Kerusakan pada Perkerasan Lentur

xxv 5. Kondisi tanah dasar yang tidak stabil. Kemungkinan disebabkan oleh sistem pelaksanaan yang kurang baik, atau dapat juga disebabkan oleh sifat tanah dasar yang memang jelek. 6. Proses pemadatan lapisan tanah dasar yang kurang baik. Perbaikan terhadap jalan tidak hanya dilakukan apabila jalan telah mengalami kerusakan yang parah, tetapi sebaiknya perlu segera dilakukan pemeliharaan apabila tanda – tanda kerusakan terhadap jalan sudah terlihat. Semakin memperbesar tingkat kerusakan jalan, maka biaya perbaikan jalan juga akan semakin mahal. Untuk melakukan pemeliharaan yang tepat, maka perlu dilakukan kajian awal terhadap jalan tersebut, meliputi pengamatan visual kerusakan jalan, kekuatan struktur jalan saat ini, pertumbuhan lalu lintas.

2.3. Kerusakan pada Perkerasan Lentur

Tujuan utama pembuatan struktur jalan adalah untuk mengurangi tegangan atau tekanan akibat beban roda sehingga mencapai tingkat nilai yang dapat diterima oleh tanah yang menyokong struktur tersebut. Kendaraan pada posisi diam di atas struktur yang dipekeras menimbulkan beban langsung tegangan statis pada perkerasan yang terkonsentrasi pada bidang kontak yang kecil antara roda dan perkerasan. Ketika kendaraan bergerak, timbul tambahan tegangan dinamis akibat pergerakan kendaraan ke atas dan ke bawah karena ketidakrataan perkerasan. xxvi Intensitas tegangan statis dan dinamis terbesar terjadi di permukaan perkerasan dan terdistribusi dengan bentuk piramid dalam arah vertikal pada seluruh ketebalan struktur perkerasan. Peningkatan distribusi tegangan tersebut mengakibatkan tegangan semakin kecil sampai permukaan lapis tanah dasar. Beban lalu lintas Tanah dasar Sub base course Base course Binder course Wearing course Gambar 2.1. Distribusi pembebanan lalu lintas Mekanisme retak yang terjadi di lapangan terjadi karena adanya gaya tarik yang ditandai dengan adanya retak awal pada bagian bawah perkerasan yang mengalami deformasi kemudian retak ini lama kelamaan akan menjalar kepermukaan perkerasan jalan yang dapat mengakibatkan kerusakan dan ketidak nyamanan. Akibat beban kendaraan, pada lapis-lapis perkerasan terjadi tegangan dan regangan yang besarnya tergantung pada kekakuan dan tebal lapisan. Pengulangan beban mengakibatkan terjadinya retak lelah pada lapis beraspal serta deformasi pada lapisan beraspal. Cuaca mengakibatkan lapis beraspal menjadi rapuh brittle sehingga makin rentan terhadap terjadinya retak dan disintegrasi pelepasan. Bila sudah mulai terjadi, luas dan keparahan retak akan berkembang cepat sehingga xxvii terjadi gompal dan akhirnya terjadi lubang. Di samping itu, retak memungkinkan air masuk ke dalam perkerasan sehingga mempercepat deformasi dan memungkinkan terjadinya penurunan kekuatan geser dan perubahan volume. Sjahdanulirwan, 2003. Umumnya kerusakan pada perkerasan lentur yang timbul tidak hanya disebabkan oleh satu faktor saja, tetapi keterkaitan antara berbagai penyebab tersebut. Kerusakan yang terjadi pada perkerasan lentur, ditentukan berdasarkan Indeks Kinerja Perkerasan Jalan pavement performance , yang meliputi 3 hal yaitu: 1. Keamanan, yang ditentukan oleh besarnya gesekan akibat adanya kontak antara ban dan permukaan jalan. Besarnya gaya gesek yang terjadi dipengaruhi oleh bentuk dan kondisi ban, tekstur permukaaan jalan, kondisi cuaca dan lain sebagainya. 2. Wujud perkerasan structural pavement , sehubungan dengan kondisi fisik dari jalan tersebut seperti adanya retak – retak, amblas, alur, gelombang dan lain sebagainya. 3. Fungsi Pelayanan functional performance , sehubungan dengan bagaimana perkerasan tersebut memberikan pelayanan kepada pemakai jalan. Wujud perkerasan dan fungsi pelayanan umumnya merupakan satu kesatuan yang dapat digambarkan dengan kenyamanan mengemudi riding quality . Dasar penentuan tingkat kenyamanan sebagai berikut : xxviii a. Jalan disediakan untuk memberikan keamanan dan kenyamanan pada pemakai jalan. b. Kenyamanan sebenarnya merupakan faktor subjektif, tergantung penilaian masing – masing pengemudi, tetapi dapat dinyatakan dari nilai rata – rata yang diberikan oleh pengemudi. c. Kenyamanan berkaitan dengan bentuk fisik dari perkerasan yang dapat diukur secara objektif serta mempunyai nilai korelasi dengan penilaian subjektif masing – masing pengemudi. d. Wujud dari perkerasan dapat juga diperoleh dari sejarah perkerasan itu sendiri. e. Pelayanan yang diberikan oleh jalan dapat dinyatakan sebagai nilai rata – rata yang diberikan oleh si pemakai jalan. Sehingga di dalam pelaksanaan pekerjaan jalan diperlukan quaity control untuk meminimalkan kesalahan dalam pelaksanaan yang dapat meningkatkan kualitas jalan tersebut. Pengenalan terhadap kerusakan jalan seringkali bersifat subjektif, maka kemampuan pemeriksaan untuk mengenali kerusakan dan parahnya kerusakan merupakan hal penting. Menurut Manual Pemeliharaan Jalan No. 03MNB1983 yang dikeluarkan oleh Direktorat Jenderal Bina Marga, kerusakan jalan dapat dibedakan atas:

2.3.1. Lendutan

Deformation Deformasi adalah perubahan bentuk pada permukaan jalan dari bentuk awal yang dibangun yang diharapkan. Deformasi dapat terjadi setelah pembangunan dalam kaitan dengan pengaruh lalu lintas yang dihubungkan dengan beban atau pengaruh lingkungan tidak berhubungan xxix dengan beban. Pada beberapa kasus, deformasi dapat terjadi pada perkerasan baru dengan kontrol yang buruk. Deformasi merupakan suatu unsur penting pada kondisi perkerasan. Deformasi mempunyai pengaruh langsung pada kualitas berkendara dengan perkerasan kekasaran dan berkurangnya skid resistance dan mencerminkan kekurangan pada struktur perkerasan. Deformasi dapat berujung ke retak-retak pada lapisan permukaan. Beberapa tipe deformasi sebagai berikut : 1. Bergelombang 2. Alur 3. Depresi 4. Pergeseran

2.3.2. Retak

cracks Retak adalah celah sebagai hasil dari patahan parsial atau komplet pada permukaan perkerasan. Retak pada permukaan perkerasan jalan dapat terjadi dengan berbagai variasi, baik retak tunggal yang terisolasi maupun retak yang saling berhubungan dan berkembang diatas seluruh permukaan perkerasan. Bentuk retak, baik sendirian maupun berhubungan dengan deformasi dapat digunakan untuk memperkirakan penyebab kerusakan. Retak yang dimasuki air dapat menjadi penyebab utama deformasi dan lubang. Adapun bentuk retak sebagai beriktu : 1. Retak blok block cracks 2. Retak kulit buaya crocodile cracks xxx 3. Retak tidak beraturan crescent shaped cracks 4. Retak memanjang longitudinal crack 5. Retak melintang transverse crack 6. Retak diagonal diagonal crack

2.3.3. Cacat tepi

edge defects Kerusakan ini terjadi pada pertemuan antara lapisan aspal dengan bahu jalan, dimana kerusakan terjadi pada lapisan aspal bukan bahu jalan. Cacat tepi sering terjadi pada baigan tepi jalan yang peka terhadap ban aus karena gesekan. Bentuk cacat tepi antara lain : 1. Patah tepi edge break 2. Kerusakan tepi edge drop off

2.3.4. Cacat permukaan

Cacat permukaan disebabkan hilangnya material permukaan baik banyak maupun sedikit. Cacat permukaan mengurangi kualitas layanan perkerasan dan mengurangi struktur perkerasan. Bentuk cacat permukaan sebagai berikut : 1. Delamination 2. Flushing 3. Polishing 4. Ravelling 5. Stripping

2.3.5. Lubang

Pot Holes xxxi Lubang adalah cekungan berbentuk mangkuk pada permukaan perkerasan karena hilangnya lapisan permukaan dan material dibawahnya. Lubang dapat terjadi karena mengelupasnya sebagian kecil lapisan permukaan akibat lalu lintas yang diikuti masuknya air kedalam lapisan perkerasan, beban yang berlebihan, dan terbawanya lapisan aspal permukaan akibat adhesi yang mengikat aspal ke roda. Untuk itu, semua prasarana yang terdapat pada suatu sistem transportasi khususnya transportasi darat memerlukan perbaikan kerusakan dan perawatan yang baik. Hal ini dimaksudkan untuk dapat memperpanjang masa pelayanan ekonominya dengan mempertahankan tingkat pelayanan pada batas standar yang aman. Aspek dari perbaikan dan perawatan jalan raya adalah prasarana dalam keadaan siap pakai di setiap waktu untuk menjamin kelancaran dan keamanan penumpang serta keselamatan operasi transportasi darat. Pemeliharaan fasilitas transportasi adalah suatu kegiatan untuk menjaga fasilitas transportasi dengan cara melakukan pemeliharaan dan perbaikan atau penyesuaian kondisi fasilitas transportasi sehingga dapat menghasilkan suatu kondisi operasi yang optimal sesuai dengan standar operasi yang telah ditetapkan. Kegiatan pemeliharaan mencakup perencanaan, pelaksanaan, dan pengendalian pemeliharaan. Prinsip dari sistem manajemen pemeliharaan adalah mengerjakan secara benar pada saat yang benar dan waktu yang tepat. Sistem manajemen pemeliharaan xxxii harus diperlihara secara efektif dan efisien. Pemeliharaan yang baik dapat dilakukan setelah kerusakan-kerusakan yang timbul pada perkerasan tersebut diidentifikasi dan dievaluasi mengenai penyebab dan akibat dari kerusakan tersebut. Identifikasi kerusakan dan penyebabnya sangat penting, karena visualisasi yang hampir sama menunjukkan kerusakan yang berbeda. Dua aspek yang dipandang memegang peranan penting dalam sistem manajemen pemeliharaan adalah pangkalan data dan survai regular. Dalam pemeliharaan jalan terdapat berbagai pendekatan yang berbeda. Salah satu pendekatan yaitu pemeliharaan yang bersifat pencegahan, dimana suatu komponen dirawat untuk menghindari kerusakan yang terjadi selama umur pelayanan. Pemeliharaan jenis ini banyak digunakan untuk di Indonesia, apalagi kalau kerusakan tersebut akan menimbulkan ketidakamanan dari pengguna jalan. Secara umum pemeliharaan dapat diartikan sebagai upaya untuk mempertahankanmeningkatkan kondisi perkerasan, namun pengertian secara spesifik dapat ditinjau dari berbagai segi, antara lain : a. Berdasarkan saatnya timing o Scheduled : dijadwalkan, misal setiap 3 tahun o Responsive : tergantung pada kerusakan, misal penambalan dilakukan apabila ada lubang b. Berdasarkan luasnya o Setempat spot dikenal juga sebagai penambalan o Menyeluruh troughout xxxiii c. Berdasarkan frekuensinya o Rutin, misal pembersihan saluran tepi o Periodik, misal pemasangan laburan aspal-pasir surface dressing o Peningkatan, misal pemasangan lapis tambah overlay o Rehabilitasi pembongkaran dan penggantian lapisan o Khusus insidentil, misal pembuangan longsoran tanah d. Berdasarkan tebal lapisan o Lapisan tipis, misal laburan aspal-pasir, bubur aspal-pasir o Lapisan tebal, misal lapis beton aspal 5 cm o Peremajaan rejuvenation , misal fog seal e. Berdasarkan bagian jalan o Perkerasan o Bahu o Saluran drainase o Daerah milik jalan o Daerah manfaat jalan o Perlengkapan jalan Dengan memahami pengertian teknis di atas, maka penetapan jenis pemeliharaan perlu memperhatikan karakteristik kerusakan, antara lain : jenis, luas, dan penyebab. Dalam menetapkan jenis penanganan dan programfrekuensi pemeliharaan perkerasan beraspal tergantung dari jenis dan tingkat kerusakan yang terjadi. xxxiv 2.4. Penentuan Kondisi Perkerasan Jalan Nilai kondisi perkerasan Pavement Condition Index PCI digunakan untuk mengetahui nilai kondisi lapis permukaan pada suaru ruas jalan yang besarnya dipengaruhi oleh keadaan permukaan perkerasan yang diakibatkan oleh kerusakan yang terjadi. Data – data hasil survei kerusakan perkerasan jalan dikelompokkan berdasarkan kelas kerusakan seperti pada Tabel 2.1. Tabel 2.1. Kelas Kerusakan Jalan Batas kerusakan Rendah Sedang Tinggi Kerusakan Elemen mm Low Medium High Lubang Kedalaman 50 mm 50 mm 50 mm BergelombangKeriting Penurunan 30 mm 30 mm 30 mm Alur Penurunan 30 mm 30 mm 30 mm PenurunanAmblas Penurunan 10 mm 10-50 mm 50 mm Pergeseran shoving Penurunan 10 mm 10-50 mm 50 mm Kerusakan tepi Lebar 0-100 mm 100 mm 200 mm Retak kulit buaya Lebar 2 mm 2 mm 2 mm Retak garis Lebar 2 mm 2 mm 2 mm Kegemukan aspal - - - Terkelupas Sepanjang 20 20 20 jalan Sumber : Departemen Pekerjaan Umum, 1995. Langkah – langkah untuk menghitung PCI sebagai berikut : 2.4.1.1. Menentukan densitas kerusakan Densitas didapat dari luas kerusakan dibagi dengan luas perkerasan jalan tiap segmen kemudian dikalikan dengan 100. xxxv Densitas = 100 x Lp Lk ............................................ Rumus 2.1 Dimana : Lk : Luas kerusakan Lp : Luas perkerasan 2.4.1.2. Mencari deduct value DV Mencari deduct value DV yang berupa grafik jenis kerusakan. Cara untuk menentukan DV yaitu dengan memasukkan persentase densitas pada grafik masing – masing jenis kerusakan kemudian menarik garis vertikal sampai memotong tingkat kerusakan low, medium, high , selanjutnya ditarik garis horizontal dan akan didapat DV. Contoh grafik yang digunakan untuk mencari nilai DV ditunjukkan pada Gambar 2.2. Sumber : U.S. Department of Defense , 2001 Gambar 2.2. Grafik Deduct Value untuk Alligator Cracking xxxvi 2.4.1.3. Menjumlahkan total deduct value Total deduct value yang diperoleh pada suatu segmen jalan yang ditinjau sehingga diperoleh total deduct value TDV. 2.4.1.4. Mencari corrected deduct value Corrected deducted value CDV dengan jalan memasukkan nilai DV ke grafik CDV dengan cara menarik garis vertikal pada nilai TDV sampai memotong garis q kemudian ditarik garis horizontal. Nilai q merupakan jumlah masukan dengan DV5. Sumber : U.S. Department of Defense , 2001 Gambar 2.3. Grafik Corrected Deduct Value 2.4.1.5. Menghitung nilai kondisi perkerasan Nilai kondisi perkerasan dengan mengurangi seratus dengan nilai CDV. Rumus untuk menghitung PCI sebagai berikut : xxxvii PCI = 100 – CDV ..................................... Rumus 2.2 PCI = nilai kondisi perkerasan CDV = Corrected Deduct Value Nilai tersebut menunjukkan kondisi perkerasan pada segmen yang ditinjau, apakah baik, sangat baik atau bahkan buruk sekali dengan menggunakan paramater Gambar 2.4. 2.4.1.6. Prioritas penanganan kerusakan Nilai kondisi perkerasan untuk tiap segmen yang diperoleh kemudian dipergunakan untuk menentukan prioritas penanganan kerusakan. Untuk mengetahui nilai kondisi perkerasan keseluruhan dengan menjumlahkan semua nilai kondisi perkerasan pada tiap segmen dan membaginya dengan total jumlah segmen. Rata – rata PCI = PCI Tiap SegmenJumlah Segmen....Rumus 2.3 Rata – rata PCI yang diperoleh kemudian dimasukkan ke dalam parameter seperti Gambar 2.4. xxxviii FAILED VERY POOR POOR FAIR GOOD VERY GOOD EXCELLENT RATING PCI 100 85 70 55 40 25 10 Sumber : U.S. Department of Defense , 2001 Gambar 2.4. Indeks dan Kondisi Lapis Permukaan Jalan 2.5. Indirect Tensile Strength ITS Indirect Tensile Strength Test menggunakan prinsip pembebanan Marshall dengan 12,5 mm wide concave loading strip . Benda uji silinder yang dibebani kemudian dihubungkan secara pararel pada dan sepanjang bidang diameter secara vertikal. Ini menghasilkan tegangan tarik tegak lurus terhadap arah pembebanan dan sepanjang bidang vertikal dari diameter yang secara otomatis menyebabkan benda uji gagal atau mengalami kerusakan sepanjang diameter vertical. Alat uji ITS ditunjukkan pada Gambar 2.5. xxxix Gambar 2.5. Alat uji Indirect Tensile Strength Berdasarkan beban maksimum yang bekerja pada benda uji pada saat mengalami kegagalan, ITS dihitung dengan persamaan berikut : ITS = t d P . . max . 2 p …………………………………......……..….. Rumus 2.4 Dimana : ITS : Indirect Tensile Strength kPa Pmax : maksimal pembebanan kN t : tinggi rata – rata benda uji m d : diameter benda uji m Data yang dihasilkan adalah beban maksimal pada saat benda uji mengalami kegagalan. Pembebanan dan kerusakan benda uji pada indirect tensile strength ditunjukkan pada gambar berikut : xl Gambar 2.6. Pembebanan dan kerusakan benda uji pada Indirect Tensile Strength 2.6 . Indirect Tensile Stiffness Modulus ITSM Indirect Tensile Stiffness Modulus Test merupakan cara pengujian laboratorium paling konvensional untuk menghitung stiffness modulus campuran aspal. Menurut standar, indirect tensile stiffness modulus test ini merupakan tes nondestruktif dan telah diidentifikasi sebagai metode untuk menghitung rata – rata stiffness modulus dari material. ITSM test menggunakan Material Testing Apparatus MATTA dengan suhu standar pengujian 30 o C. Pengujian ini menggunakan sistem lima kali tumbukan dengan besar beban tertentu sehingga nilai koevisien variasi dari pengujian kurang dari 5 . Alat uji ITSM ditunjukkan pada Gambar 2.7. xli Gambar 2.7. Alat uji Indirect Tensile Stiffness Modulus Dengan uniaksial sinusiodal pembebanan berulang, stiffness modulus secara umum didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan maksimum dengan regangan maksimum. Indirect Tensile Stiffness Modulus dalam MPa dihitung dengan persamaan berikut : ITSM = . 27 , t D L + n ................................................................. Rumus 2.5 Dimana : L : nilai maksimal pembebanan vertikal N D : rata – rata amplitudo dari deformasi horizontal yang diperoleh dari dua atau lebih aplikasi pembebanan mm t : rata – rata tebal benda uji mm u : poisson ratio besarnya 0,35 xlii 2.7. Program Komputer BISAR Bitumen Stress Analysis in Road BISAR Bitumen Stress Analysis in Road produk Shell digunakan untuk mengestimasi ketebalan perkerasan aspal dan unbound granular layer. Program ini menghitung stress, strain dan displacement pada tiap posisi pada multi layer sistem. Setyawan, 2003. Beban yang bekerja adalah beban vertikal pada area yang berbentuk lingkaran. Pengaruh dari pembebanan tersebut akan dihitung dan resultan dari beban tersebut akan digunakan untuk menghitung angka stress dan strain. Pada penghitungan ini, tiap lapisan mempunyai ketebalan yang beragam akan merespon pembebanan tersebut sesuai dengna karakteristiknya masing – masing. Untuk setiap lapisan perkerasan data ketebalan, modulus elastisitas , angka poisson ratio harus diketahui terlebih dahulu. BISAR menghitung besarnya stress dan strain berdasarkan beban vertikal dan tegangan vertikal yang bekerja pada satu bidang contact area untuk disebarkan oleh tiap lapis perkerasan. Dimana dimensi dari contact area tersebut dapat digambarkan sebagai satu persegi dan dua setengah lingkaran. Sebelum digunakan sebagai input data, satuan beban dikonversikan menjadi kN sedangkan satuan tegangan vertikal menjadi MPa. Dari data karakteristik tiap lapisan didapat angka stress, strain, dan displacement pada setiap peninjauan posisi pada pertengahan antar lapisan dan batas antar lapisan. Regangan tarik horisontal maksimum e t dan tegangan maksimum s t sangat berpengaruh pada bagian bawah lapisan perkerasan aspal, sedangkan maximum xliii compressive stress dan strain berpengaruh pada bagian atas lapis sub grade , seperti ditunjukkan pada Gambar 2.8. Gambar 2.8. Fatigue cracking dan critical strain

2.8. Prediksi Umur Layan N