 ton 0,5 x 1,0375 x 36,5 18,934

Truk 5 as 30 ton 0,5 x 12,2 x 1,3195 8,048

LEP =88,643


Lintas ekivalen akhir (LEA) = ε LHRj (1+i)UR x Cj x Ej

Jenis kendaraan Perhitungan LEA


Bus 8 ton 0,5 x 488,0 x 0,1593 38,869

Truk 2 as 13 ton 0,5 x 81,4 x 1,0648 43,337

Truk 3 as 20 ton 0,5 x 48,8 x 1,03 75 25,315

Truk 5 as 30 ton 0,5 x 16,3 x 1,3195 10,754

LEA5 = 118,6



Bus 8 ton 0,5 x 548,4 x 0,1593 43,680

Truk 2 as 13 ton 0,5 x 91,4 x 1,0648 48,661

Truk 3 as 20 ton 0,5 x 54,9 x 1,0375 28,479

Truk 5 as 30 ton 0,5 x 18,3 x 1,3195 12,073

LEA7 = 133,258



Bus 8 ton 0,5 x 1169,6 x 0,1593 93,159

Truk 2 as 13 ton 0,5 x 195,0 x 1,0648 103,818

Truk 3 as 20 ton 0,5 x 117,1 x 1,0375 60,746

Truk 5 as 30 ton 0,5 x 39,1 x 1,3195 25,794

LEA20 = 248,297

Lintas ekivalen tengah (LET) = (LEP + LEA)/2

LET5 = (88,643 +118,6)/2

= 104

LET15 = (118,6 + 248,297)/2

= 183

LET7 = (88,643 +133,253)/2

= 110

LET20 = (133,258 + 248,297)/2

= 191


Lintas ekivalen rencana (LER) = LET x(UR/10)

LER5 = 104 x (5/10)

= 52

LER15 = 183 x (15/10)

= 191

LER7 = 110 x (7/10)

= 77

LER13 = 191 x (13/10)

= 248

1,67 x LER7 = 129

2,5 x LER13 = 620

• Menentukan ITP:

CBR subgrade = 3,4%; 1)DT =( 4,3 log 3,4 )+1,7 4

JPt 2,0 ; Ipo = 3,9-3,5; FR 1,0

Berdasar data tersebut, didapat nomogram no. 4. Di SNI-1732-1989-F untuk

menentukan ITP.

1,67 x LER5 = 87 ITP5 = 7,0

2,5 x LER.15 = 688 ITP5+15 = 9,7

1,67 x LER7 = 129 ITP7 = 7,5

2,5 x LER13 = 620 ITP7+13 = 9,6

• Menetapkan tebal perkerasan UntukUR (5+15) tahun:

ITP = a1.D1 + a2.D2 + a3.D3

7,00,35.D1 +0,14x20+0,12x 10

7,0 = 0,35D1 +4

D1 = 8,6cm = 9crn

ITP = a1.D1 + a2.D2 + a3.D3

9,7=0,35.D1 + 0,14 x 20+0,12x 10

9,7 = 0,35 D1 + 4


D1 = 16,3 cm = 16.5 cm

Untuk tebal pondasi bawah (D3) berdasar SNI 1732-1 989-F DAFTAR VIII, tebal

minimum yang dipersyaratkan adalah 10 cm. Sedangkan untuk lapis pondasi

atas 20 cm (batu pecah, ITP 7,5-9,99). Sehingga lapis perkerasan dapat

digambar sebagai berikut:

UntukUR (7+13) tahun:

ITP = a1.D1 ± a7.D2 + a3.D3

9,60,35.D1 +0,14x20+0,12x 10

9,6 = 0,35 D1+4

D1 = 16cm

lIP = a1.D1 + a2.D2 ± a3.D3

7,50,35.D1+0,14x20+0,12x 10

7,5 = 0,35 D1 +4

D1 = l0cm

Untuk tebal pondasi bawah (D3) herdasar SNI 1732-1989-F DAFTAR VIII, tebal

minimum yang dipersyaratkan adalah 10 cm. Sedangkan untuk lapis pondasi

atas 20, cm (batu pecah, ITP 7,5-9,99). Sehingga lapis perkerasan dapat

digambar sebagai berikut:

perkerasan jalan

Documents