METODE Evaluasi Tebal Lapis Perkerasan Lentur Manual Desain Perkerasan Jalan No.22.2/KPTS/Db/2012 Dengan Menggunakan Program Kenpave

42 1. Menentukan data struktur perkerasan yaitu modulus elastisitas, poisson ratio, dan tebal perkerasan berdasarkan perencanaan menggunakan metode Manual Desain Perkerasan Jalan No.22.2KPTSDb2012 2. Hitung parameter dengan menggunakan teori sistem lapis banyak program Kenpave sehingga diperoleh hasil tegangan dan regangan yang terjadi pada struktur perkerasan 3. Nilai regangan tarik horizontal di bawah lapis permukaan perkerasan dapat digunakan untuk mengetahui jumlah repetisi beban N f dan nilai regangan di bawah lapis pondasi bawah atau permukaan tanah dasar dapat digunakan untuk mengetahui N d 4. Periksa nilai N f dan N d dengan N rencana yang telah direncanakan 5. Jika nilai N f atau N d lebih besar dari nilai N rencana maka tebal perkerasan yang dihasilkan melalui metode perencanaan Manual Desain Perkerasan Jalan No.22.2KPTSDb2012 mampu menahan beban lalu lintas sesuai dengan yang direncanakan 6. Jika nilai N f atau N d lebih kecil dari N rencana maka tebal perkerasan metode Manual Desain Perkerasan Jalan No.22.2KPTSDb2012 tidak mampu menahan beban lalu lintas yang direncanakan berdasarkan teori sisitem lapis banyak program Kenpave.

II.8. METODE

MANUAL DESAIN PERKERASAN JALAN No.22.2KPTSDb2012 Dalam metode Manual Desain Perkerasan Jalan No.22.2KPTSDb2012 seperti yang telah dibahas pada bab sebelumnya merupakan pelengkap desain perkerasan Pd T-01-2002-B atau yang sering disebut metode Bina Marga 2002. Universitas Sumatera Utara 43 Metode ini secara umum hampir sama dengan Metode Bina Marga 2002, dimana masih dipakai beberapa parameter-parameter pada Metode Bina marga 2002. Namun demikian terdapat beberapa perubahan-perubahan dan penambahan parameter yang digunakan, begitu juga beberapa rumus yang dirubah, sehingga terdapat perubahan yang cukup jelas dalam penentuan nilai tebal perkerasan. Parameter- parameter beikut adalah parameter yang mengalami perubahan dari parameter Bina Marga 2000 maupun ditambah adalah sebagai berikut : II.8.1. Faktor Pertumbuhan Lalu Lintas Faktor pertumbuhan lalu lintas didasarkan pada data-data pertumbuhan historis atau formulasi korelasi dengan faktor pertumbuhan lalin yang valid, bila tidak ada maka dapat mengunakan tabel 3.2 2011-2020 2021-2030 arteri dan perkotaan 5 4 Rural 3.5 2.5 Tabel 2.6 Perkiraan Faktor Pertumbuhan Lalu Lintas Untuk menghitung pertumbuhan lalu lintas selama umur rencana dihitung sebagai berikut: R = ....................................................................2.10 Dimana : R = pertumbuhan lalu lintas UR = umur rencanaumur pelayanan tahun i = perkembangan lalu lintas Universitas Sumatera Utara 44 II.8.2. Faktor distribusi Lajur dan Kapasitas Lajur Faktor distribusi lajur untuk kendaraan niaga truk dan bus ditetapkan pada tabel 2.8. Beban rencana pada setiap lajur tidak boleh melampaui kapasitas lajur pada setiap tahun selama umur rencana. Jumlah lajur setiap arah Kendaraan niaga pada lajur rencana terhadap populasi kendaraan niaga 1 100 2 80 3 60 4 50 Tabel 2.7 Faktor Distribusi Lajur D L II.8.3. Perkiraan Faktor Ekivalen Beban Vehicle Damage Factor Dalam Manual Desain Perkerasan Jalan istilah angka ekivalen beban gandar sumbu kendaraan yang digunakan adalah faktor ekivalen beban VDF. Perhitungan beban lalu lintas yang akurat sangatlah penting, beban lalu lintas tersebut diperoleh dari : 1. Studi jembatan timbangtimbang statis lainnya khusus untuk ruas jalan yang didesain 2. Studi jembatan yang telah pernah dilakukan sebelumnya dan dianggap sukup representatif untuk ruas jalan yang didesain Jika survey beban lalu lintas mrnggunakan survey timbangan portable, sistem harus mempunyai kapasitas beban satu pasangan roda minimum 18 ton atau kapasitas beban satu sumbu minimum 35 ton II.8.4. Beban Sumbu Standar Beban sumbu 100 kN diijinkan di beberapa ruas yaitu ruas jalan Kelas I. Namun demikian CESA selalu ditentukan berdasarkan beban sumbu standar 80 kN Universitas Sumatera Utara 45 II.8.5. Beban Sumbu Standar Kumulatif Beban sumbu standar kumulatif atau Cumulative Equivalent Axle Road CESA merupakan jumlah kumulatif beban sumbu lau lintas pada lalu lintas rencana selama umur rencana, yang ditentukan sebagai : ESA = Ʃ jenis kendaraan LHRT x VDF x D L............................................... 2.11 CESA = ESA x 365 x R...................................................................2.12 II.8.6. Traffic Multiplier – Lapisan Aspal Untuk perkerasan lentur, kerusakan yang disebabkan lalu lintas rencana dinyatakan dalam ekivalen Sumbu Standar 80 kN yang lewat. Berdasarkan jalan percobaan AASHTO, percobaan faktor ekivalen beban dihitung sebagai berikut: Kerusakan perkerasan secara umum ESA4 = ..............................2.13 Dimana L ij = beban pada sumbu atau kelompok sumbu SL = beban standar untuk sumbu atau sumbu kelompok Kinerja perkerasan lentur dipengaruhi oleh sejumlah faktor, namun tidak semua faktor tersebut tercakup di dalam persamaan diatas, misalnya faktor kelelahan. Kerusakan yang diakibatkan oleh lalu linas dinyatakan dalam ESA 4 memberikan hasil yang lebih rendah dibandingkan kerusakan akibat kelelahan lapisan aspal asphalt fatigue akibat overloading yang signifikan. Traffic Multiplier TM digunakan untuk mengoreksi ESA 4 akibat kelelahan lapisan aspal. Nilai TM kelelahan lapisan aspal TM lapisan aspal untuk kondisi pembebanan berlebih di Indonesia adalah berkisar 1,8 – 2. Nilai yang akurat berbeda-beda tergantung dari beban berlebih pada kendaraan niaga di dalam kelompok truk. Untuk desain perkerasan lentur, nilai CESA yang ditentukan harus dikaitkan dengan nilai TM unruk mendapatkan suatu nilai: Universitas Sumatera Utara 46 CESA 5 = TM x CESA 4 ...............................................................2.14 II.8.7. Modulus Bahan Karakteristik modulus bahanuntuk iklim dan kondisi pebebanan di Indonesia diberikan pada tabel 2.9 umtuk bahan berpengikat dan tabel 2.10 untuk bahan berbutir lepas. Modulus lapisan aspal telah ditetapkan berdasarkan kisaran temperatur udara 25º sampai 34º dan Temperatur Perkerasan Tahunan Rata-rata MAPT 41º C Jenis Bahan Modulus Tipikal koefisien kekuatana PoissonsRatio HRS WC 800 Mpa 0.28 0.40 HRS BC 900 Mpa 0.28 AC WC 1100 Mpa 0.31 AC BC 1200 Mpa 0.31 Bahan Bersemen 500 Mpa cracked 0.2uncracked Tanah dasar disesuaikan musiman 10 x CBR Mpa 0.45 tanahkohesif 0.35 tanah nonkohesif Tabel 2.8 Karakteristik modulus bahan berpengikat Ketebalan lapisan atas bahan berpengikat Modulus bahan lapis atas berpengikat Mpa 900 HRS WCHRS BC 1100 AC WC 1200 AC BC 40 mm 350 350 350 75 mm 350 350 350 100 mm 350 345 345 125 mm 320 310 310 150 mm 280 280 275 175 mm 250 245 240 200 mm 220 210 205 225 mm 180 175 170 ≥ 250 mm 150 150 150 Tabel 2.9 Karakteristik modulus bahan berbutir lepas Universitas Sumatera Utara 47 II.8.8. Drainase Bawah Permukaan Drainase bawah permukaan sub surface pavement drainage harus disediakan untuk memenuhi ketentuan-ketentuan berikut:  Semua lapis pondasi bawah sub base harus terdrainase sempurna  Desain pelebaran perkerasan harus menjamin tersediannya drainase sempurna dari lapisan berbutir terbawah pada perkerasan eksisting  Drainase lateral harus diberikan sepanjang tepi timbunan apabila lintasan aliran dari lapisan sub base ke tepi timbunan lebih dari 300 mm  Apabila ketinggian sub base lebih rendah dari pada ketinggian permukaan tanah sekitarnya, baik di daerah galian ataupun di permukaan tanah sekitarnya, baik di daerah galian ataupun di permukaan tanah asli,maka harus dipasang drainase bawah permukaan bila memungkinkan keadaan ini dapat dihindari dengan desain geometris yang baik, bila drainase bawah permukaan tidak tersedia maka harus digunakan penyesuaian dengan faktor “m”  Drainase permukaan harus disediakan didekat saluran U dan struktur lain yang menutupi aliran air dari setiap lapisan sub base. Lubang kecil weep holes harus ditempatkan secara benar selama konstruksi  Drainase bawah permukaan harus ditempatkan pada kemiringan yang seragam tidak kurang dari 0,5 sehingga air akan mengalir dengan bebas sepanjang drainase sampai ke titik keluar outlet point. Selain itu harusjuga Universitas Sumatera Utara 48 tersedia titik akses untuk membersihkan drainase atau titik pembuangan discharge point pada jarak tidak lebih dari 60 m  Level titik masuk dan pembuangan drainase bawah permukaan harus lebuh tinggi dari muka air banjir sesuai standar desain drainase  Untuk jalan 2 jalur terpisah divided road dengan superelevasi apabila drainase diarahkan ke median , maka harus diberi sistem drainase bawah permukaan di median tersebut Apabila drainase bawah permukaan tidak dapat diberikan, harus digunakan koefisien drainase ”m” pada desain ketebalan lapisan berbutir sesuai dengan aturan AASHTO 93 pasal 2.4.1. Perencanaan dalam melakukan desain sedemikian rupa sehingga didapat nilai m ≥ 1.0, dan menghindari desain dengan m ≤ 0 kecuali kondisi lapangan tidak memungkinkan . Nilai m sendiri dalam manual ini digunakan untuk memeriksa desain dengan metode AASTHO 1993. Universitas Sumatera Utara 49 BAB III METODOLOGI PENELITIAN III.1 TAHAPAN PENELITIAN Metode penelitian untuk studi ini diperlihatkan melalui bagan alir pada Gambar III.1 Gambar 3.1 Diagram Alir Program Kerja Universitas Sumatera Utara 50 III.2 . METODOLOGI PENELITIAN Metodologi penelitian pada tugas akhir ini berisikajian mengenai metode perencanaan tebal perkerasan lentur, metode Manual Desain Perkerasan Jalan No.22.2KPTSDb2012 dan progran Kenpave. Metodologi analisis yang dipakai dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : a. Melakukuan studi umum yang behubungan dengan struktur perkerasan, metode perencanaan, dan analisa kerusakan fatik dan ruting pada perkerasan lentur b. Perencanaan tebal lapis permukaan dengan menggunakan metode Manual Desain Perkerasan Jalan No.22.2KPtsDb2012 c. Memvariasikan nilai akumulasi beban sumbu standar kumulatif per hari dan nilai CBR dalam perencanaan tebal perkerasan Manual Desain Perkerasan Jalan No.22.2KPtsDb2012 d. Merencanakan tebal perkerasan Manual Desain Perkerasan Jalan No.22.2KPtsDb2012 dengan struktur empat lapis dimana lapis pondasi atas berbahan Granular Base A dan berbahan Bersemen atau CTB Cement- Treated Base e. Evaluasi tebal perkerasan yang dihasilkan Manual Desain Perkerasan Jalan No.22.2KPtsDb2012 dengan menggunakan program Kenpave f. Anlisa repetisi beban yang dihasilkan program Kenpave dengan repetisi beban rencana g. Pengambian kesimpulan dan saran dari hasil penelitian Universitas Sumatera Utara 51 III.3. DATA DAN ASUMSI PERKERASAN LENTUR III.3.1. Data Perkerasan Lentur Data –data perencanaan tebal perkerasan metode Manual Desain Perkerasan Jalan No.22.2KPtsDb2012 yaitu dengan variasi nil ai Ŵ 18 beban gandar standar kumulatif dan nilai CBR. Dimana nilai Ŵ 18 yaitu 230; 2500 dan 30000. Nilai CBR yaitu 2, 4, 6, 8, dan 10. III.3.2 Asumsi Data – Data Parameter Perkerasan Lentur Data parameter - parameter lainnya diasumsikan dalam perencanaan perkerasan lentur metode Manual Desain Perkerasan Jalan No.22.2KPTSDb2012 ditetapkan sebagai berikut : Ŵ 18 230 2500 30000 CBR A B A B A B 2 CBR 2, Ŵ 18 230 CBR 2, Ŵ 18 230 CBR 2, Ŵ 18 2500 CBR 2, Ŵ 18 2500 CBR 2, Ŵ 18 30000 CBR 2, Ŵ 18 30000 4 CBR 4, Ŵ 18 230 CBR 4, Ŵ 18 230 CBR 4, Ŵ 18 2500 CBR 4, Ŵ 18 2500 CBR 4, Ŵ 18 30000 CBR 4, Ŵ 18 30000 6 CBR 6, Ŵ 18 230 CBR 6, Ŵ 18 230 CBR 6, Ŵ 18 2500 CBR 6, Ŵ 18 2500 CBR 6, Ŵ 18 30000 CBR 6, Ŵ 18 30000 8 CBR 8, Ŵ 18 230 CBR 8, Ŵ 18 230 CBR 8, Ŵ 18 2500 CBR 8, Ŵ 18 2500 CBR 8, Ŵ 18 30000 CBR 8, Ŵ 18 30000 10 CBR 10, Ŵ 18 230 CBR 10, Ŵ 18 230 CBR 10, Ŵ 18 2500 CBR 10, Ŵ 18 2500 CBR 10, Ŵ 18 30000 CBR 10, Ŵ 18 30000 Universitas Sumatera Utara 52  D L = 90  Reabilitas = 90  Standar deviasi = 0.45  Indeks permukaan awal IP0 = 4 laston  Indeks permukaan akhir Ipt = 2,5 jalan arteri  Indeks permukaan hancur IPf = 1,5  Umur rencana = 10 tahun  Angka pertumbuhan lalulintas = 5  Bahan Perkerasan A AC = 450000 Psi; a 1 = 0,4318 Granular Base A = 70000 Psi a 2 = 0,1516 Granular Base B = 20000 Psi a 3 = 0,136 Tanah Dasar  Bahan Perkerasan B AC = 450000 Psi a 1 = 0,4318 CTB = 715000 Psi a 2 = 0,1854 Granular Base B = 20000 Psi a 3 = 0,136 Tanah Dasar Universitas Sumatera Utara 53

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.I PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN LENTUR MANUAL DESAIN PERKERASAN JALAN NO.2.2KPTSDb2012 Perhitungan tebal perkerasan lentur mengunakan data dan asumsi parameter yang telah diberikan pada bab sebelumnya IV.I.I Perhitungan Perencanaan Empat Lapis Tipe A Lapis Pondasi Atas Granular Base A  Perencanaan I Perencanaan I yaitu perencanaan dengan nilai CBR 2 dan nilai Ŵ 18 230 Menentukan nilai CESA ESAL CESA = ESA X 365 X R ESA = Ŵ 18 x D L = 230 x 90 = 207 R = i = Faktor pertumbuhan lalu lintas UR = Umur Rencana Maka didapat nilai R = 12,577 CESA = 207 x 365 x 12,577 = 950.255,235 Universitas Sumatera Utara 54 Pada perhitungan tebal perkerasan dengan metode manual ini, kelelahan lapisan aspal diakomodasi dengan penambahan parameter TM yang bernilai berkisar anatar 1,8 – 2, untuk perencanaan ini diambil nilai 1,9 Maka nilai CESA adalah CESA 5 = CESA x TM = 950.255,235 x 1,9 = 1.805.484,947 Nilai ITP akan didapat dengan menggunakan rumus dibawah ini log W t = Z r x S + 9.36 log ITP + 1 – 0,20 + + 2,32 x log M R – 8,07 log 1.805.484,947 = -1,282 x 0,45 + 9.36 log ITP +1 – 0,20 + + 2,32 x Log 3000 – 8,07 6,2566 = -0,77997 + 9,36 log ITP + 1 + Dengan cara trial dan eror didapat ITP = 5,333 Untuk menentukan nilai tebal lapis permukaan, maka akan ditentukan nilai lapis permukaan sebesar 4 inch nilai tebal pondasi atas 8 inch, nilai tebal pondasi bawah akan dihiitung sebagai berikut : Universitas Sumatera Utara 55 ITP = a 1 D 1 + a 2 D 2 m 2 + a 3 D 3 m 3 5,333 = 0,4318 x 4 + 0,1516 x 8 x 1 + 0,136 x D 3 x 1 D 3 = = 17,59” Besarnya nilai untuk D 3 = 17,59” = 44,6768 cm. Sehingga untuk tebal perkerasan untuk perencanaan Tebal Perkerasan tipe A adalah: - Lapis permukaaan D1 dengan bahan aspal beton AC = 4” = 11 cm - Lapis pondasi atas dengan bahan butiran granular base A = 8” = 21 cm - Lapis pondasi bawah dengan bahan butiran granular base B = 17,29”= 45 cm Gambar 4.1. Susunan Tebal Perkerasan Tipe A perencanaan I Untuk perhitungan tebal perkerasan selanjutnya yaitu perencanan II sampai XV pada tipe perekerasan A dilakukan sama dengan perencanaan I. Hasil akan ditunjukkan pada tabel 4.1 Universitas Sumatera Utara 56 Perencanaan Lapis Lapis Pondasi Lapis Pondasi Perkerasan Permukaan Atas Bawah Perencanaan I 11 cm 21 cm 45 cm Perencanaan II 9 cm 18 cm 31 cm Perencanaan III 8 cm 17 cm 25 cm Perencanaan IV 8 cm 16 cm 20 cm Perencanaan V 7 cm 16 cm 19 cm Perencanaan VI 16 cm 41 cm 43 cm Perencanaan VII 13 cm 26 cm 43 cm Perencanaan VIII 13 cm 23cm 34 cm Perencanaan IX 12cm 21 cm 30 cm Perencanaan X 11 cm 16 cm 31 cm Perencanaan XI 26 cm 41 cm 59 cm Perencanaan XII 22 cm 39 cm 47 cm Perencanaan XIII 18 cm 31 cm 45 cm Perencanaan XIV 18 cm 23 cm 45 cm Perencanaan XV 17 cm 23 cm 41 cm Tabel 4.1 Tebal Perkerasan Tipe A IV.I.I Perhitungan Perencanaan Empat Lapis Tipe B Lapis Pondasi Atas Cement Treated Base CTB  Perencanaan I Perencanaan I yaitu perencanaan dengan nilai CBR 2 dan nilai Ŵ 18 230 Menentukan nilai CESA ESAL CESA = ESA X 365 X R ESA = Ŵ 18 x D L = 230 x 90 = 207 R = i = Faktor pertumbuhan lalu lintas UR = Umur Rencana Maka didapat nilai R = 12,577 Universitas Sumatera Utara 57 CESA = 207 x 365 x 12,577 = 950.255,235 Pada perhitungan tebal perkerasan dengan metode manual ini, kelelahan lapisan aspal diakomodasi dengan penambahan parameter TM yang bernilai berkisar anatar 1,8 – 2, untuk perencanaan ini diambil nilai 1,9 Maka nilai CESA adalah CESA 5 = CESA x TM = 950.255,235 x 1,9 = 1.805.484,947 Nilai ITP akan didapat dengan menggunakan rumus dibawah ini log W t = Z r x S + 9.36 log ITP + 1 – 0,20 + + 2,32 x log M R – 8,07 log 1.805.484,947 = -1,282 x 0,45 + 9.36 log ITP +1 – 0,20 + + 2,32 x Log 3000 – 8,07 6,2566 = -0,77997 + 9,36 log ITP + 1 + Dengan cara trial dan eror didapat ITP = 5,333 Universitas Sumatera Utara 58 Untuk menentukan nilai tebal lapis permukaan, maka akan ditentukan nilai lapis permukaan sebesar 3 inch nilai tebal pondasi atas 7 inch, nilai tebal pondasi bawah akan dihitung sebagai berikut : ITP = a 1 D 1 + a 2 D 2 m 2 + a 3 D 3 m 3 5,333 = 0,4318 x 4 + 0,1854 x 8 x 1 + 0,136 x D 3 x 1 D 3 = = 20,145 ” Besarnya nilai untuk D 3 = 20,145” = 52 cm. Sehingga untuk tebal perkerasan untuk pereencanaan Tebal Perkerasan tipe B adalah: - Lapis permukaaan D1 dengan bahan aspal beton AC = 3” = 8 cm - Lapis pondasi atas dengan bahan Cement Treated Base CTB = 7” = 18 cm - Lapis pondasi bawah dengan bahan butiran granular base B = 20,145”= 52 cm Gambar 4.2. Susunan Tebal Perkerasan Tipe B perencanaan I Universitas Sumatera Utara 59 Untuk perhitungan tebal perkerasan selanjutnya yaitu perencanan II sampai XV pada tipe perkerasan B dilakukan sama dengan perencanaan I. Hasil akan ditunjukkan pada tabel 4.2 Perencanaan Lapis Lapis Pondasi Lapis Pondasi Perkerasan Permukaan Atas Bawah Perencanaan I 8 cm 18 cm 52 cm Perencanaan II 7 cm 18 cm 33 cm Perencanaan III 7 cm 17 cm 23 cm Perencanaan IV 7 cm 16 cm 19 cm Perencanaan V 7 cm 16 cm 15 cm Perencanaan VI 14 cm 33 cm 50 cm Perencanaan VII 13 cm 31 cm 42 cm Perencanaan VIII 12 cm 21 cm 34 cm Perencanaan IX 11cm 16 cm 34 cm Perencanaan X 11 cm 16 cm 29 cm Perencanaan XI 26 cm 36 cm 56 cm Perencanaan XII 20 cm 34 cm 47 cm Perencanaan XIII 18 cm 28 cm 43 cm Perencanaan XIV 16 cm 23 cm 43 cm Perencanaan XV 14 cm 18 cm 44 cm Tabel 4.2. Tebal Perkerasan Tipe B

IV.2 EVALUASI TEBAL LAPISAN PERKERASANMETODE MANUAL DESAIN