Diketahui :

Jalan tipe = 4/2 D, dengan lebar lajur = 3,5 m

JSKN = 5671098 sumbu/lajur rencana/umur rencana

CBRsegmen = 8 %

Umur Rencana= 15 tahun

Jawab :

Menentukan nilai parameter yang akan digunakan untuk merancang tebal

perkerasan kaku :

Jenis Perkerasan Kaku

Perkerasan beton semen dibedakan ke dalam 3 jenis :

- Perkerasan beton semen bersambung tanpa tulangan (BBTT)

jenis perkerasan beton semen yang dibuat tanpa tulangan dengan ukuran pelat

mendekati bujur sangkar, dimana panjang dari pelatnya dibatasi oleh adanya sambungan-

sambungan melintang. Panjang pelat dari jenis perkerasan ini berkisar antara 4-5 meter.

- Perkerasan beton semen bersambung dengan tulangan (BBDT)

jenis perkerasan beton yang dibuat dengan tulangan, yang ukuran pelatnya

berbentuk empat persegi panjang, dimana panjang dari pelatnya dibatasi oleh adanya

sambungan-sambungan melintang. Panjang pelat dari jenis perkerasan ini berkisar antara

8-15 meter.

- Perkerasan beton semen menerus dengan tulangan (BMDT)

jenis perkerasan beton yang dibuat dengan tulangan dan dengan panjang pelat

yang menerus yang hanya dibatasi oleh adanya sambungan-sambungan muai melintang.

Panjang pelat dari jenis perkerasan ini lebih besar dari 75 meter.

Jenis perkerasan menggunakan tipe Perkerasan beton semen bersambung

dengan tulangan (BBDT).

Ruji (Dowel)

Sepotong baja polos lurus yang dipasang pada setiap jenis sambungan melintang

dengan maksud sebagai sistem penyalur beban, sehingga pelat yang berdampingan dapat

bekerja sama tanpa terjadi perbedaan penurunan yang berarti.

Perkerasan menggunakan ruji (dowel).

Tebal Lapis Pondasi Bawah Minimum dan CBR Efektif

Untuk menentukan tebal lapis pondasi bawah minimum digunakan grafik

hubungan tebal lapis pondasi bawah minimum dengan jumlah repetisi sumbu :

Sedangkan untuk menentukan CBR efektif, digunakan grafik hubungan CBR

efektif dengan CBR rencana :

Maka, didapat : tebal lapis pondasi bawah minimum = 100 mm = 10 cm

CBR efektif = 20%

Faktor Keamanan Beban (F KB)

Pada penentuan beban rencana, beban sumbu dikalikan dengan faktor keamanan

beban (FKB). Faktor keamanan beban ini digunakan berkaitan adanya berbagai tingkat

realibilitas perencanaan seperti telihat pada tabel dibawah :

Karena penggunaan jalan arteri maka diambil nilai FKB = 1,1

Bahu Jalan

Bahu dapat terbuat dari bahan lapisan pondasi bawah dengan atau tanpa lapisan

penutup beraspal atau lapisan beton semen. Perbedaan kekuatan antara bahu dengan jalur

lalu-lintas akan memberikan pengaruh pada kinerja perkerasan. Hal tersebut dapat diatasi

dengan bahu beton semen, sehingga akan meningkatkan kinerja perkerasan dan

mengurangi tebal pelat yang dimaksud dengan bahu beton semen dalam pedoman ini

adalah bahu yang dikunci dan diikatkan dengan lajur lalu-lintas dengan lebar minimum

1,50 m, atau bahu yang menyatu dengan lajur lalu-lintas selebar 0,60 m, yang juga dapat

mencakup saluran dan kereb.

Perkerasan menggunakan bahu jalan.

Lapis Pemecah Ikatan Pondasi dan Pelat ( )

Perencanaan ini didasarkan bahwa antara pelat dengan pondasi bawah tidak ada ikatan. Jenis pemecah ikatan dan koefisien geseknya dapat dilihat pada tabel dibawah :

Diambil nilai = 1,5

Kuat Tarik Lentur (f cf)

Kekuatan beton harus dinyatakan dalam nilai kuat tarik lentur (flexural strength)

umur 28 hari, yang didapat dari hasil pengujian balok dengan pembebanan tiga titik

(ASTM C-78) yang besarnya secara tipikal sekitar 3–5 Mpa.

Diambil nilai fcf = 4,25 Mpa

Tegangan Ekivalen (TE) dan Faktor Erosi (FE)

Dari tabel diatas, didapat :

Tegangan Ekivalen (TE) Faktor Erosi (FE) dengan ruji

STRT = 1,1 1,95

STRG = 1,65 2,56

SGRG = 1,38 2,57

STrRG= 1,12 2,59

Perhitungan tebal beton dan analisis fatik dan erosi perkerasan kaku :

Data dan nilai – nilai parameter yang didapat :

Jenis perkerasan = BBDT FKB = 1,1

Pakai ruji (Dowel) = 1,5

Dengan bahu jalan fcf = 4,25 MPa

Pondasi bawah = 10 cm

CBR efektif = 20%

Tebal Beton

Untuk mencari tebal beton, digunakan grafik perencanaan jika fcf = 4,25 Mpa,

FKB = 1,1, dan pakai ruji (Dowel), seperti grafik dibawah :

Dari grafik diatas, ditaksir tebal beton = 170 mm = 17 cm

Analisis Fatik dan Erosi

Tebal pelat taksiran dipilih dari total fatik serta kerusakan erosi yang dihitung

berdasarkan komposisi lalu-lintas selama umur rencana. Jika kerusakan fatik atau erosi

lebih dari 100%, maka tebal taksiran dinaikan dan proses perencanaan diulangi.

Tebal rencana adalah tebal taksiran yang paling kecil yang mempunyai total fatik

dan atau total kerusakan erosi lebih kecil atau sama dengan 100%.

Diketahui :

Tegangan Ekivalen (TE) Faktor Erosi (FE) (dengan ruji)

STRT = 1,1 1,95

STRG = 1,65 2,56

SGRG = 1,38 2,57

STrRG= 1,12 2,59

Maka, Faktor Rasio Tegangan (FRT) dapat diketahui :

FRTSTRT = TESTRT

f cf =

1,14,25

= 0,258

FRTSTRG = TESTRG

f cf =

1,654,25

= 0,388

FRTSGRG = TESGRG

f cf =

1,384,25

= 0,324

FRTSTrRG = TESTrRG

f cf =

1,124,25

= 0,263

Jumah Roda pada sumbu: STRT = 2 buah SGRG = 8 buah

STRG = 4 buah STrRG = 12 buah

Tabel Hasil dari Analisa Fatik dan Erosi

Jenis Sumb

u

Beban Sumbu

(kN)FKB

Beban Rencana

Per-roda (kN)

Repetisi beban yang

terjadi

Faktor Tegangan dan Erosi

Analisa Fatik Analisa Erosi

Repetisi Ijin

Persen Rusak

(%)

Repetisi Ijin

Persen Rusak

(%)

STRT

41,8 1,1 22,99 71176 TT 0 TT 048,75 1,1 26,81 76587 TT 0 TT 044,25 1,1 24,34 82822 TT 0 TT 042,05 1,1 23,13 163998 TT 0 TT 0

63 1,1 34,65 109881 TT 0 TT 058 1,1 31,90 120704 TT 0 TT 054 1,1 29,70 159410 TT 0 TT 0

51,75 1,1 28,46 257173 TT 0 TT 053,1 1,1 29,21 151644 TE = 1,1 TT 0 TT 054 1,1 29,70 46823 TT 0 TT 0

57,4 1,1 31,57 63058 FE = 1,95 TT 0 TT 045 1,1 24,75 23294 TT 0 TT 0

47,25 1,1 25,99 66587 FRT = 0,258 TT 0 TT 055 1,1 30,25 109881 TT 0 TT 060 1,1 33,00 109881 TT 0 TT 046 1,1 25,30 130704 TT 0 TT 052 1,1 28,60 157056 TT 0 TT 0

44,7 1,1 24,59 243760 TT 0 TT 046,35 1,1 25,49 171409 TT 0 TT 065,25 1,1 35,89 44117 TT 0 TT 065,25 1,1 35,89 109881 TT 0 TT 047,25 1,1 25,99 13353 TT 0 TT 0

STRG

69,7 1,1 19,17 71176 TT 0 TT 081,3 1,1 22,36 76587 TT 0 TT 073,8 1,1 20,30 82822 TT 0 TT 070,1 1,1 19,28 163998 TT 0 TT 0105 1,1 28,88 89881 TE = 1,65 200000 44,94 1500000 5,9996,7 1,1 26,59 100704 900000 11,19 3000000 3,3690 1,1 24,75 179410 FE = 2,56 4000000 4,49 5000000 3,5960 1,1 16,50 43294 TT 0 TT 0

63,5 1,1 17,46 140704 FRT = 0,388 TT 0 TT 066 1,1 18,15 157056 TT 0 TT 0

74,5 1,1 20,49 343760 TT 0 TT 077,3 1,1 21,26 181409 TT 0 TT 0

108,8 1,1 29,92 33117 90000 36,80 1000000 3,3178,8 1,1 21,67 35353 TT 0 TT 0

SGRG 103,5 1,1 14,23 257173 TT 0 TT 0

106,2 1,1 14,60 151644 TT 0 TT 0108 1,1 14,85 46823 TE = 1,38 TT 0 TT 0

114,8 1,1 15,79 63758 TT 0 TT 090 1,1 12,38 33294 FE = 2,57 TT 0 TT 0

104. 1,1 14,30 33294 TT 0 TT 0198,6 1,1 27,31 343760 FRT = 0,324 TT 0 2000000 17,19206 1,1 28,33 191409 TT 0 1000000 19,14145 1,1 19,94 119881 TT 0 TT 0

STrRG157,5 1,1 14,44 76587 TE = 1,12 TT 0 TT 0217,5 1,1 19,94 42117 FE = 2,56 TT 0 TT 0217,5 1,1 19,94 118885 FRT = 0,263 TT 0 TT 0

TOTAL 97,42% 100% 100%Keterangan : TE = tegangan ekivalen; FRT = faktor rasio tegangan; FE = faktor erosi; TT = tidak terbatas

Karena % rusak fatik dan erosi lebih kecil sama dengan 100%, maka tebal

pelat beton diambil 170 mm = 17 cm.

Contoh Perhitungan :

Jenis Sumbu STRG ; dengan jumlah roda = 4 buah, dan beban sumbu = 105 kN

FKB = 1,1

Beban Rencana per-roda = Beban SumbuJumlah Roda

∗FKB = 105

4∗1,1 = 28,88 kN

Repetisi Beban yang terjadi = 89881

Tegangan Ekivalen (TE) = 1,65

Faktor Erosi (FE) = 2,56

Faktor Rasio Tegangan (FRT) = 0,388

Setelah diketahui Beban rencana per-roda, FE, dan FRT, maka nilai repetisi ijin

fatik dan erosi, dan juga nilai persen rusak fatik dan erosi dapat ditentukan dengan

nomogram di halaman berikutnya :

- Repetisi Ijin Analisa Fatik

Nomogram analisa fatik dengan repetisi beban ijin berdasarkan Faktor Rasio Tegangan (FRT), dengan atau tanpa

bahu jalan

Maka didapat : Nilai Repetisi Ijin = 200000 kN

Nilai Persen Rusak (%) = Repetisi yang terjadi

Repetisi ijin∗100

= 89881

200000∗100 = 44,94%

- Repetisi Ijin Analisa Erosi

Nomogram analisa erosi dengan repetisi beban ijin berdasarkan Faktor Erosi (FE), dengan bahu jalan

Maka didapat : Nilai Repetisi Ijin = 1500000 kN

Nilai Persen Rusak (%) = Repetisi yang terjadi

Repetisi ijin∗100

= 89881

15 00000∗100 = 5,99%

Perhitungan Perkerasan Beton Bersambung Dengan Tulangan (BBDT)

Untuk menghitung luas penampang tulangan BBDT, digunakan rumus seperti

berikut ini :

As = μ L M g h

2 f s

Dimana :

As = luas penampang tulangan baja (mm2/m’)

= koefisien gesek antar pelat beton dengan pondasi bawah

L = jarak antara sambungan yang tidak diikat dan/atau tepi bebas

pelat (m)

M = berat per satuan volume pelat (kg/m3)

g = gravitasi (m/det2)

h = tebal pelat beton (m)

fs = kuat tarik ijin tulangan (MPa), biasanya 0,6 x tegangan leleh (fy)

Diketahui :

Tebal pelat beton (h) = 170 mm = 17 cm = 0,17 m

Lebar pelat beton = 4 x 3,5 (untuk 4 lajur)

Panjang pelat beton (L) = 8 m ~ 15 m, diambil 15 m

= 1,5

fy = 240 MPa , maka fs = 0,6 x fy = 0,6 x 240 = 144 MPa

Berat isi beton (M) = 2400 kg/m3

Gravitasi (g) = 9,81 m/det2

Jawab :

- Tulangan Memanjang

Asperlu =

μ L M g h2 f s

= 1,5∗15∗2400∗9,81∗0,17

2∗144 = 312,694 mm2/m’

Asmin = 0,14% x luas pelat = 0,0014 x 170 x 1000 = 170 mm2/m’

Asmin < As

perlu

- Tulangan Melintang

Asperlu =

μ L M g h2 f s

= 1,5∗14∗2400∗9,81∗0,17

2∗144 = 291,85 mm2/m’

Asmin = 0,14% x luas pelat = 0,0014 x 170 x 1000 = 170 mm2/m’

Asmin < As

perlu

Karena hasil tulangan memanjang dan melintang hampir sama, sehingga dapat

digunakan tulangan polos anyaman las (wire mesh) bujur sangkar. Hal ini terjadi karena

pelat beton hampir bujur sangkar yaitu 14 m x 15 m.

Maka, digunakan wire mesh 9 mm - 200 mm (sesuai tabel)

As = 318 mm2/m’ (melintang dan memanjang) > 312,694 mm2/m’ atau 291,85 mm2/m’

Ukuran dan berat tulangan polos anyaman las (wire mesh)

Penampang melintang tebal perkerasan

Tebal pelat beton (h) = 170 mm = 17 cm

Tulangan polos 9 mm – 200 mm dengan ruji (dowel)

Selaput pemisah

antara ruji dan beton

200 mm 200 mm

h = 17 cm Beton Semen

Tanah Dasar

tulangan polos 9 mm

Sumber : Pedoman Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen Bina Marga 2002