sri wiwoho 002_ok

Analisa Perbandingan Beberapa Metode Perkerasan Beton 181untuk Jalan Akses Jembatan Suramadu

Analisa Perbandingan Beberapa Metode Perkerasan Beton Semenuntuk Jalan Akses Jembatan Suramadu

Ir. Sri Wiwoho Mudjanarko, MTABSTRAK

Perencanaan tebal perkerasan beton bersambung tanpa tulangan untuk jalan raya didasarkan pada: (1) Kekuatan tanah dasar yang dinyatakan dalam modulus reaksi tanah dasar (k); (2) Tebal dan jenis lapis pondasi yang diperlukan untuk melayani lalu lintas, mengendalikan pumping dan perubahan volume tanah dasar serta untuk mendapatkan keseragaman daya dukung di bawah plat; dan (3) Kekuatan beton yang dinyatakan dalam kuat lentur beton (MR). Keberhasilan perencanaan perkerasan beton, selain ditentukan oleh tebal plat juga sangat dipengaruhi oleh perencanaan sambungannya.

Pada dasarnya metode-metode yang dibahas berakar dari metode AASHTO, dimana dalam mendapatkan ketebalan plat didasarkan pada prinsip total fatigue yang terjadi pada plat harus 100 %.

Dengan mudahnya mendapatkan ketebalan plat dengan metode PCA tidak berarti kita harus memilih metode ini, karena dari perhitungan untuk mendapatkan ketebalan plat banyak faktor yang tidak ditinjau sehingga mungkin terjadi pemborosan material, hal ini terlihat dari ketebalan yang diperoleh dengan metode ini adalah yang terbesar.

Kata kunci: Perbandingan, perkerasan, PCA, Bina Marga.

PENDAHULUANLatar Belakang: Indonesia sebagai negara berkembang menghadapi banyak

hambatan dan kendala dalam melaksanakan program – program pembangunan. Hambatan dan kesulitan antara lain disebabkan oleh kondisi prasarana yang kurang memadai terutama di dalam sektor transportasi. Peningkatan taraf hidup sosial ekonomi yang cepat mengakibatkan peningkatan mobilitas yang pada gilirannya meningkatkan pula jumlah kendaraan bermotor.

Dengan bertambahnya jumlah kendaraan bermotor berarti meningkat pula jumlah repetisi yang menjadi beban perkerasan jalan. Umumnya rusaknya suatu perkerasan jalan bukanlah semata-mata disebabkan oleh beban berat. Dari hasil evaluasi beberapa ahli perencanaan perkerasan jalan dikatakan bahwa kerusakan perkerasan jalan lebih diakibatkan oleh frekuensi repetisi beban yang tinggi.

Setiap penerapan jenis konstruksi perkerasan jalan tentu ada untung ruginya. Keuntungan atau kelebihan dan kekurangan antara jenis konstruksi perkerasan lentur dan perkerasan beton semen. Pilihan perkerasan jalan di Indonesia hanya berkisar diantara jenis-jenis perkerasan lentur. Bahan pokok pengikat dari perkerasan lentur adalah aspal, dimana bahan tersebut hingga kini masih belum dapat dipenuhi dari dalam negeri, sehingga bahan tersebut masih harus diimport dari luar negeri, akibatnya biaya dari suatu perkerasan lentur tidak bisa ditekan lebih murah

Perumusan Masalah: Bagaimana hasil akhir perbandingan metode perkerasan beton Bina Marga, PCA dan Road Note 29?

182 NEUTRON, VOL.9, NO.1, MARET 2009 : 143 -225

TINJAUAN PUSTAKAJenis Perkerasan Kaku

Perkerasan kaku adalah struktur yang terdiri dari plat beton semen yang tersambung (tidak menerus) tanpa atau dengan tulangan, atau menerus dengan tulangan, terletak di atas lapis pondasi bawah (sub base), tanpa atau dengan pengaspalan sebagai lapis permukaan.

Berbeda dengan perkerasan aspal (multi layer), perkerasan ini memakai sistem satu lapis (single layer system) dan menggunakan plat beton dengan tabel relatif tipis langsung diletakkan di atas sub base.

Tabel 1: Kelebihan dan Kekurangan Antara Jenis Konstruksi Perkerasan Lentur dan Perkerasan Beton Semen

Beton semen Aspal- Biaya konstruksi- Biaya pemeliharaan- Frekuensi pemeliharaan- Penggunaan agregat/m2

- Gangguan arus lalu lintas

- CBR tanah dasar- Kenyamanan

- Ketahanan selip

- Kerusakan ban kendaraan- Lama unsur rencana- Waktu pelaksanaan- Bahan pengikat pokok

- Beban yang dapat dipikul- Kelandaian maksimum- Pelaksanaan konstruksi

pada musim hujan

- Mahal- Kecil- Rendah- Sedang- Rendah

- Sedang - Kurang (adanya suara

bising)- Kurang (apalagi pada

musim hujan)- Cepat- 20 – 40 tahun - Relatif cepat- Produksi dalam negeri

- Sedang s/d berat - < 100

- Mudah

- Relatif murah- Besar- Tinggi- Tinggi- Tinggi (akibat pemeliharaan)

- Tinggi- Baik

- Baik

- Tahan lama - Bertahap- Lebih lama- Masih harus diimport

- Ringan s/d Sedang- > 100

- Sulit

Perkerasan kaku menurut penggunaan lapisan keausannya dapat dikelompokkan kedalam 2 kelompok utama yakni perkerasan beton semen dan perkerasan komposit. Sedangkan menurut sistem penulangannya perkerasan beton semen dapat dibagi menjadi 4 jenis yakni:1. Perkerasan beton semen bersambung tanpa tulangan.

Tipe ini tidak menggunakan sistem penulangan besi, kecuali pada bagian-bagian konstruksi tertentu seperti misalnya pada bagian sambungan memanjang atau di atas oprit jembatan atau pada bagian plat yang bentuk ukurannya tidak standar atau janggal (odd shape).Konstruksi sambungan pada tipe perkerasan tanpa tulangan mi ada 4 macam, yaitua. Sambungan susut melintang (transverse contraction joint)b. Sambungan muai melintang (transverse expansion joint)c. Sambungan pelaksanaan (construction joint)d. Sambungan memanjang (longitudinal joint)


Keuntungan tipe perkerasan mi dibanding tipe lainnya antara lain cukup sederhana pelaksanaannya karena tidak menggunakan penulangan.a. Penggunaan alat bisa dengan yang paling sederhanab. Sesuai untuk pelaksana yang pengalamannya masih terbatasc. Relatif lebih murah

2. Perkerasan beton semen bersambung dengan tulangan.Tipe ini menggunakan sistem penulangan maka panjang ruas antar sambungan melintang biasanya lebih panjang dan pada tipe JPCP yaitu berkisar antara 10 metersampai 15 meter.

3. Perkerasan beton semen menerus dengan tulangan.Tipe ini mempunyai sistem penulangan yang menerus sepanjang perkerasan. Dengan demikian sistem sambungan melintang tidak dibutuhkan untuk tipe ini. Fungsi dan pada penulangan mi adalah untuk mengurangi terjadinya keretakan--keretakan akibat penyusutan (shrinkage cracking).

4. Perkerasan beton semen praktikanSistem penulangan pada tipe pratekan ini meliputi arah melintang dan memanjang. Resiko terjadinya retakan yang mungkin terjadi dengan sistem pratekan dapat dikurangi.

Susunan konstruksi1. Tanah Dasar (sub grade)

Penyebab utama ketidakseragaman pada daya dukung tanah dasar adalah:a. Tanah expansif

Yang dimaksud tanah expansif adalah tanah yang mempunyai kembang susut besar. Untuk mengidentifikasi tipe tanah adalah kembang susut dan mekanisme dari perubahan volume tanah dapat diperoleh melalui riset dan pengalaman. Test yang dapat dilakukan antara lain plasticity index, shrinkage limit.

Tabel 2: Hubungan Pendekatan Antara Plastisitas dan Kembang SusutTingkat expansif Persentase muai Plastisitas indeks

Tidak expansifExpansif sedangExpansif tinggi

21 – 42 4

0 – 1010 – 20 20

Kebanyakan tanah kembang susut yang menyebabkan distorsi/penyimpangan pada perkerasan beton terletak dalam group A-S atau A-7 AASHO. Tanah kembang susut tinggi termasuk dalam CR, NH, OH pada Unified Soil Classification System. Cara mengatasi tanah kembang susut sebagai berikut :1) Kontrol pemadatan dan kelembaban (moisture).2) Lapisan penutup yang tidak ekspansif.3) Memperbaiki sifat-sifat tanah dasar (stabilisasi tanah)

b. Mud-PumpingMud pumping adalah terobosan yang kuat dari campuran tanah dan air. Pumping umumnya terjadi pada sambungan-sambungan, tepi perkerasan, atau pada retak-retak yang cukup besar.Ada tiga faktor yang menyebabkan terjadinya mud-pumping1) Keadaan tanah dasar yang memungkinkan terjadinya pumping2) Adanya air bebas antara perkerasan dengan tanah dasar3) Frekuensi lintasan oleh beban berat


Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk mencegah terjadinya pumping adalah :1) Drainase. Pada dasarnya semua jalan harus diusahakan drainasenya. Untuk

perkerasan beton semen, menjaga setiap sambungan supaya tertutup perlu mendapat perhatian utama agar perkerasan tidak mudah tembus air.

2) Menjaga agar bahan tanah dasar tidak mudah tererosi oleh air. Untuk itu perlu diusahakan penggunaan lapis pondasi dengan material non-plastis seperti batu kali, tanah dengan stabilisasi semen atau CTSB.

Bila daya dukung tanah dasar tidak seragam, dapat dicapai dengan teknik-teknik mempersiapkan tanah dasar yang sesuai.

2. Lapis Pondasi (Sub base)Lapis pondasi adalah lapisan yang terletak antara base dan tanah dasar. Menurut spesifikasi AASHO M155 batasan-batasan yang harus dipenuhi material granular tersebut adalaha. Ukuran maksimum : < 1/3 tebal sub baseb. Lewat ayakan No.200 15% maksimumc. Index plastisitas : 6 maksimumd. Liquid limit 25 maksimumLapis Pondasi

Jika jenis lapis pondasi A yang digunakan, perlu dilakukan tindakan pencegahan untuk mencegah terjadinya gangguan dan lapisan tanah berbutir halus.Pencegahan terhadap pengumpulan air di atas atau di dalam tanah dasar dan lapis pondasi adalah perlu. Dianjurkan penggunaan lapis pondasi di luar struktur perkerasan sejarak 1-3 feet.1) Tebal Lapis Pondasi.

Persyaratan dan tebal lapis pondasi di bawah perkerasan, tergantung dan sejumlah faktor. Karena fungsi utama lapis pondasi adalah untuk mencegah terjadinya pumping, maka penggunaan lapis pondasi yang tebal tidak perlu.Dari hasil pengamatan menunjukkan bahwa :a) Lapis pondasi setebal 7,5 cm juga dapat mengatasi mudb) Pumping di bawah pengaruh lalu lintas yang sangat berat.c) Lapis pondasi setebal 10-15 cm biasa digunakan untuk perkerasan jalan

raya.d) Lapis pondasi setebal 15-20 cm untuk perkerasan lapangan terbang yang

memikul beban berat. Dari AASHO Interim Guide Ditentukan dari analisa laboratorium lengkap Seperti yang ditunjukkan oleh sampel yang dipersiapkan sesuai

dengan AASHO Designation T 87. Nilai ini digunakan untuk agregat mineral sebelum pencampuran

dengan bahan stabilisasi.


Tabel 3: Material Lapisan Pondasi untuk Perkerasan Beton Semen

2) Kontrol Gradasi Lapis Pondasi.Spesifikasi AASHO M-147 memberikan kontrol gradasi yang dapat diterima oleh masing-masing proyek, seperti yang diperlihatkan pada tabel di bawah ini.

Tabel 4: Syarat-Syarat Gradasi Untuk Material Lapis Pondasi

3) Cement Treated Sub base (CTSB).Pada tanah yang kepadatannya cukup tinggi secara teoritis bisa langsung dihampar perkerasan beton semen, akan tetapi sebaiknya tetap diberi lapis pondasi yang terdiri dan beton mutu K50 sampai dengan K100 dengan tebal minimum 10 cm, yang biasa disebut cement treated sub base (CTSB).


Lapis pondasi ini pada prinsipnya tidak sepenuhnya mempunyai fungsi struktural (memikul beban), akan tetapi walaupun demikian lapis ini pada keadaan tertentu cukup diperlukan dan berfungsi antara lain:a) Mencegah terjadinya pumping b) Melindungi tanah dasar dari hujanc) Mendapatkan lantai kerja yang meratad) Sebagai jalan kerja dan lalu lintas sementara

3. SambunganPlat beton di dalam perkerasan beton semen merupakan lapisan permukaan dan termasuk bagian yang memegang peranan utama dalam struktur perkerasan. Permukaan beton seharusnyaa. Mempunyai perkerasan yang tidak menimbulkan selip.b. Dapat mencegah infiltrasi air permukaan.c. Dapat secara strukturil memberikan daya dukung pada perkerasan.Hal-hal yang harus diperhatikan khususnya untuk mutu dan campuran perkerasan betona. Durability yang diperlukan untuk menahan efek dan iklim, lalu lintas dan

sebagainya.b. Flexural strength yang diperlukan untuk menerima berat dan beban lalu lintas.Material Proporsi yang relatif dan semen, air, agregat halus dan kasar, tipe dan jumlah admixture mempengaruhi perlakuan perkerasan:a. Semenb. Air.c. Agregat kasar.d. Agregat halusTabel 5: Gradasi Agregat Kasar Dalam Beton Semen Portland (ASTM C33)


Tabel 6: Gradasi Agregat Halus (AASHTO DESIGNATION MG 65.1974)

e. Admixturef. Air entrainmentg. Calcium chloridePerbandingan Air – Semen

Kombinasi dan material-material, kekuatan dan kelakuan-kelakuan lainnya dan campuran beton hampir selalu bervariasi sesuai dengan perbandingan campuran air-semen. Dalam hal ini dianjurkan untuk memakai, jumlah semen minimum dan nilai faktor air-semen maksimum seperti yang tercantum dalam tabel 4.3.4 P81 1971, di mana faktor air-semen tersebut berlaku untuk agregat yang berada dalam keadaan kering muka.Perencanaan Campuran Beton

Ada 4 prinsip perencanaan campuran beton untuk mengurangi jumlah pasta air-semen dan biaya pencampurannya, yaitu : a. Pemakaian ukuran agregat terbesar dalam batas-batas yang diizinkan.b. Memastikan bahwa gradasi agregat adalah seragam dari kasar ke halus.c. Menggunakan prosentase terbesar yang layak dan agregat bersesuaian dengan

mudah dikerjakan.d. Menuntut pelumasan yang minimum (slump terendah) berhubungan dengan

penempatan yang tepat dan finishing.Umumnya nilai slump yang dipakai adalah 1-2 atau 2-3 in. Dalam kenyataan

perencanaan biasanya menggunakan metode sejumlah percobaan.Sambungan

Pada dasarnya sambungan pada suatu perkerasan beton’ semen dibuat untuk mengontrol tegangan sebagai akibat perubahan volume dalam beton. Perubahan volume terutama. disebabkan oleh perubahan temperatur, yang mengakibatkan muai dan susut pada plat beton. Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan sehubungan dengan tegangan yang terjadi pada plat beton adalah :1. Susut2. Muai3. Temperatur warping4. Efek kelengasan (moisture effects)


Sambungan Melintang (Transverse Joints). Terdapat 3 tipe sambungan melintang.a. Sambungan susut (contraction joints).

Sambungan susut dibuat dalam arah melintang, pada jarak yang sama dengan panjang plat yang telah ditentukan. Fungsi dari sambungan susut adalah untuk mengontrol retak akibat susut dan efek kombinasi dan beban dan warping.

Tabel 7. Jarak Sambungan Semen Tanpa Tulangan Susut untuk Perkerasan Beton

Penggunaan sambungan tanpa dowel pada perkerasan tipe JPCP, yang mempunyai ,jarak sambungan pendek umumnya terbatas pada :1) Perkerasan berada pada daerah yang tidak ada atau hanya sedikit frost action.2) Jalan sekunder dan jalan-jalan kota pada daerah kediaman yang mempunyai

volume kendaraan truk berat sedikit saja.Tabel 8. Ukuran dan Jarak Dowel yang Dianjurkan


Pada Tabel 9. memberikan ukuran tebal dan lebar dari sealant untuk sealant yang dituang (poured sealant).

Tabel 9. Ukuran Tebal Dan Lebar Kotak Sealant Yang Dituang

Sedangkan Tabel 10 menunjukkan lebar sambungan dan lebar sealant yang dianjurkan untuk sealant yang sudah dibentuk (preformed sealant).

Tabel 10: Ukuran Lebar Sambungan dan Lebar Sealant untuk Sealant yang Sudah Dibentuk

Tipe sambungan susut ini disebut juga sambungan susut kosong (dummy contraction joint). Gambar 1 menunjukkan contoh tipe sambungan susut.

b. Sambungan muai (expansion joints).Sambungan muai adalah sambungan melintang yang mempunyai fungsi untuk menerima perubahan volume dari plat beton dengan naiknya temperatur yang dapat mengakibatkan terjadinya penyembulan pada plat beton.Sambungan muai dipasang di antara perkerasan yang akan mengalami perbedaan arah gerakan, antara lain:1) Pada pertemuan jalan baru dan jalan lama2) Pada persimpangan jalan3) Jembatan di mana perkerasan bertemu dengan bangunan-bangunan seperti

bangunan drainase atau lubang utilitas.


c. Sambungan konstruksi/pelaksanaan (construction joint)Sambungan pelaksanaan dibuat karena berhentinya pekerjaan pada waktu selesainya jam kerja, kerusakan peralatan, atau keadaan darurat lainnya.Cara lain yaitu dengan memasang sambungan yang sudah jadi pada beton yang masih plastis. Pada gambar 3 menunjukkan bentuk sambungan pelaksanaan melintang.

Gambar 3. Sambungan Pelaksanaan

Sambungan memanjang (longitudinal joints). Sambungan memanjang terletak pada arah memanjang perkerasan di antara jalur lalu lintas yang berdekatan.

Fungsi sambungan memanjang adalah untuk mengontrol tegangan temperatur warping sehingga retak dalam arah memanjang tidak akan terjadi. Kedua segmen (potongan) plat yang berdekatan dihubungkan oleh tie bar melintang sepanjang sambungan. Tie bar ini mencegah pergerakan dan plat yang satu terhadap plat yang lain. Untuk itu tie bar harus merupakan besi yang berulir (deformed steel).


Diameternya 0.5 in. dengan panjang 30 in dan diletakkan pada jarak 30 in diukur dari pusat ke pusat.

Sambungan dapat dibuat dengan cara menggergaji permukaan (membentuk takikan) yang kemudian diisi dengan bahan penutup sambungan (poured sealant) atau dengan memasang penutup sambungan yang sudah dibentuk (preformed sealant) di tepi pengecoran (sebelum pengecoran jalur berikutnya) sehingga membentuk sambungan.

Terdapat dua tipe sambungan memanjang yang terkenal yaitu: sambungan dengan lidah alur (deformed or keyed joints) dan sambungan bidang lemah (weakened-plane joints). Sambungan yang letaknya di as jalan (yang berbentuk crown) harus menggunakan jenis lidah alur, kecuali bila perkerasan kaku diletakkan di atas perkerasan lentur atau lapis pondasi yang mempunyai nilai modulus reaksi tanah dasar > 14 kg/cm3. Pada Gambar 5 memperlihatkan contoh sambungan memanjang.

Gambar 4: Sambungan Memanjang

DATA DAN METODOLOGIMetodolgi yang digunakan berkaitan dengan cara mendapatkan ketebalan

perkerasan beton semen bersambung tanpa tulangan yang ditinjau dari 2 metode/cara yaitu :1. Bina Marga2. Portland Cement Association

HASIL DAN PEMBAHASANDasar Perencanaan

Perkerasan direncanakan untuk memikul beban lalu lintas secara aman dan nyaman serta selama umur rencana tidak terjadi kerusakan yang berarti. Untuk dapat memenuhi fungsi tersebut, perkerasan beton semen harus :1. Mereduksi tegangan yang terjadi pada tanah dasar (akibat beban lalu lintas) sampai

batas-batas yang masih mampu dipikul tanah dasar tersebut, tanpa menimbulkan perbedaan penurunan/lendutan yang dapat merusak perkerasan.

2. Mampu mengatasi pengaruh kembang susut dan penurunan kekuatan tanah dasar, serta pengaruh cuaca dan kondisi lingkungan.


Dalam perencanaan ini, tebal perkerasan didasarkan pada :1. Kekuatan tanah dasar yang dinyatakan dalam modulus reaksi tanah dasar (k).2. Tebal dan jenis lapis pondasi3. Kekuatan beton yang dinyatakan dalam kuat lentur (MR)Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi PerencanaanPeranan dari Tingkat Pelayanan

Umumnya, perwujudan yang harus disediakan pada suatu ruas jalan ditentukan berdasarkan peranan jalan dan intensitas lalu lintasnya. Makin penting peranan jalan, dan makin tinggi intensitas lalu lintas, maka makin tinggi pula perwujudan yang harus disediakan.Lalu lintas

Lalu lintas merupakan beban utama yang harus dipikul oleh perkerasan. Variabel-variabel lalu lintas yang dapat mempengaruhi perwujudan perkerasan beton semen adalah :1. Tekanan Gandar2. Volume Lalu Lintas3. Komposisi Lalu Lintas4. Pertumbuhan Lalu Lintas5. Ukuran dan Tekanan Ban6. Jumlah Jalur dan Arah Lalu LintasUmur Rencana

Umur rencana perkerasan jalan ditentukan atas dasar pertimbangan-pertimbangan peranan jalan, pola lalu lintas dan nilai ekonomi jalan yang bersangkutan (dapat ditentukan dengan metode Benefit Cost Ratio, Internal Rate of Return, kombinasi dari metode tersebut, atau cara lain), yang tidak terlepas dari pola pengembangan wilayah. Umumnya perkerasan tebal beton semen direncanakan dengan umur rencana 20-40 tahun.Kapasitas Jalan

Dalam menentukan lalu lintas rencana, kapasitas maksimum jalan yang direncanakan dipakai sebagai batasan.Tanah Dasar

Parameter yang digunakan untuk menyatakan daya dukung tanah dasar adalah modulus reaksi tanah dasar (k). Nilai k ditetapkan di lapangan dengan pengujian plate bearing (AASHTO T 222-81). Jika waktu dan peralatan tidak memungkinkan untuk mengadakan pengujian plate bearing, dapat dipakai korelasi antara nilai k dan CBR.Bahu

Umumnya bahu dibuat dari bahan lapis pondasi lentur atau bahan lapis pondasi distabilisasi yang kemudian ditutup dengan lapis peraspalan. Perbedaan kekuatan antara bahu dengan jalur lalu lintas akan menimbulkan persoalan pada sambungan (antara bahu dengan plat) apabila kendaraan berat membebani bahu. Hal tersebut dapat diatasi antara lain dengan cara :1. Membuat bahu dan plat beton dan mengikatnya pada plat perkerasan.2. Memperlebar bahu dengan beton minimum 3 ft3. Mempertebal tepi plat4. Menggunakan kerb monolitKekuatan Beton

Tegangan kritis terjadi akibat melendutriya perkerasan. Oleh karena itu kekuatan lentur beton (flexural strength) yang dipakai dalam perencanaan. Kuat lentur beton


ditentukan dengan pengujian secara pembebanan tiga titik (third-point loading) sesuai dengan ASTM C78 terhadap benda uji berumur 26 hari.Metode Bina MargaPersyaratan dan Pembatasan Penggunaan Pedoman

Untuk memperoleh hasil yang memuaskan, penggunaan pedoman ini harus memperhatikan persyaratan dan pembatasan sebagai berikut :1. Modulus reaksi tanah dasar (k), minimum 2 kg/cm32. Kuat lentur tank beton (MR), pada umur 28 hari dianjurkan 40 kg/cm2 (dalam

keadaan terpaksa menggunakan beton dengan MR minimum 30 kg/cm2).3. Kelandaian memanjang maksimum jalan 10%.4. Pelaksanaan harus sesuai dengan Petunjuk Pelaksanaan Perkerasan Kaku (Beton

Semen).Penentuan Besaran Rencana1. Umur Rencana. Umur rencana dapat ditentukan dengan cara seperti uraian

sebelumnya (Bab III.2.3.)2. Lalu Lintas Rencana. Lalu lintas rencana untuk perkerasan beton semen dinyatakan

dalam jumlah sumbu kendaraan niaga (commercial vehicle), sesuai dengan konfigurasi sumbu pada jalur rencana selama umur rencana.

Lalu lintas harus dianalisa berdasarkan hasil perhitungan volume lalu lintas dan konfigurasi sumbu dari data terakhir (<= 2 tahun terakhir) dari pos-pos resmi setempat. Untuk keperluan perencanaan perkerasan beton semen, hanya kendaraan niaga yang mempunyai berat total minimum 5 ton yang ditinjau. Terdapat 3 konfigurasi beban sumbu rencana yaitu :a. Sumbu tunggal dengan roda tunggalb. Sumbu tunggal dengan roda gandac. Sumbu tandem dengan roda ganda

Umumnya konfigurasi sumbu lainnya tidak diperhitungkan dalam perencanaan perkerasan karena jumlahnya yang terbatas dalam volume lalu lintas total. Prosedur penentuan lalu lintas rencana adalah sebagai berikut :a. Hitung volume lalu lintas (LHR) yang diperkirakan akan menggunakan jalan

tersebut pada awal umur rencana.b. Hitung jumlah kendaraan niaga (JKN) selama umur rencana (n tahun) dengan

persamaan : JKN = 365 x JKNH x R

dimanaJKNH J : Jumlah Kendaraan Niaga Harian pada saat jalan dibuka.R : Faktor pertumbuhan lalu lintas yang besarnya tergantung pada faktor

pertumbuhan lalu lintas tahunan (i) dan umur rencana (n).R : dapat dihitung berdasarkan beberapa keadaan sebagai berikut:

1) Untuk pertumbuhan lalu lintas tahunan selama umur rencana tetap,

ii

Ra

n

1log

11(i 0)

2) Apabila setelah waktu tertentu (m tahun) pertumbuhan lalu lintas tidak terjadi lagi,


111log

11

m

a

m

imni

iR (i 0)

3) Apabila setelah waktu tertentu (n tahun) pertumbuhan lalu lintas berbeda dengan sebelumnya (i’ per tahun),

i

ii

i

iR

a

mnm

a

m

1log

111

1log

11(i,i 0)

c. Hitung persentase masing-masing kombinasi konfigurasi beban sumbu terhadap Jumlah Sumbu Kendaraan Niaga Harian (JSKNH).

d. Hitung jumlah repetisi kumulatip tiap-tiap kombinasi konfigurasi/beban sumbu pada jalur rencana dengan cara mengalikan JSKN dengan persentase tiap-tiap kombinasi terhadap JSKNH dan koefisien distribusi jalur rencana. Pada Tabel .11 memberikan koefisien distribusi kendaraan niaga sesuai dengan jumlah jalur dan arah kendaraan.

Tabel 11: Koefisien Distribusi Kendaraan Niaga Pada Jalur Rencana

Jumlah JalurKendaraan Niaga1 arah 2 arah

1 jalur2 jalur3 jalur4 jalur5 jalur6 jalur

10,700,50

--

-—

10,500,4750,450,4250,4

Sebagai besaran rencana, beban sumbu untuk setiap konfigurasi harus dikalikan dengan faktor keamanan (FK). Pada Tabel 12. memberikan faktor keamanan sesuai dengan peranan/fungsi jalan.

Tabel 12: Faktor KeamananPeranan Jalan FK

Jalan TolJalan ArteriJalan Kolektor/Lokal

1,21,11,0

3. Kekuatan Tanah Dasar Dengan atau Tanpa Lapis Pondasi. Kekuatan tanah dasar dinyatakan dalam nilai modulus reaksi tanah dasar (k).Bila dalam perencanaan nilai k belum dapat diukur, maka nilai k dapat ditentukan berdasarkan korelasi antara nilai k dan CBR seperti terlihat pada gambar 5.Nilai k tersebut harus diuji kembali dengan nilai k hasil pengukuran di lapangan setelah permukaan tanah dasar disiapkan.


Tabel 13: Perkiraan Nilai Modulus Elastisitas Lapis Pondasi

Jenis BahanModulus Elastisitas

GPa psi Kg/cm2

GranularLapis pondasi di-stabilisasi semenTanah distabilisasi semenLapis pondasi diperbaiki aspalLapis pondasi diperbaiki aspal emulsi

0,055 - 0,1383,5 - 6,9

2,8 - 6,22,4 - 6,9

0,28 - 2,1

8000 - 20000500000 - 1000000

40000 - 900000350000 - 1000000

40000 - 300000

365-141035210 - 70420

28170 - 6338024650 - 70420

2815 - 21125

Untuk menentukan besarnya nilai modulus reaksi tanah dasar rencana (k°) yang mewakili suatu seksi jalan, digunakan rumus

ko = k - 2S untuk jalan Tolko = k - 1,64S untuk ,jalan Arteri ko = k - 1,28S untuk jalan Kolektor/Lokal

dan Faktor Keseragaman (FK = k

Sx 100%) dari suatu seksi dianjurkan < 25%.

Diinana :ko : Modulus Reaksi Tanah Dasar yang mewakili suatu seksi.

k : n

kModulus Reaksi Tanah Dasar Rata-Rata dalam suatu seksi jalan.

k : Modulus Reaksi Tanah Dasar tiap titik di dalam seksi jalan.

S :

1

22

nn

kkn= Standar Deviasi n (n-i)

4. Kekuatan Beton. Kekuatan beton harus dinyatakan dalam nilai kekuatan tarik lentur (MR) pada umur 28 hari, yang didapat dari hasil pengujian balok dengan pembebanan 3 titik (ASTM - 78). Kuat lentur tarik beton (MR), pada umur 28 hari dianjurkan 40 kg/cm. Dalam keadaan terpaksa boleh menggunakan beton dengan MR minimum 30 kg/cm2.Gambar 8 menunjukkan hubungan antara kuat tarik lentur dan kuat tekan. Hubungan tersebut dapat ditentukan dari persamaan seperti yang tertulis pada gambar.

HASIL PEMBAHASANMetode Bina Marga

DataTanah dasar : CBR = 5%, k = m3,8 kg/cm3 (gambar 5)Lapis pondasi bawah : 10 cm (CTSB K75)Beton : K350, MR = 41 kg/cm2 (gambar 7)Baja : 24U

Pertumbuhan lalu lintas : 5% per tahunPeranan jalan : Jalan arteri Volume dan komposisi lalu lintas pada tahun pembukaan untuk 3 jalur, 1 arah.


Gambar 5: Hubungan Antara Kuat Tarik Lentur dan

Gambar 6: Hubungan Antara Kuat Tarik Lentur dan Kuat Tekan Pada Umur 28 Hari

Hasil Perhitungan1. Jumlah Kendaraan Niaga (JKN) selama umur rencana 20 tahun.

JKN = 365 x JKNH x RJKNH = 2522

R =

05,00log

105,01

1log

11 20

ee

n

i

i= 33,88


JKN = 365 x 2522 x 33,88 = 0,3119297x108 buah kendaraan Jumlah sumbu kendaraan niaga selama umur rencana = 365 x 5666 x 33,86 = 0,7x108

2. Persentase masing-masing kombinasi konfigurasi/beban sumbu dan jumlah repetisi pada jalur rencana selama umur rencana

Tabel 14: Jumlah Repetisi Selama Umur RencanaKonfigurasi

SumbuBeban Sumbu

(ton)Persentase konfigurasi

SumbuJumlah Repetisi Selama Umur

RencanaSTRTSTRTSTR6STRGSTRTSTRT

STnRG

23455614

1779 : 5666 = 31,4%19 : 5666 = 0,3%1779 : 5666 = 31,4%19 : 5666 0,3%(2x311) : 5666 = 10,98%(413+31l):5666 = 12,78%(413+311): 5666= 12,78%

0,314x0,7x108x0,5= 110x105

0,003x0,7x108x0,5= 1,05x105

110x105

1,05x105

38,47x105

44,77x105

44,77x105

Tabel 15: Koefisien Distribusi Kendaraan Niaga Pada Jalur Rencana

Jumlah JalurKendaraan Niaga

1 arah 2 arah1 jalur2 jalur3 jalur4 jalur5 jalur6 jalur

10,700,50

---

10,500,4750,450,4250,4

Menentukan nilai k gabungan Tebal lapis pondasi = 10 cmModulus elastisitas lapis pondasi (E) = 500000 psi (Tabel 12)Nilai k tanah dasar = 3,8 kg/cm3

Nilai k gabungan = 6 kg/cm3 (gambar 6)


Gambar 7: Grafik untuk menentukan K gabunganDengan cara coba-mencoba dicari tebal plat yang diperlukan.Diperoleh tebal plat = 18 cm

Ukuran Plat- Tebal plat = 18 cm- Lebar plat = 3,5 m- Panjang plat = 5 mSambungan :- Sambungan susut dipasang setiap jarak 5 (Tabel 14)- Ukuran dowel diameter 20 mm, panjang 350 mm, jarak 300 mm.- Ukuran tie bars : diameter 16 mm, panjang 800 mm, jarak 750 mm.

Tabel 16: Jarak Sambungan MelintangJenis Sambungan Jarak Sambungan Melintang

Sambungan susutSambungan pelaksanaan

5 m6 m

Tabel 17: Ukuran dan Jarak Dowel (dalam mm)Tebal plat Ukuran dan Jarak dan DowelT T’ Diameter (D) Panjang (L) Jarak (S)

200200225250275300

200250275300350375

202424272730

350400400400400450

300300300300300375


Metode PCALalu Lintas : ADT = 2522 kendaraan/hari/3 jalurADT 1 jalur : 80% x 2522 = 2018 kendaraan/hariPertumbuhan lalu lintas : i = 5% / tahun

% truk =

%1002522

3114131779x

= 99,2%

Total truk rencana = 99,2% x 2018 x (1+0,05)= 5405 truk/hari/arah

MR = k cf ; k = 8, f = 350 x 14,2 = 4.970 psi

MR = 8 x 4970 = 564 psiMenentukan nilai k gabunganNilai k tanah dasar = 137 pci Tebal lapis pondasi = 10 cm (4 in.)Nilai k gabungan = 350 pci

Tabel 19: Nilai K Untuk Cement-Treated Subbase (CTSB)Nilai k tanah

dasarNilai k subbase, pci

4 in 6 in 8 in 10 in50100200

170280470

230400640

310520830

390640

-

Gambar 8: Penentuan Nilai K


Tabel 20: Kategori BebanKategori

beban Uraian

1 Jalan dalam perumahan, jalan desa dan sekunder dengan beban sumbu dari rendah sampai sedang

2 Jalan kolektor, jalan desa dan sekunder dengan beban sumbu tinggi, jalan arteri dan jalan primer dengan beban sumbu rendah dan sedang.

3 Jalan arteri dan jalan primer dengan beban sumbu sedang, jalan lintas cepat (expressway) dan jalan dengan beban sumbu rendah dan sedang.

KategoriBeban

Uraian

1

2

3

4

Jalan dalam perumahan, jalan desa dan sekunder dengan beban sumbu dan rendah sampai sedang.

a)Jalan kolektor, jalan desa dan sekunder dengan beban sumbu tinggi, jalan arteri dan jalan primer dengan beban sumbu rendah

Jalan arteri dan jalan primer dengan beban sumbu sedang, jalan lintas cepat (expressway) dan jalan kota dengan beban sumbu rendah dan sedang

Jalan arteri, jalan primer dan jalan lintas cepat dengan beban sumbu tinggi, jalan kota dengan beban sumbu sedang sampai tinggi

a) : Penentuan rendah, sedang dan tinggi berhubungan dengan beban sumbu relatif terhadap tipe jalan.

sambungan- Jarak sambungan susut 15 ft- Ukuran dowel diameter 3/4 in, panjang 16 in., jarak 12 in. - Ukuran tie bars diameter 0,5 in., panjang 30 in., jarak 30 in.

Tabel 21: Ukuran Dan Jarak Dowel Yang DianjurkanTebalPlat(in.)

DiameterDowel(in.)

Panjang Dowel Total(in.)

Jarak Dowel Pusat ke Pusat (in.)

5 - 67 - 89 - 1112 -1617 - 2021 - 25

3/4111

13/42

161818202224

121212151818


KESIMPULAN DAN SARANKesimpulan

Dari hasil studi literatur yang kami bahas mengenai perbandingan beberapametode perencanaan perkerasan beton untuk jalan raya dapat disimpulkan bahwa terjadi perbedaan dalam mendapatkan hasil akhir perhitungan ketebalan plat beton dari masing-masing metode. Hal ini disebabkan adanya pengambilan besaran yang tidak sama, misalnya dalam metode PCA adanya faktor truk, demikian pula dalam metode AASHTO adanya faktor serviceability index.

Pada dasarnya metode-metode yang dibahas berakar dari metode AASHTO, dimana dalam mendapatkan ketebalan plat didasarkan pada prinsip total fatigue yang terjadi pada plat harus 100 %.

Metode termudah dalam mendapatkan ketebalan plat ialah dengan metode Road Note 29, karena dengan hanya mengetahui jumlah kumulatif dari standar axle dapat langsung diketahui ketebalan plat yang dibutuhkan dimana nilai CBR tanah dasar dari 2% sampai dengan 15% dapat menggunakan grafik nomograf yang sama (gambar 18). Sedangkan ketiga metode yang lainnya relatif cukup menyita waktu, karena nilai ketebalan plat diperoleh dengan cara coba-coba.

Dengan mudahnya mendapatkan ketebalan plat dengan metode Road Note 29tidak berarti kita harus memilih metode ini, karena dari perhitungan untuk mendapatkan ketebalan plat banyak faktor yang tidak ditinjau sehingga mungkin terjadi pemborosan material, hal ini terlihat dari ketebalan yang diperoleh dengan metode ini adalah yang terbesar.

DAFTAR PUSTAKAE.J. Yoder (1959), Principles of Pavement Design, John Wiley & Sons, Inc.

E.J. Yoder and M.W. WItczak (1975), Principles of Pavement Design, second edition John Wiley & Sons, Inc

Fintel Mark, Concrete Pavement Design

Clarkson H. Oglesby and Gary Hicks; Portland Cement Concrete Pavements, Highway Engineering fourth edition

H. Sargious, Theories of Design of Rigid Pavements, Pavements and Surfacing for Highways and Airports

David L. Guell (1988), ‘Comparison of Two Rigid Pavement Design Methods, Journal of Transportation Engineering, Seminar Rigid Pavement.

Arifin, Perkerasan Beton Semen Dalam Pe1aksanaan, CPCO Surabaya

Technical Justification Report for Rigid Pavement Application (1987), SUTP.

Direktorat Jenderal Bina Harga (1997), Pedoman Perencanaan Perkerasan Kaku (Beton Semen), Jakarta: Dinas Pekerjaan Umum.

sri wiwoho 002_ok

Documents