FAKTOR YANG PERLU DIAMBIL KIRA DALAM

REKA BENTUK KETEBALAN UNSUR TURAPAN

LENTUR SERTA KAEDAH TATACARA JKR

Falsafah reka bentuk turapan berbeza sedikit daripada reka bentuk

kejuruteraan awam yang lain, seperti struktur dan asas bangunan.

Pendekatan reka bentuk struktur begini melibatkan masalah kegagalan

struktur, sama ada untuk jangka pendek atau jangka panjang.

Walau bagaimanapun, mutu turapan menurun dengan peredaran masa,

dan kadarnya bergantung pada mutu bahan, pengaruh alam sekitar, dan

pembebanan lalu lintas.

Objektif reka bentuk turapan adalah untuk memilih bahan binaan dan

menentukan ketebalan setiap lapisan supaya turapan mampu melindungi

subgred daripada kesan pembebanan lalu lintas.

Tebal tiap-tiap lapisan dikadarkan supaya tegasan beban tayar yang

muncul tidak melampaui had tegasan bahan dan keupayaan galas asas

jalan raya.

Permukaan turapan mestilah menawarkan satu permukaan yang rata,

tidak menggerutu, dan rintangan kelincir yang mencukupi.

Kita inginkan satu reka bentuk yang paling rendah kosnya disamping

memastikan kenderaan dapat bergerak dengan lancar lagi selamat.

1

Terdapat 4 kaedah reka bentuk iaitu; kaedah indeks kumpulan, kaedah

road note 29, kaedah road note 31, kaedah shell, dan kaedah yang

digunakan oleh Jabatan Kerja Raya.

STRUKTUR TURAPAN LENTUR

Lapisan penghausan

Lapisan asas

Tapak jalan

Subtapak

Subgred

Rajah 1.1: Struktur turapan lentur

Terdiri daripada 4 lapisan:

1. Subtapak:

I. Membantu pengagihan beban

II. Membantu penyaliran subgred

III. Jalan sementara

IV. Pelindung subgred

2. Tapak jalan

I. Lapisan pengagih beban utama.

2

3. Pengikat

I. Menyokong lapisan penghausan

II. Menyediakan permukaan yang selesa dan selamat

4. Penghausan

I. Menerima beban lalulintas

II. Menyediakan permukaan yang selesa dan selamat

Peranan turapan

1. Cukup tebal – agih beban subgred tidak berubah bentuk

2. Cukup kuat – tanggung tegasan lalulintas

3. Kalis air – melindungi subgred

4. Tekstur baik – tahan gelincir dan selamat

SKOP REKA BENTUK TURAPAN

Skop reka bentuk turapan berkait rapat dengan fungsi turapan itu sendiri. Secara

ringkas, turapan seharusnya memainkan peranan berikut :

a. Ketebalan turapan mestilah mencukupi untuk mengagihkan beban tayar di

permukaan sehingga lapisan subgred mampu menampungnya tanpa

berubah bentuk.

b. Kekuatan turapan sendiri mestilah sepadan untuk menampung tegasan

yang dibebankan ke atasnya.

c. Turapan jalan raya mestilah kalis air terhadap air permukaan. Jika tidak,

penyusupan air akan melemahkan subgred dan seterusnya

memusnahkan turapan.

d. Tekstur permukaan turapan mestilah memiliki ciri tahan kelincir yang

memuaskan.

3

FAKTOR YANG DIAMBIL KIRA DALAM REKA BENTUK

TURAPAN

KRITERIA KEGAGALAN

Dengan peredaran masa, mutu tunggangan jalan raya menurun kerana

berlakunya pemadatan, dan seterusnya menyebabkan perubahan bentuk

setiap lapisan turapan dan subgred.

Keadaan ini lebih nyata berlaku pada lorong perlahan. Dalam reka bentuk

turapan, rujukan pada satu criteria perlu dibuat untuk menentukan akhir

hayat sesebuah turapan.

Garis panduan ini penting, terutama sekali dalam kerja penyenggaraan,

kerana jurutera senggara lebih berminat mengenal pasti situasi dan masa

prakegagalan supaya keperluan kerja penyenggaraan dapat dikenal pasti

atau turapan dapat dikuatkan.

Croney mendefinisikan kegagalan sebagai perubahan bentuk atau

pesongan sebanyak 20 mm pada lorong tayar tidak laju yang diukur dari

aras asal. Keadaan ini dilambangkan dalam Rajah 2.

Jika keadaan yang digambarkan dalam Rajah 2 berlaku, turapan atau

jalan raya dikatakan telah gagal dan usaha penyenggaraan perlu

dilaksanakan segera.

Apabila had pesongan yang tersebut di atas dilampai, lapisan permukaan

mula retak, dan air dapat menyusup ke subgred serta berupaya

memusnahkan keseluruhan turapan.

4

Lorong Perlahan Lorong Laju

20 mm

Rajah 1.2: Kriteria Kegagalan

PEMBEBANAN LALU LINTAS

Beban lalu lintas termasuklah :

1. Beban gandar dan tayar

2. Susunan gandar dan tayar

3. Tekanan tayar dan luas sentuhan

4. Jumlah bertokok beban tayar atau beban gandar

BEBAN GANDAR DAN TAYAR

Beban kenderaan disalurkan ke permukaan turapan

melalui gandar dan tayar pneumatic.

Walaupun saiz dan berat kenderaan yang menggunakan

turapan berbeza, namun yang penting diambil kira dalam reka bentuk

dan prestasi turapan ialah berat setiap gandar dan tayar.

Kenderaan berat lazimnya mempunyai lebih banyak

gandar untuk mengurangkan berat tiap-tiap gandar, dan kadang kala

mempunyai jumlah tayar yang banyak pada setiap gandar untuk

mengurangkan berat tiap-tiap tayar yang terdapat pada gandar.

Apabila beban tayar dinaikkan, tegasan tegak pada lapisan

bawah didapati meningkat dengan lebih cepat jika dibandingkan

dengan tegasan tegak pada permukaan.

Keadaan ini berlaku kerana kawasan sentuhan di antara

permukaan jalan raya dengan tayar pneumatic menjadi semakin luas

apabila tayar terpesong dangan meningkatnya beban kenaan.

5

Ketika kenderaan berhenti di jalan raya, beban terus

bertindak pada kawasan sentuhan di antara tayar dengan permukaan

jalan raya. Dengan itu, tegasan static muncul.

Tatkala dalam perjalanan pula, kenderaan akan bergerak

ke atas dan ke bawah kerana permukaan jalan raya yang tidak begitu

rata, tiupan angin, dan sebagainya.

Permukaan jalan raya seolah-olah dihentak-hentak oleh

tayar. Oleh itu, di samping tegasan static, tegasan dinamik muncul

juga ketika kenderaan bergerak. Keamatan kedua-dua tegasan

tersebut paling tinggi pada permukaan jalan raya dan tersebar ke

seluruh struktur tegak yang terlibat.

Apabila luas sebaran meningkat, keamatan tegasan

berkurang hingga kepada nilai minimum pada permukaan subgred. Di

sini, nilai tegasan mestilah rendah dan berada dalam batas

kemampuan subgred menyokongnya dengan tidak berubah bentuk.

SUSUNAN GANDAR DAN TAYAR

Kenderaan kereta penumpang menggunakan dua gandar dengan

satu tayar pada tiap-tiap hujungnya.

Kenderaan yang lebih berat mempunyai dua tayar pada hujung

setiap gandar. Kenderaan yang lebih berat lagi mungkin mempunyai

susunan gandar berbilang, dan gandar yang berturutan mungkin

berada berhampiran dengan gandar yang sebelumnya.

Kapal terbang Boeing pula menggunakan susunan gandar dan

tayar yang lebih sulit untuk mengurangkan berat tiap-tiap gandar dan

tayar.

Kajian susunan tayar dan gandar lebih penting untuk reka bentuk

turapan landasan kapal terbang daripada turapan jalan raya. Dalam

reka bentuk turapan jalan raya, kesannya terbatas pada lapisan atas

turapan sahaja.

6

TEKANAN TAYAR DAN LUAS SENTUHAN

Tekanan sentuhan antara permukaan jalan raya dengan tayar, P

mempengaruhi tegasan dan keanjalan yang dikenakan pada lapisan

atas turapan. Jika W ialah berat beban tayar dan A ialah luas

sentuhan, maka

P = W

A

Kawasan sentuhan antara permukaan jalan raya dengan tayar

pneumatic sebenarnya berbentuk elips, tetapi boleh diandaikan

berbentuk bulat. Dalam kes ini, anggaran luas sentuhan A ialah a2 jika

a ialah jejari bulatan.

O’Flaherty telah merumuskan beberapa kajian yang telah dibuat

berkaitan dengan hubungan tiga parameter yang tertera dalam

persamaan.

Magnitud tekanan sentuhan diandaikan bersamaan dengan

tekanan tayar dan nilai terbesar berlaku di tengah kawasan sentuhan

(pada pusat bulatan), tetapi diandaikan sekata.

Bagi beban tayar malar, tekanan tegak di atas permukaan jalan

meningkat secara lelurus dengan meningkatnya tekanan ke atas jalan

pada pertengahan luas sentuhan tayar.

Di samping itu, luas kawasan sentuhan menurun kerana hasil

darab antara luas sentuhan dengan tekanan sentuhan adalah hampir

malar.

7

Dalam reka bentuk turapan, ketebalannya bergantung pada berat

beban tayar, manakala kualiti bahan permukaan dipengaruhi oleh

tekanan tayar.

JUMLAH BERTOKOK BEBAN TAYAR ATAU BEBAN GANDAR

Pengenaan beban tayar meninggalkan kesan yang bertokok ke

atas turapan dan dapat mencetuskan kegagalan lesu.

Oleh yang demikian turapan perlulah direka bentuk untuk suatu

tempoh tertentu sebelum usaha penguatan semula turapan diperlukan.

Pereka bentuk hendaklah menganggarkan jumlah bertokok beban

yang bakal dibawa oleh turapan dalam tempoh tersebut.

KUASA PEMUSNAHAN LALU LINTAS

Lalu lintas yang menggunakan jalan raya terdiri daripada berbagai-bagai

jenis, dengan berat dan jumlah gandar yang berbeza-beza.

Untuk mentaksirkan kesan pemusnahannya ke atas turapan, kesan yang

ditinggalkan oleh beban yang berbeze-beza saiznya mestilah diberi

perhitungan wajar.

Untuk maksud ini, beberapa kaedah reka bentuk turapan menyatakan

kepelbagaian lalu lintas ini dalam bentuk nombor setara beban gandar

piawai.

Berat beban gandar piawai, L yang digunakan ialah 80 kN atau 8200 kg

atau 18000 Ib. Nilai ini ditentukan daripada Ujian Jalan AASHO.

Satu unit gandar piawai menyebabkan satu unit musnah dan kesan

beban setaranya dikira.

8

Konsep beban setara bermakna bahawa sekali pengenaan beban

kenaan, L, bersamaan dengan kuasa pemusnahannya ke atas turapan

dengan F kali pengenaan beban piawai 80 kN. Nilai F ditentukan

daripada hukum kuasa empat, seperti yang dinyatakan oleh

persamaan ini:

F = [L/L5]4

F disifatkan sebagai factor setaraan sesuatu beban. Oleh itu, jika berat

beban kenaan diketahui, maka jumlah pengenaannya didarabkan

dengan factor setaraan untuk menentukan jumlah gandar seberat

8200 kg yang mempunyai kesan pemusnahan setara ke atas turapan.

Contoh:

Jika L = 9 kN,

Maka F = (9/80)4

= 0.00016

= 1/6250

Ertinya 6250 kali pengenaan beban L sama kesan pemusnahannya ke

atas turapan dengan sekali pengenaan beban L.

Berat kereta penumpang lebih kurang 8 kN. Ini bermakna F =

(8/80)4 = 0.0001 = 1/10000 gandar piawai.

Ertinya kuasa pemusnahan 10000 pengenaan kereta setara

dengan kuasa pemusnahan satu gandar piawai 80 kN.

Oleh itu, kuasa pemusnahan kereta penumpang terlalu kecil dan

wajar diabaikan dalam reka bentuk, walaupun jumlahnya banyak.

9

Kebanyakan kaedah reka bentuk turapan mengabaikan kereta

penumpang, tetapi mengambil kira hanya kenderaan perdagangan

yang berat tanpa muatannya melebihi 15000 kg.

KESAN ALAM SEKITAR

Turapan terdedah pada beberapa factor persekitaran yang berupaya

menggagalkan turapan tanpa pengenaan beban lalu lintas.

Dua faktor utama yang berkaitan dengannya ialah lembapan dan suhu.

Kuasa pemusnahan lembapan dan suhu tidak boleh diabaikan.

LEMBAPAN

Lembapan mempengaruhi kestabilan dan kekuatan tanah subgred.

Malahan, lembapan atau air merupakan unsur yang paling

berpengaruh dalam semua kajian kestabilan tanah.

Tanah menjadi lemah apabila kandungan lembapannya meningkat.

Dalam reka bentuk turapan, kekuatan tanah subgred dinyatakan oleh

Nisah Galas California (NGC). Nilai NGC yang tinggi menunjukkan

kekuatan tanah yang kuat.

Apabila turapan dibina, tanah terkedap dan penyejatan air

terhalang. Kandungan lembapan seterusnya meningkat.

Fenomena ini mengambil masa yang panjang untuk mencapai nilai

kandungan lembapan maksimum seimbang, bergantung pada

kedalaman air bumi.

Untuk reka bentuk, ciri tanah pada lembapan yang paling kritis

harus dipastikan.

Apabila air menimpa dan bertakung di atas permukaan jalan raya,

rintangan kelincir menurun.

10

Rintangan kelincir yang rendah sebahagian besarnya disebabkan

oleh kesan pelinciran dan sesaran selaput air di antara muka tayar

dengan turapan.

Kesan yang lebih ketara dirasakan apabila laju kenderaan dan

kedalaman air meningkat. Ketika bergerak dengan deras, lapisan air

cuba merintang daripada disesar. Satu baji air terbentuk pada antara

muka.

Komponen tegak daya rintangan lama-kelamaan akan mengangkat

tayar dan seterusnya mengurangkan luas kawasan sentuhan antara

tayar dengan turapan sehingga akhirnya tayar terangkat terus dari

permukaan.

Apabila keadaan begini berlaku, kenderaan dikatakan sedang

menyatah air. Oleh sebab itulah permukaan jalan raya dikamberkan

untuk menghalang air daripada bertakung supaya fenomena

penyatahan air tidak berlaku.

SUHU

Suhu mempengaruhi sifat mekanik bahan berbitumen, khususnya

kekuatan.

Apabila suhu bertambah, kekuatan bahan berbitumen menurun lalu

menyebabkan lebih banyak beban disalurkan ke bahagian lapisan

bawah. Jika kuantiti bitumen di dalam campuran berlebihan, suhu

tinggi dapat mencetuskan masalah pembengkakan (fatting up).

Beban tayar memaksa keseluruhan agregat masuk dan terbenam

di dalam pengikat dan menyebabkan kehilangan kedua-dua tekstur

mikro dan makro.

Suhu mempengaruhi prestasi turapan tegar juga, khusunya

prestasi papak konkrit. Konkrit mengembang apabila suhu meningkat

dan mengecut apabila suhu menurun.

Untuk menyelesaikan masalah ini, beberapa jenis sambungan

dibina pada turapan tegar.

11

UJIAN JALAN SKALA PENUH DI TAPAK

UJIAN JALAN TRRL

Pada tahun 1957 di United Kingdom, Transport and Road

Research Laboratory (TRRL) telah melancarkan satu ujian reka bentuk

turapan skala penuh di Alconbury Hill, Huntingdonshire.

Panjang seksyen ujian turapan konkrit sahaja lebih kurang 1500 m,

mengandungi 35 seksyen ujian, dan merupakan sabahagian daripada

jalan raya yang menghubungkan London dengan Edinburgh.

Penelitian data yang diperoleh daripada percubaan skala penuh

seperti ini telah digunakan untuk menyemak dan merumuskan tatacara

serta kaedah reka bentuk turapan, seperti yang termaktub di dalam

Road Note 29.

Kebanyakan turapan di United Kingdom direka bentuk

berdasarkan kaedah yang diberikan di dalam buku panduan Road

Note 29 ini.

UJIAN JALAN AASHO

Satu lagi contoh ujian skala penuh besar-besaran telah dilancarkan

di Amerika Syarikat oleh Association of State Highway Officialc

(AASHO).

Tapak ujian ini terletak di Ottawa, Illinois. Berbeza daripada Ujian

Jalan TRRL, beberapa seksyen ujian memang khusus dibina untuk

tujuan ujian dan tidak membentuk sebahagian daripada jalan raya

sedia ada.

12

Seksyen yang dikaji berbentuk gelung 4 lorong, dan terdapat enam

gelung kesemuanya.

Hasil penemuan daripada Ujian Jalan AASHO ini telah banyak

memberi sumbangan terhadap reka bentuk turapan, bukan sahaja di

Amerika Syarikat tetapi di tempat-tempat lain juga.

Banyak kaedah reka bentuk turapan boleh lentur menggunakan

nilai faktor setaraan yang dirumuskan daripada Ujian Jalan AASHO ini

untuk menukarkan tiap-tiap beban gandar menjadi jumlah laluan

gandar piawai (8200 kg) yang setara sebelum lengkung reka bentuk

digunakan.

KAEDAH REKA BENTUK TURAPAN BOLEH

LENTUR

Kaedah reka bentuk turapan boleh lentur digolongkan kepada dua

kategori, iaitu;

kaedah separa ghalib

kaedah rasional,analisis atau teori

Kebanyakkan reka bentuk turapan masih menggunakan tatacara ghalib

yang didasarkan kepada pengalaman. Tatacara reka bentuk dibuat

dengan merujuk prestasi sebenar stuktur turapan sedia ada berdasarkan

ujian jalan yang sebenarnya yang telah dilaksanakan oleh AASHO DAN

TRRL.

Tatacara reka bentuk rasional masih kurang digunakan dengan meluas

kerana tatacara yang sedemikian masih lagi dalam peringkat

penyelidikan.

13

KAEDAH REKA BENTUK GHALIB

Kaedah ghalib berasaskan pengalaman di samping data ujian skala

penuh ke atas jalan raya sedia ada di tapak serta uji kaji makmal

subgred dan bahan turapan.

Tebal turapan dikaitkan dengan keputusan sukatan kualiti

subgred,bahan turapan dan beban lalu lintas.

Tiap- tiap jalan raya ujian dibahagikan kepada beberapa seksyen

pendek. Ketebalan dan jenis satu atau lebih daripada satu lapisan

diubahsuaikan.

Semenjak jalan raya mula dibuka kepada lalu lintas, prestasi sesebuah

seksyen turapan diperhatikan. Keputusan ujian ke atas ratusan

seksyen seumpama ini digabungkan untuk dijadikan asas tatacara

reka bentuk turapan.

Jelasnya kaedah ini didasari oleh ujikaji semata- mata dan tidak

melibatkan teori. Kaedah Indeks kumpulan, Road Note 29 dan Road

Note 31 termasuk dalam kategori ini.

KAEDAH INDEKS KUMPULAN

Berdasarkan maklumat taburan saiz zarah,had cecair dan indeks

keplastikan sesuatu kumpulan tanah subgred diberikan nombor

indeks, GI berasaskan persamaan dibawah :

GI = 0.2a + 0.005ac + 0.01bd

14

Dimana ;

a dan b = melambangkan peratus tanah yang melepasi ayak piawai

tertentu

c dan d = melambangkan had cecair dan indeks keplastikan tanah.

Subgred dan lalu lintas masing – masing digolongkan kepada lima

kategori dan tiga kategori. Berpandukan kategori subgred dan lalu

lintas,ketebalan turapan dapat dikenal pasti daripada lengkung yang

disediakan.

KAEDAH ROAD NOTE 29

Tatacara reka bentuk turapan menurut Road Note 29, yang

dirumus oleh TRRL,digunakan secara meluas di serata dunia.

Jabatan Kerja Raya Malaysia pernah menggunakan kaedah ini

pada masa lalu. Konsep gandar piawai setara digunakan.

Berat gandar piawai ialah 80 kN atau 8200 kg. Kenderaan

perdagangan didefinisikan sebagai kenderaan yang berat tanpa

muatannya melebihi 1500 kg. Kesan pemusnahan kereta penumpang

sangat kecil dan diabaikan.

Sebelum kaedah Road Note 29 digunakan data berikut

hendaklah dikenal pasti terlebih dahulu :

Hayat reka bentuk turapan

Jumlah kenderaan perdagangan selorong pada setiap arah dalam

masa sehari pada waktu pembinaan dan kadar pertumbuhannya.

Jenis serta ciri tanah subgred

15

Aras air bumi

Hayat reka bentuk ialah jangka masa tertentu yang tidak

memerlukan pembaikan struktur atau penguatan semula turapan untuk

melanjutkan usianya. Hayat reka bentuk selama 20 tahun disarankan.

Jadual 1.3 Saranan Aliran Lalu Lintas untuk reka bentuk jalan di kawasan

perumahan

Jenis jalan raya

Anggaran kadar aliran lalu

lintas kenderaan perdagangan

setiap hari (dalam setiap

arah)pada waktu pembinaan

Jalan mati dan jalan raya di

kawasan perumahan yang kecil10

Jalan terus dan laluan khas bas

yang melibatkan 25 kenderaan

awam setiap hari dalam setiap arah

75

Jalan terus utama bersama laluan

khas bas yang membawa antara 25

– 50 kenderaan perkhidmatan

awam setiap arah

175

Pusat membeli – belah utama di

kawasan pembangunan yang

membawa kenderaan punggah dan

jalan terus utama yang membawa

lebih daripada 50 kenderaan

perkhidmatan awam setiap hari

dalam setiap arah

350

16

Anggaran jumlah bertokok gandar piawai Laksanakan satu

tinjauan lalu lintas untuk mendapatkan jumlah kenderaan perdagangan

setiap hari dalam satu arah perjalanan dan kadar pertumbuhannya.

Data bancian lalu lintas jalan raya kecil kawasan perumahan dan

sebagainya sukar diperoleh . Nilai yang disyorkan terdapat di dalam

jadual 1.3.

Berdasarkan maklumat jumlah kenderaan perdagangan setiap hari

searah,jadual 1.4 boleh dirujuk untuk menentukan nilai faktor

penukaran yang bersesuaian.

Jadual 1.4 Faktor penukaran untuk mendapatkan jumlah gandar piawai yang

setara

Jenis jalan raya Jumlah Gandar

Setiap

kenderaan

perdagangan

(a)

Jumlah Gandar

Piawai Setiap

Gandar

Perdagangan

(b)

Jumlah Gandar

Piawai Setiap

Kenderaan

Perdagangan

(a) x (b)

Lebuh raya dan

jalan raya yang

direka bentuk

untuk membawa

lebih daripada

1000 kenderaan

perdagangan

setiap hari

dalam setiap

arah pada waktu

pembinaan

2.7 0.4 1.08

17

Jalan raya

direka bentuk

untuk membawa

250 – 1000

kenderaan

perdagangan

setiap hari

dalam setiap

arah pada waktu

pembinaan

2.4 0.3 0.72

Semua jln yang

lain2.25 0.2 0.45

Jumlah bertokok kenderaan perdagangan didarabkan dengan

faktor penukaran ini untuk mendapatkan nilai jumlah bertokok gandar

piawai (JBGP) yang bakal ditanggung oleh lorong perlahan sepanjang

hayat reka bentuknya.

Terdapat turapan yang membawa lalu lintas khusus yang

berat gandar dan kekerapan laluannya sepanjang hayat reka bentuk

dapat dianggarkan dengan agak tepat, contohnya jalan persendirian di

kawasan industri.

Faktor setaraan yang diperoleh daripada uji kaji jalan

AASHO lihat jadual 1.5, digunakan sebagai factor pendarab untuk

mendapatkan JBGP.

18

Jadual 1.5 Faktor setaraan dan luas pemusnahan pelbagai beban

gandar

Beban gandar Faktor setaraan

kg (Ib)

910

1810

2720

3630

4540

5440

6350

7260

8160

9070

9980

10890

11790

12700

13610

14520

15420

16320

17230

18140

19070

19980

20880

21790

(2000)

(4000)

(6000)

(8000)

(10000)

(12000)

(14000)

(16000)

(18000)

(20000)

(22000)

(24000)

(26000)

(28000)

(30000)

(32000)

(34000)

(36000)

(38000)

(40000)

0.0002

0.0025

0.01

0.04

0.08

0.2

0.3

0.6

1.0

1.6

2.4

3.6

5.2

7.2

9.9

13.3

17.6

22.9

29.4

37.3

47

58

72

87

19

Kekuatan subgred Nilai NGC menjadi petunjuk kekuatan subgred.

Nilai NGC ditentukan sama ada melalui ujian NGC terus atau dengan

memetik nilai daripada data yang diberikan di dalam jadual 1.6. Jika

perlu,ujian NGC dilakukan ke atas tanah yang telah dipadatkan pada

kandungan lembapan semula jadi.

Jadual 1.6 Anggaran nilai nisbah galas california

Jenis tanah Indeks keplastikan Nisbah galas California (peratus)

bagi kedalaman air bumi di bawah

aras bentukan

Melebihi 600 mm 600 mm atau

kurang

Tanah liat padat 70

60

50

40

2

2

2.5

3

1

1.5

2

2

Tanah liat

berkelodak

30 5 3

Tanah liat

berpasir

20

10

6

7

4

5

Kelodak - 2 1

Pasir (bergred

buruk)

Tak plastik 20 10

Pasir ( bergred

baik)

Tak plastik 40 15

Kelikir berpasir

(bergred baik)

Tak plastik 60 20

20

Ketebalan dan bahan subtapak Ketebalan subtapak yang

bergantung pada nilai NGC subgred dan JBGP.

Reka bentuk turapan tirus berpandukan Road Note 29.

Road Note 29 menyediakan kaedah reka bentuk turapan

tirus untuk mengambil kira pengurangan pembebanan kenderaan

perdagangan di atas lorong laju.

Turapan direka bentuk untuk menanggung kenderaan

perdagangan di atas lorong perlahan.

Namun begitu dalam kes lebuh raya terbahagi kepada 4

lorong atau lebih lorong perlahan membawa antara 70% - 90%

kenderaan perdagangan.

Tebal lorong laju dianggap bersamaan dengan tebal lorong

perlahan. Oleh sebab lorong laju kurang membawa kenderaan

perdagangan,maka ketebalannya melebihi yang diperlukan atau

lebih reka bentuk.

Dalam keadaan begini dari sudut ekonomi turapan lebih baik

ditiruskan untuk mengambil kira pengurangan pembebanan

kenderaan perdagangan di atas lorong laju.

Langkah reka bentuk dirumuskan seperti berikut :

Tetapkan jumlah kenderaan perdagangan sehari selorong yang

akan menggunakan jalan sebaik sahaja jalan itu dibuka kepada lalu

lintas.

Tentukan jumlah bertokok kenderaan barangan (satu hala sahaja)

yang dianggarkan akan menggunakan jalan sepanjang hayat reka

bentuk turapan.

Tukarkan nilai yang diperoleh daripada langkah diatas menjadi

jumlah bertokok gandar piawai yang setara.

Berdasarkan maklumat NGC subgred dan jumlah bertokok gandar

piawai setara,pastikan ketebalan lapisan subtapak.

Tetapkan ketebalan lapisan tapak jalan dan lapisan permukaan.

21

Untuk kes jalan utama yang mempunyai lebih daripada satu lorong

sehala,pertimbangkan sama ada keuntungan secara menyeluruh

dapat diperoleh atau tidak jika keratan rentas turapan direka bentuk

secara tirus.

KAEDAH ROAD NOTE 31

Road Note 31 dirumuskan untuk reka bentuk turapan boleh lentur di

negara membangun yang terletak dalam kawasan beriklim tropika dan

subtropika di mana isipadu lalu lintas pada sesetengah jalan rayanya

adalah rendah.

Konsep pembebanan lalu lintasnya adalah sama seperti konsep

pembebanan lalu lintas bagi Road Note 2.

Walaubagaimanapun, tatacara bagi Road Note 31 hanya boleh digunakan

pada jalan raya yang membawa kurang daripada 1500 kenderaan

perdagangan setiap hari pada satu lorong semasa pembinaan.

Kelainan realiti antara keadaan lembapan subgred jalan raya di zon

beriklim sederhana dan zon beriklim tropika diambil kira. Reka bentuk

turapan menurut tatacara kaedah ini mengizinkan turapan direka bentuk

dan dibina secara berperingkat.

Dari segi skop penggunaan, perbezaan antara Roan Note 31 dengan

Road Note 29 dapat disimpulkan seperti yang berikut:

i. Road Note 31 digunakan untuk mereka bentuk turapan boleh lentur di

kawasan tropika dan subtropika, iaitu untuk negara yang sedang

membangun.

ii. Jumlah kenderaan perdagangan sehari searah pada setiap lorong pada

masa pembinaan tidak melebihi 1500 buah.

iii. Kadar pertumbuhan maksimum lalu lintas adalah tinggi, iaitu 20%.

iv. Hayat reka bentuk maksimum turapan dihadkan kepada 20 tahun. Hayat

reka bentuk yang disarankan pula adalah 10 tahun.

22

v. Road Note 31 menyediakan kaedah reka bentuk pembinaan berperingkat.

Hayat Reka Bentuk.

Hayat reka bentuk yang singkat iaitu selama 10 tahun, disyorkan kerana

kadar pertumbuhan lalu lintas perdagangan di Negara sedang

membangun bukan sahaja tinggi, tetapi juga sukar dianggar dengan tepat.

Maka, pembinaan turapan yang sangat tebal untuk menampung lalu lintas

pada tahun ke-20, contohnya, tidak menjimatkan jika dilihat dari sudut

ekonomi.

Turapan seumpama ini biasanya dibina secara berperingkat-peringkat.

Pembebanan Lalu Lintas.

Seperti Road Note 29, Road Note 31 juga mengabaikan kesan

pemusnahan kereta penumpang.

Hanya kenderaan perdagangan yang berat tanpa muatannya melebihi

1500kg sahaja diambil kira untuk direka bentuk.

Jumlah bertokoknya dapat diperoleh daripada rajah 1.7 setelah hayat reka

bentuk dan kadar pertumbuhan lalu lintas dikenal pasti.

Jika diperhatikan, rajah tersebut berpadanan dengan lalu lintas harian

permulaan sebanyak 100 kenderaan.

Jumlah bertokok untuk aliran lain hendaklah dikadarkan untuk mengambil

kira hakikat ini.

Nilai jumlah bertokok kenderaan perdagangan ini mestilah ditukarkan

menjadi jumlah bertokok gandar piawai.

Faktor setaraan yang diterbitkan daripada Ujian Jalan AASHO boleh juga

digunakan.

23

RAJAH 1.7: Hubungan antara Jumlah Bertokok Kenderaan Perdagangan

Semasa Hayat Reka Bentuk dan Kadar Pertumbuhan.

Kekuatan Subgred.

Kekuatan subgred terpadat (daripada anggaran nilai Nisbah Galas

Californianya) bergantung kuat pada jenis dan kandungan lembapan

tanah.

Apabila turapan (andaikan tak boleh telap air) di bina di atas aras

bentukan, kandungan subgred di bawahnya lama kelamaan meningkat ke

tahap muktamad.

24

Nilai NGC pada kandungan lembapan tertinggi harus dikenal pasti untuk

tujuan reka bentuk.

Oleh sebab kandungan lembapan ini dipengaruhi oleh kedudukan aras air

bumi dan juga keadaan cuaca tempatan, maka Road Note 31

membahagikan subgred kepada tiga kategori, iaitu:

i. Subgred yang air buminya cetek.

ii. Subgred yang air buminya dalam dan hujan tahunan melebihi

250mm.

iii. Subgred yang aras air buminya dalam dan hujan tahunan bersamaan

atau kurang daripada 250mm (kawasan kering).

Setelah kandungan lembapan dipastikan, ujikaji NGC pada

kandungan lembapan ini perlu dilaksanakan bagi mendapatkan nilai NGC

subgred.

Nilai NGC ini digunakan untuk tujuan mereka bentuk ketebalan

lapisan.

Walau bagaimanapun, jika turapan telap air, maka kekuatan

subgred dalam kategori satu dan dua di atas harus dianggar berdasarkan

NGC tanah tepu.

Untuk semua kategori subgred, jika taida kepakaran dan

radas, nilai NGC subgred ditaksir daripada jadual 1.8.

Dalam

Air Bumi

dari Aras

Bentukan

(m)

Nilai NGC Minimum (Peratus)

Pasir

Tak

Plastik

Tanah

Liat

Berpasir

IP = 10

Tanah

Liat

Berpasir

IP = 20

Tanah Liat

Berkelodak

IP = 30

Tanah

Liat Jati

IP > 40

Kelodak

0.6 8 5 4 3 2 1

1.0 25 6 5 4 3 2

1.5 25 8 6 5 3 Ujikaji dalam

makmal

perlu

2.0 25 8 7 5 3

2.5 25 8 8 6 4

25

dilaksanaka

n

3.0 25 25 8 7 4

3.5 25 25 8 8 4

5.0 25 25 8 8 5

7.0 25 25 8 8 7

Catatan : IP = Indeks Keplastikan.

JADUAL 1.8: Anggaran Nisbah Galas California pada Subgred.

Ketebalan Subtapak.

Tebal subtapak di atas subgred yang nilai NGC-nya bersamaan atau

kurang daripada 7% diberikan dalam rajah 1.9.

Jika NGC subgred di antara 8% dengan 24%, tebal minimum subtapak

ialah 100mm. lapisan subtapak tidak wujud jika NGC subgred bersamaan

dengan atau melebihi 25%.

Bagi JBGP yang melebihi 0.5 juta, jurutera boleh memilih binaan

berperingkat. Tebal subtapak dapat dipastikan dengan menggunakan

garisan NGC yang tidak putus-putus seperti dalam rajah 1.9. bagi binaan

biasa (JBGP > 0.5 juta), garisan NGC putus-putus digunakan.

Nilai NGC bahan subtapak yang boleh diterima tidak harus kurang

daripada 25%.

26

RAJAH 1.9: Carta Reka Bentuk Turapan Bolah Lentur.

Tebal Tapak Jalan dan Lapisan Permukaan.

Tebal tapak dinyatakan terus dalam rajah 1.12, iaitu 150mm jika JBGP

kurang daripada 0.5 juta dan dandanan permukaan untuk lapisan

permukaan.

Jika jumlah lalu lintas melebihi 0.5 juta gandar piawai, pereka bentuk

boleh mereka bentuk untuk JBGP maksimum sekarang atau membina

jalan raya secara berperingkat-peringkat.

27

Dalam alternatif pertama, tebal lapisan tapak dan permukaan masing-

masing ialah sama ada 150mm dan 50mm atau 200mm dan dandanan

permukaan duaan.

Untuk kes binaan berperingkat, tebal tapak dan permukaan ialah 150mm

dan dandanan permukaan duaan. Apabila jumlah lalu lintas mencapai 0.5

juta, tebal turapan ditambah melalui satu daripada dua pilihan yang

berikut:

i. Tebal lapisan permukaan berbitumen = 50mm.

ii. Tebal lapisan batu terhancur dan dandanan permukaan duaan =

75mm.

KAEDAH TEORI

Kaedah Teori ini juga :

Dikenali sebagai pendekatan ‘analisis’, ‘reka bentuk struktur’ atau

‘rasional’.

Seperti reka bentuk unsur struktur bangunan juga, tiap-tiap lapisan

turapan dikadarkan supaya tegasan dan terikan genting tidak

mengatasi had keupayaan bahan yang dipilih.

Jika tidak, ketebalan dan jenis bahan struktur diubahsuaikan

sehingga kesemua tegasan, terikan dan ubah bentuk yang kritis

berada dalam had yang dibenarkan.

Hubungan ini digunakan untuk mengaitkan pembebanan dengan

sebuah model turapan, dan akhirnya dengan kriteria kegagalan yang

ditentukan pada peringkat awal lagi.

Lima tahap yang terlibat diringkaskan seperti yang berikut:

28

i. Mengambil kira pembebanan yang bakal ditanggung oleh

turapan sepanjang hayat reka bentuk serta keadaan alam

sekitar.

ii. Mengandaikan sebuah model struktur turapan yang telah

dikenal pasti jenis bahan, tebal dan jumlah lapisannya.

iii. Menganalisis dan mendapatkan ciri-ciri genting bahan melalui

ujian makmal.

iv. Mengira tegasan dan terikan yang muncul dalam turapan dan

membandingkannya dengan tegasan genting yang mampu

ditanggung oleh bahan.

v. Menganggapkan suatu model turapan baru (ketebalan dan ciri

bahan) jika tegasan dan terikan yang dikira terlalu tinggi atau

terlalu rendah, dan mengulang langkah 3 dan 4 sehingga reka

bentuk yang memuaskan diperoleh.

Kaedah analisis memerlukan penilaian taburan tegasan dan terikan

dan kadang kala memerlukan pesongan secara teori.

Namun begitu, kaedah ini kadang kala turut melibatkan ujian

makmal ke atas subgred atau bahan turapan.

Percubaan terawal yang menghitung secara teori taburan tegasan

dalam turapan telah dibuat oleh Boussinesq dalam tahun 1885

berdasarkan teori keanjalan mudah.

Dalam analisis, turapan dan subgred diandaikan membentuk

sebuah struktur tak terhingga yang satu, homogen, anjal dan isotropik.

Nilai modulus keanjalan tanah dan turapan, E, dianggap seragam.

Berdasarkan andaian ini, tegasan tegak, σ2, dan tegasan datar, σx,

pada sebarang titik dalam turapan, rujuk rajah 1.10, dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan di bawah, iaitu:

σ 2 = [ 1 – z 3 ]

29

(a2 + z2)3/2

σ x = P [ 1 + 2µ - 2z(1 + µ) + z 3 ]

2 (a2 + z2)1/2 (a2 + z2)3/2

Dengan P ialah tekanan seunit luas (tekanan sentuhan), a ialah jejari plat

berbeban bulat (luas kawasan sentuhan diandaikan berbentuk bulat), z

ialah kedalaman, dan µ ialah nisbah Poisson.

RAJAH 1.10: Tegasan yang Bertindak Di Atas Unsur Sebagai Akibat Beban Titik.

Seterusnya, tegasan ricih maksimum dapat ditentukan. Tebal turapan

yang mencukupi, h, disediakan supaya tegasan ricih pada antara muka

turapan dan sungred tidak melampaui tegasan ricih tanah subgred.

Dalam pendekatan Boussinesq, wujud beberapa banyak andaian yang

tidak dapat menepati kenyataan sebenar.

Konsep satu bahan yang tak terhingga tidak selaras dengan falsafah reka

bentuk turapan, iaitu meletakkan bahan kuat di atas tanah subgred

supaya tanah subgred dilindungi daripada beban lalu lintas.

30

Turapan sebenar pula terdiri daripada tindihan beberapa lapisan dan

bahan pada tiap-tiap lapisan mempunyai nilai modulus keanjalan yang

tersendiri.

Maka itu, andaian bahawa nilai E seragam untuk semua bahan adalah

tidak benar. Andaian bahawa tanah bersifat homogen dan juga kenyal

sempurna adalah tidak tepat.

Perkembangan selanjutnya berjalan lancar berikutan dengan penemuan

penyelesaian secara berkomputer kerana teori analisis turapan

melibatkan jumlah lelaran dan kiraan matematik yang banyak dan rumit.

Analisis turapan berbilang lapisan telah berkembang daripada kajian awal

yang dibuat oleh Burmister dalam tahun 1943. Burmister mencadangkan

bahawa dua lapisan, lapisan terhingga di atas (melambangkan turapan,

iaitu lapisan permukaan, tapak jalan dan subtapak), disokong oleh lapisan

setara tak terhingga (tanah subgred).

Model turapan Burmister ditunjukkan dalam rajah 1.11 dengan h ialah

tebal turapan,E1 adalah modulus keanjalan turapan, dan E2 adalah

modulus keanjalan subgred.(menurut pendekatan Boussinesq, E1 = E2)

RAJAH 1.11: Model Turapan Menurut Burmister

Burmister telah menerbitkan beberapa beberapa persamaan untuk

pesongan dan tegasan bagi sistem struktur dua dan tiga lapisan.

Walau bagaimanapun, beliau hanya menyediakan penyelesaian

persamaan pesongan persamaan struktur dua lapisan sahaja.

31

Persamaan ini menentukan pesongan permukaan, δ, di bawah

pertengahan kawasan berbeban ialah:

δ = 1.5 PaF w

E2

(untuk turapan boleh lentur)

δ = 1.18 PaF w

E2

(untuk turapan tegar)

Fw adalah factor pesongan yang bergantung pada nilai h dan E1/E2.

Nilai Fw dapat diperoleh daripada carta yang disediakan oleh Burmister.

P ialah tekanan tayar, manakala a adalah jejari kawasan sentuhan.

Dengan mengehadkan magnitude pesongan kepada nilai yang boleh

diterima, maka tebal turapan, h, dapat ditentukan.

Bumister mengehadkan pesongan sebanyak 5mm bagi turapan boleh

lentur dan 1mm bagi turapan tegar.

Seperti pendekatan Boussinesq, pendekatan ala Burmidter melahirkan

tebal turapan kiraan yang melebihi tebal sebenar.

Namun begitu, kedua-dua pendekatan menunjukkan kepentingan

kekukuhan turapan dalam mengawal tegasan pada subgred.

Konsep tersebut telah dikembangkan untuk analisis sistem turapan 3, 4,

5, 6 lapisan.

Secara umumnya, pembebanan, criteria kegagalan dan sifat bahan

digabungkan dalam analisis yang menjadi semakin mudah dengan

bantuan komputer.

Susunan tiga lapisan tipikal ditunjukkan dalam rajah 1.12. bagi turapan

boleh lentur, lapisan 1 melambangkan bahagian bahan bitumen, lapisan 2

32

melambangkan lapisan tapak jalan dan subtapak yang tak terikat dan

lapisan terakhir adalah subgred.

RAJAH 1.12: Model Struktur Turapan Tiga Lpis

Tegasan dan terikan dalam sistem ini dianalisis dan dipersembahkan di

dalam beberapa jadual. Untuk memudahkan lagi usaha menentudalaman,

satu siri graf telah disediakan oleh Peattie.

Sebelum jadual ataupun graf digunakan, empat parameter iaitu a, H, K1

dan K2 mesti dikira terlebih dahulu.

Setelah itu, nilai teori dapat ditentukan:

i. Tegasan dan terikan mampatan tegak pada bahagian atas subgred dan

lapisan tak terikat.

ii. Tegasan tegak dan datar pada bahagian bawah lapisan berbutir tak

terikat.

iii. Tegasan tegangan datar pada bahagian bawah lapisan terikat

berbitumen.

iv. Pesongan permukaan.

Nilai teori di atas kemudiannya dibandingkan dengan tegasan reka

bentuk yang mampu ditanggung oleh bahan dalam lapisan yang tebalnya

telah ditentukan terlebih dahulu.

Penilaian ciri bahan adalah satu langkah yang agak kritis dalam

kaedah analisis.

33

Satu kriteria reka bentuk diperlukan merupakan ubah bentuk atau

pesongan berkekalan dan retakan akibat penggunaan secara berulang

beban lalu lintas.

Magnitud pesongan diminimumkan dengan mengehadkan tegasan

maksimum dalam turapan.

Tegasan yang diizinkan dapat dikenal pasti daripada turapan sedia

ada yang menunjukkan prestasi yang baik.

Selain itu, kriteria tegasan subgred di ambil kira untuk

mengehadkan pesongan berkekalan turapan.

Ulangan beban lalu lintas menyebabkan retakan permukaan

sebagai akibat kegagalan lesu bahan berbitumen.

Jumlah beban berulang, N, yang diperlukan untuk memulakan dan

menyiarkan retakan dinyatakan oleh persamaan:

N = C [ 1 / ε ]m

Dengan ε adalah terikan tegangan kenaan maksimum, sementara C dan

m ialah pemalar yang bergantung pada jenis dan komposisi campuran

berbitumen.

Untuk menyelamatkan turapan daripada kegagalan lesu, pastikan bahawa

nilai ε tidak dilampaui. Kesimpulannya, kriteria terikan tegangan dianalisis

untuk mengambil kira keadaan lesu dalam lapisan berbitumen.

Antara contoh kaedah teori termasuklah Kaedah Shell, Kaedah Kentucky

dan Kaedah Chevron.

Oleh sebab pendekatan teori adalah sangat kompleks, hanya garis kasar

Kaedah Shell sahaja akan diketengahkan.

KAEDAH SHELL.

Satu kaedah reka bentuk turapan telah dikemukakan daripada kajian

makmal yang dijalankan oleh Syarikat Petroleum Antarabangsa Shell.

34

Pada peringkat awal, iaitu dalam tahun 1963, tatacara reka bentuk dibuat

dengan merujuk beberapa carta reka bentuk. Dan dalam tahun 1978,

terbitlah Shell Pavement Design Manual.

Kriteria reka bentuk ialah kegagalan lesu sebagai akibat daripada ulangan

tegasan lenturan.

Turapan yang terdedah kepada kegagalan lesu akan retak atau merekah.

Kemunculan retak ini berkait rapat dengan jumlah bertokok terikan sisi

yang mengakibatkan ubah bentuk.

Komputer digunakan untuk mengira tegasan dan terikan dalam struktur

turapan yang dianggap terdiri daripada satu sistem pelbagai lapisan yang

kenyal.

Tatacara reka bentuk melibatkan pemilihan tebal setiap lapisan supaya

terikan yang muncul akibat pembebanan lalu lintas pada titik genting

mampu ditanggung oleh beban.

Dalam Shell Pavement Design Manual, beberapa carta reka bentuk telah

diterbitkan, yang meliputi pelbagai keadaan subgred dan lalu lintas.

Seperti biasa, pereka bentuk memerlukan maklumat seperti sifat bahan,

kekuatan subgred dan pembebanan lalu lintas.

Walau bagaimanapun, dalam usaha menghasilkan kaedah reka bentuk,

beberapa keputusan utama daripada Ujian Jalan AASHO boleh

dimanfaatkan. Ini termasuklah:

Konsep beban gandar yang setara.

Hubungan antara kebolehgunaan dengan kedalaman kesan roda.

Dalam tahun 1987, tatacara reka bentuk ketebalan turapan boleh

lentur yang melibatkan penggunaan carta reka bentuk telah diganti

dengan satu perisian komputer BISAR-PC yang boleh digunakan pada

komputer peribadi IBM atau jenis yang serasi dengannya.

35

Shell sedang giat memperkembangkan perisian ini supaya lebih

mudah digunakan.

BANDINGAN ANTARA KAEDAH TEORI DENGAN KAEDAH GHALIB.

Oleh sebab Kaedah Ghalib melibatkan kos yang tinggi, maka Kaedah

Teori kian menjadi popular. Kemasyhuran kaedah teori disemarakkan oleh

penemuan komputer.

Dengan itu, model turapan yang lebih menepati turapan sebenar dapat

dikaji dengan bantuan komputer.

Kaedah teori tidak melibatkan ujian turapan skala penuh yang mahal dan

memakan masa yang panjang sebelum rumusan dapat dibuat.

Pada masa yang sama, penggunaan dan pendedahan turapan kepada

jenis bahan, pembebanan dan persekitaran yang baru tidak dikongkong

oleh parameter yang telah ditetapkan dalam ujian skala penuh.

Ini lebih nyata dengan meningkatnya isipadu dan beban lalu lintas yang

amat ketara dan penemuan bahan baru sejak kebelakangan ini. Kaedah

teori ini juga tidak terikat dengan keadaan; ertinya kaedah ini boleh

digunakan di mana-mana sahaja.

REKA BENTUK TURAPAN BOLEH LENTUR

BERPANDUKAN TATACARA JKR

36

Kaedah rekabentuk tatacara JKR Malaysia digunakan dengan meluas

bagi merekabentuk struktur turapan jalan raya di Malaysia.

Rekabentuk ketebalan struktur turapan mengambil guna nomograf yang

dirumuskan daripada Uji Kaji Jalan AASHO.

Kaedah rekabentuk menyediakan ruang untuk menyemak sama ada

muatan lebuh raya pada penghujung hayat rekabentuk telah dilampaui

atau tidak.

Tebal turapan bergantung pada nilai NGC dan JBGP. Oleh sebab

rekabentuk turapan struktur diasaskan kepada keputusan Uji Kaji Jalan

AASHO, maka berat struktur piawai sebanyak 8200 kg digunakan.

Sebelum rekabentuk dilaksanakan, data yang berikut perlu dipungut

terlebih dahulu:

i. Hayat rekabentuk.

ii. Hierarki jalan menurut pengelasan JKR.

iii. Purata isipadu lalulintas harian pada masa jalan raya mula dibuka.

iv. Peratus kenderaan perdagangan.

v. Kadar pertumbuhan lalulintas tahunan.

vi. Nilai NGC subgred.

vii. Keadaan rupa bumi.

HAYAT REKABENTUK

Hayat rekabentuk selama 10 tahun adalah disarankan. Hayat

rekabentuk bermula dari masa jalan raya mula-mula dibuka kepada

lalulintas hinggalah apabila kerja penguatan semula turapan diperlukan.

Istilah hayat rekabentuk tidak harus dikelirukan dengan jangka

masa penggunaan atau umur turapan.

Melalui kerja penyenggaraan dan penindihan atas, jangka masa

penggunaan jalan dapat dilanjutkan untuk selama-lamanya.

Kaedah Road Note 29 mengesyorkan hayat rekabentuk selama 20

tahun.

37

Walau bagaimanapun, seperti Kaedah Road Note 31, hayat

rekabentuk selama 10 tahun diambil guna oleh sebab jangka masa ini

dianggap lebih berfaedah dari segi ekonomi.

ANGGARAN LALULINTAS UNTUK REKABENTUK KETEBALAN

Seperti Road Note 29 dan 31, yang berpotensi memusnahkan turapan

ialah kenderaan perdagangan yang berat tanpa muatannya melebihi 1500

kg.

Pereka bentuk haruslah mengenal pasti terlebih dahulu purata lalulintas

harian (PLH) permulaan pada kedua-dua arah pada waktu jalan raya mula

dibuka.

Kemudian, pereka bentuk harus mendapatkan peratusan kenderaan

perdagangan tahunan, Pc, dan kadar petumbuhannya, r. Jika Vo ialah

jumlah kenderaan perdagangan tahunan permulaan searah, maka:

Vo = PLH x ½ x 365 x Pc/100

PLH ialah purata lalulintas harian (dua arah). Jumlah bertokok kenderaan

perdagangan searah Vc, sepanjang hayat rekabentuk dapat dikira

daripada persamaan yang berikut:

Vc = Vc[(1 + r) x – 1]

R

Vc ialah jumlah bertokok kenderaan perdagangan searah selama x tahun,

Vo ialah jumlah kenderaan perdagangan tahunan pada waktu jalan raya

mula dibuka, r ialah kadar pertumbuhan lalulintas (perpuluhan), dan x

ialah hayat rekabentuk (tahun).

38

Untuk menyelaraskan lalulintas perdagangan yang bercampur baur,

konsep beban gandar piawai setara digunakan.

Anggaran jumlah beban lalulintas yang bakal melalui turapan boleh

didarab dengan faktor setaraan tertentu untuk menentukan jumlah

bertokok gandar piawai seberat 8200 kg yang meninggalkan kesan yang

setara ke atas turapan.

Nilai faktor setaraan dapat diperoleh daripada rumusan ujian jalan

AASHO. Jika ukur beban gandat tidak kedapatan, maka anggaran jumlah

bertokok gandar piawai 8200 kg sepanjang hayat rekabentuk dapat

diperolehi daripada hasil darab antara jumlah bertokok kenderaan

perdagangan dengan faktor setaraan, e, dengan nilai e seperti yang

diberikan di dalam Jadual 1.13. Maka:

JBGP = Vc x e

Peratusan

Kenderaan

Berat

0 – 15% 16 – 50% 51 – 100%

Jenis Jalan

Raya

Tempatan Utama

3.0 3.7

Faktor

Setaraan

1.2 2.0

Jadual 1.13 Garis Panduan Pemilihan Faktor Setaraan

ANGGARAN LALULINTAS UNTUK MUATAN

Buku panduan rekabentuk menyediakan kaedah menyemak sama ada

jumlah isipadu lalulintas (perdagangan dan bukan perdagangan) pada

penghujung hayat reka bentuk turapan, Vx, melebihi atau tidak melebihi

39

muatan maksimum turapan, c. Ini dibuat dengan membandingkan nilai Vx

dengan muatan lalulintas 24 jam sehala, C.

Vx = V1(1 + r)x

V1 ialah lalulintas harian permulaan pada satu arah, r ialah kadar

pertumbuhan lalulintas tahunan, x ialah hayat rekabentuk dan Vx ialah

isipadu lalulintas searah selepas x tahun. C ialah muatan maksimum

sejam searah dan diperoleh daripada persamaan berikut:

C = I X R T

Dengan I ialah muatan jam unggul seperti yang diberikan di dalam jadual

1.14, R ialah faktor pengurangan seperti yang diberikan di dalam Jadual

1.15 dan T ialah faktor pengurangan lalulintas seperti yang diberikan di

dalam Jadual 1.16. Di dalam Jadual 1.16, Pc ialah peratus kenderaan

perdagangan.

Jenis Jalan Raya Unit Kereta Penumpang Sejam

Berbilang lorong 2000 tiap-tiap lorong

2 lorong (dua hala) 2000 untuk kedua-dua arah

3 lorong (dua hala) 4000 untuk kedua-dua arah

Jadual 1.14 Muatan Jam Maksimum dalam Keadaan Unggul

Lebar Lebuh

Raya (m)

Lebar Bahu Jalan (m)

2.00 1.50 1.25 1.00

7.5 1.00 0.97 0.94 0.90

7.0 0.88 0.86 0.83 0.79

40

6.0 0.81 0.78 0.76 0.73

5.0 0.72 0.70 0.67 0.64

Jadual 1.15 Faktor Pengurangan Jalan Raya

Jenis Rupa Bumi Rumus Faktor Pengurang

Datar T = 100/(100 + Pc)

Beralun T = 100/(100 + 2Pc)

Berbukit T = 100/(100 + 5Pc)

Jadual 1.16 Faktor Pengurangan Lalulintas

Piawaian JKR mengandaikan muatan sejam bersamaan dengan 10%

muatan harian. Ertinya, nilai c melambangkan 10% daripada muatan

selama 24 jam.

Jika C sebagai muatan harian atau muatan lalu lintas 24 jam sehala,

maka:

C = 10 x c

Nilai C > Vx hendaklah dipastikan untuk menunjukkan bahawa isipadu

laulintas pada penghujung hayat rekabentuk tidak melampaui kemampuan

lebuh raya yang menangunggnya. Jika Vx > C atau anggaran isipadu

lalulintas pada penghujung hayat rekabentuk melebihi muatan harian, C,

maka jumlah tahun, n, yang diperlukan untuk mencapai muatan harian

dikira melalui persamaan:

C = V(1 + r)n

Atau

41

n = log (C/V)

log (1 + r)

C ialah muatan lalulintas 24 jam sehala, V ialah isipadu lalulintas harian

sehala, dan r ialah kadar pertumbuhan tahunan lalulintas.

Dalam kes muatan lebuh raya dilampaui, maka isipadu tahunan malar

bersamaan dengan muatan lebuh raya yang harus digunakan dari tahun

lalulintas tepu dicapai sehingga penghujung hayat rekabentuk.

MENENTUKAN NILAI NGC SUBGRED

Kekuatan subgred ditaksir melalui nilai NGCnya.

Ujian NGC dilaksanakan sama ada di tapak atau di makmal ke atas

mana-mana sampel tanah yang terletak sejauh 1 m di bawah aras

bentukan.

Jumlah sampel yang cukup harus diuji.

REKABENTUK KETEBALAN

Setelah NGC rekabentuk dan JBGP dikenal pasti, indeks ketebalan setara

terpinda, TA’, diperoleh dengan merujuk nomograf carta rekabentuk

ketebalan.

Nomograf ini dirumuskan daripada Ujian Jalan AASHO.

Laksanakan langkah yang berikut:

1. Dalam Ujian Jalan AASHO, nilai NGC subgred 3% diambil guna untuk

setiap seksyen turapan yang diuji. Oleh itu, sebagai permulaan, kenal

pastikan titik 1 pada garisan A yang bersamaan dengan nilai NGC 3%.

42

2. Pada garisan B, tentukan titik 2 yang sepadan dengan JBGP yang bakal

ditampung oleh turapan.

3. Sambungkan titik 1 dan 2 menerusi satu garisan lurus dan unjurkan

garisan supaya memintas titik 3 pada garisan c. Titik 3 bersamaan dengan

tebal setara TA bagi nilai NGC 3%.

4. Masukkan nilai NGC rekabentuk pada titik tertentu (titik 4) pada garisan

A.

5. Sambungkan titik 3 dan 4 menerusi satu garisan lurus. Unjurkan garisan

supaya memintas garisan D pada titik 5. Bacakan nilai TA’ yang

dikehendaki, iaitu yang bertepatan dengan titik 5. TA’ disebut juga nombor

struktur.

Komponen Jenis Lapisan Ciri Pekali

Lapisan

penghausan dan

pengikat

Konkrit terasfalt 1.00

Tapak Jalan

Macadam

berbitumen

tumpat

Jenis 1:

Kestabilan > 400

kg

0.80

Jenis 2:

Kestabilan > 300

kg

0.55

Distabilkan oleh

simen

Kekuatan

mampatan tak

berkurang (7 hari)

30-40 kg/cm2

0.45

Agregat terhancur

yang distabilkan

secara mekanik

NGC ≥ 80% 0.32

43

Subtapak

Pasir, laterit, dan

lain-lain.NGC ≥ 20% 0.23

Agregat terhancur NGC ≥ 30% 0.25

Distabilkan oleh

simenNGC ≥ 60% 0.28

Jadual 1.17 Pekali Struktur Lapisan

Ketebalan setara terpinda, TA’ melambangkan ketebalan turapan

yang diperlukan jika keseluruhan turapan diperbuat sama ada

daripada campuran lapisan penghausan atau daripada tapak jalan.

Jika Sn ialah pekali struktur, maka tebal tiap-tiap lapisan turapan

dapat diperoleh daripada persamaan:

Sn = a1D1 + a2D2 + a3D3

Dalam persamaan ini a1, a2 dan a3 masing-masing ialah pekali

struktur lapisan permukaan, tapak jalan, dan subtapak, seperti yang

tertera di dalam Jadual 10.11. Pekali ini disebut juga pekali kekuatan

relatif. D1, D2 dan D3 masing-masing merupakan anggaran ketebalan

lapisan permukaan, tapak jalan dan subtapak yang tebal

minimumnya ditunjukkan di dalam Jadual 1.18.

Jenis Lapisan Ketebalan minimum (m)

Lapisan penghausan 4

Lapisan pengikat 5

44

Tapak jalan

Berbitumen 5

Campuran basah 10

Dirawat simen 10

Subtapak Berbutir 10

Dirawat simen 15

Jadual 1.18 Ketebalan Minimum Lapisan

Gabungan ketebalan lapisan tapak jalan, asas dan subtapak yang dapat

menjana nilai ketebalan setara terpinda, TA’ dapat dikenal pasti.

Jenis bahan setiap lapisan hendaklah dipastikan, dan nilai pekali dapat

ditentukan daripada Jadual 1.17.

Tebal tertentu bagi setiap lapisan hendaklah dianggarkan sebagai

percubaan. Untuk melahirkan satu rekabentuk yang praktis,

Jadual 1.18 dijadikan panduan untuk menetapkan ketebalan setiap

lapisan.

Tebal minimum lapisan berbitumen supaya terikan dan tegangan genting

terdapat pada asas lapisan berbitumen ditunjukkan dalam Jadual 1.19.

Jenis lapisan Ketebalan piawai

(cm)

Tebal lapisan

tambahan (cm)

Lapisan penghausan 4 – 5 4 – 5

Lapisan pengikat 5 – 10 5 – 10

Tapak jalan

Berbitumen 5 – 20 5 – 15

Campuran basah 10 – 20 10 – 15

Dirawat simen 10 – 20 10 – 20

Subtapak Berbutir 10 – 30 10 – 20

Dirawat simen 15 – 20 10 - 20

Jadual 1.19 Ketebalan Lapisan Piawai dan Pembinaan

45

TA’ (cm) Tebal Keseluruhan Minimum Lapisan

Berbitumen (cm)

< 17.5 5.0

17.5 – 22.5 10.0

23.0 – 29.5 15.0

> 30.0 17.5

Jadual 1.20 Ketebalan Minimum Lapisan Berbitumen

Setelah itu, kirakan nilai SN. Pastikan SN > TA’.

CONTOH:

Rekabentuk ketebalan sebatang jalan raya berturapan anjal berdasarkan data

berikut:

1. Purata lalulintas harian permulaan pada kedua-dua arah 6800

2. Kadar pertumbuhan lalulintas 7%

3. Peratus kenderaan perdagangan 25%

4. Hayat rekabentuk jalan 10 tahun

5. Jenis subgred ialah tanah liat berkelodak

6. Kedalaman aras air bumi dari aras bentukan 3.5 m

7. Bentuk rupa bumi datar

8. Lebar jalan 7.5 m

9. Lebar bahu jalan 2.0 m

10.Lapisan penghausan dan asas/pengikat konkrit asfalt

11.Lapisan tapak agregat terhancur

12.Lapisan subtapak agregat terhancur

Penyelesaian

1. Tentukan jumlah kenderaan perdagangan.

46

PLH = 6800 pada kedua-dua arah

Pc = 25%

Vo = PLH (1/2 x 365 x Pc/100)

Vo = 6800(1/2 x 365 x 25/100)

= 310250

2. Tentukan jumlah bertokok kenderaan perdagangan searah selama hayat

rekabentuk.

r = 7%

= 0.07

x = 10 tahun

Vc = Vo[(1 + r ) x – 1]

r

Vc = 310250[(1+ 0.07) 10 – 1 ]

0.07

= 0.429 x 107

3. Tentukan jumlah bertokok gandar piawai bagi lalulintas yang mempunyai

pelbagai kelas.

Dari Jadual 1.13, Pc = 25% maka, e = 3.0

JBGP = Vc x e

= 0.429 x 107 x 3.0

= 1.29 x 107

4. Semakan muatan lalulintas

a. Jumlah lalulintas searah selepas ‘x’ tahun.

V1 = PLH / 2

= 6800 / 2

47

= 3400

Vx = V1 (1 + r) x

= 3400 (1+ 0.07) 10

= 6688.3

= 6689 kend/hari/lorong/arah

b. Muatan maksimum sejam searah

Dari Jadual 1.14, I = 2000 / 2 untuk dua arah

= 1000 satu arah

Dari Jadual 1.15, Lebar jalan = 7.5 m,

Lebar bahu jalan = 2.0 m

Maka, R = 1.00

Dari Jadual 1.16, Rupa bumi adalah datar

T = 100

100 + Pc

= 100

100 + 25

= 0.8

c = I x R x T

= 1000 x 1.0 x 0.8

= 800

c. Muatan lalu lintas harian (24 jam)

C = 10 x c

= 10 800

= 8000 kend/hari/lorong/arah

48

Oleh itu C . Vx ; 8000 > 6689

Ini menunjukkan kemampuan jalan raya masih dapat

menanggung isipadu lalulintas pada penghujung haya

rekabentuk.

5. Tentukan nilai NGC subgred rujuk jadual 10.6

Tanah liat berkelodak, aras air bumi 3.5 m dari aras bentukan

NGC = 8%

6. Tentukan tebal turapan setara dari Rajah 10.18, Nomograf

Kaedah menggunakan Rajah 10.18, Nomograf

Hubungkan titik NGC 3% (tetap) di garisan A dengan JBGP dengan

JBGP di garisan B sehingga memintas garisan C. Tebal setara (TA).

Garisan A , NGCtetap = 3%

Garisan B, JBGP = 1.29 x 107

Pada garisan A masukkan nilai NGC rekabentuk dan hubungkan satu

garisan lurus dengan TA di garisan C yang terdahulu hingga memintas

garisan D.

Garisan A, NGCrekabentuk = 8%

Garisan C, TA = 32 cm

Tentukan nilai Tebal Setara Terpinda, TA’ (dlm cm) di garisan D. Nilai

TA’ adalah ketebalan turapan yang diperlukan.

Garisan D, TA’ = 26.2 cm

7. Tentukan ketebalan setiap lapisan

49

TA’ = Sn = a1D1 + a2D2 + a3D3

Dari Jadual 10.11 dan !0.12

Lapisan Bahan Pekali Tebal Minimum

(cm)

a1 Konkrit berasfalt 1.00 9

a2

Agregat terhancur

yang distabilkan

secara mekanik

0.32 10

a3 Pasir 0.25 10

Cubaan pertama; D1 = 12 cm, D2 = 15 cm, D3 = 18 cm

Sn = 1(12) + 032(15) + 0.25(18)

= 21.3 cm < 26.2 cm

Cubaan kedua; D1 = 20 cm, D2 = 25 cm, D3 = 30 cm

Sn = 1(20) + 0.32(25) + 0.25(30)

= 35.5 cm > 26.2 cm

Ini bermakna gabungan ketebalan dalam cubaan kedua dapat diterima.

Perhatikan bahawa D1 ialah gabungan ketebalan lapisan penghausan dan

pengikat.

Dengan mengambil kira keperluan tebal minimum, maka tebal tiap-tiap

lapisan turapan adalah seperti berikut:

Lapisan penghausan = 8 cm

Lapisan pengikat = 12 cm

Lapisan tapak jalan = 25 cm

Lapisan subtapak = 30 cm

50

51