Kajian Metoda Perencanaan Pelapisan Ulang Campuran Beraspal (AC) Di Atas Perkerasan Beton

KAJIAN METODA PERENCANAAN PELAPISAN ULANG
CAMPURAN BERASPAL (AC) DI ATAS PERKERASAN
BETON

TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas
dan Memenuhi Syarat Menempuh
Ujian Sarjana Teknik Sipil

AFRIJAL
050404042

BIDANG STUDI TRANSPORTASI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2010

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Pelapisan ulang / lapis tambah (overlay) merupakan salah satu alternatif
peningkatan (betterment) pada ruas jalan yang mencapai kondisi kritis atau failure
karena tidak membutuhkan biaya (cost) yang cukup besar. Pelapisan ulang
bertujuan untuk mengembalikan kekuatan perkerasan sehingga mampu
memberikan pelayanan yang optimal kepada pengguna jalan. Salah satu bahan
penambahan tersebut adalah lapisan beraspal (AC). Perencanaan yang tidak tepat
akan menyebabkan jalan cepat rusak (under design) atau menyebabkan konstruksi
tidak ekonomis (over design) sehingga mempengarhi kinerja perkerasan itu
sendiri baik dari segi struktural maupun fungsional.
Metoda perencanaan yang dibahas dalam tugas akhir ini yaitu
AUSTROADS, AASHTO dan Asphalt Institute. Ketiga metoda tersebut dipilih
karena adanya perbedaan konsep dalam merencanakan tebal overlay diantaranya
beban lalu lintas (CESA), kondisi permukaan perkerasan, CBR-value,
lendutan/load transfer dan sebagainya.
Dari hasil perhitungan menunjukkan perbedaan nilai ESAL yang sangat
signifikan mempengaruhi kepada ketebalan overlay (cm). Metoda AUSTROADS
cenderung memiliki ketebalan yang sama pada setiap nilai ESAL karena pada
nomogram hasil yang ditunjukkan selalu dibawah ketebalan yang disarankan
(Tmin = 10 cm). Metoda AASHTO menunjukkan perbedaan ketebalan overlay
yang variatif karena AASHTO dalam perencanaannya lebih banyak menggunakan
parameter disain dalam menentukan tebal overlay sehingga hasilnya lebih akurat.
Dan Metoda Asphalt Institute, dari hasil perhitungan dan nomogram menunjukkan
nilai tebal overlay rata-rata tinggi yaitu > 20 cm untuk setiap desain ESAL. Oleh
sebab itu, untuk metoda Asphalt Institute walaupun tebal overlay > 20 cm
(mengingat tidak ekonomis / under-over design) diambil tebal keseragaman yaitu
20 cm. Dengan demikian dari ketiga metoda diatas, Metoda AASHTO-lah yang
lebih akurat dan ekonomis dalam menentukan tebal lapis tambah (overlay) karena
lebih banyak menggunakan parameter-parameter desain perencanaan
dibandingkan dengan metoda lain. Metoda AASHTO sangat lazim digunakan dan
cocok dengan kondisi di Indonesia untuk desian perencanaan perkerasan jalan,
baik lentur maupun kaku.

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Tiada yang pantas diucapkan selain rasa syukur penulis kehadirat Allah
SWT, Tuhan Yang Maha Pengasih yang kasih-Nya tiada terpilih, Tuhan Yang
Maha Penyayang yang sayang-Nya tiada

terbilang, yang telah memberikan

kemampuan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Adapun judul dari Tugas Akhir ini adalah “Kajian Metoda Perencanaan
Pelapisan Ulang Campuran Beraspal (AC) di atas Perkerasan Beton”. Tugas
Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata
I (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini tidak terlepas
dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak. Penulis hanya dapat
mengucapkan terima kasih atas segala jerih payah, motivasi dan doa yang
diberikan hingga penulis dapat menyelesaikan studi di Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, terutama kepada :
1. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc, selaku Dosen Pembimbing
yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pemikiran untuk
membantu, membimbing dan mengarahkan penulis hingga selesainya
tugas akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Teruna Jaya, M.Sc, selaku Sekretaris Departemen Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara

4. Bapak Ir. Joni Harianto, Bapak Medis S. Surbakti, ST.MT, Bapak
Yusandy Aswad, ST.MT, selaku Dosen Pembanding/Penguji yang
telah memberikan masukan dan kritikan yang membangun dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Bapak/Ibu Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil Universitas
Sumatera Utara yang telah membekali penulis dengan berbagai ilmu
pengetahuan hingga selesainya tugas akhir ini.
6. Bapak/Ibu Staf Tata Usaha Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas

Sumatera

Utara

yang

telah

membantu

dalam

menyelesaikan dan menyukseskan tugas akhir ini.
7. Ayahanda Jamuar dan Ibunda Ermawati tercinta serta teristimewa
untuk Opa Kamin Malin Rajo (Alm) dan Oma Siti Pasariah, yang telah
mendukung dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir
ini. “Ayah, Bunda : Karunia terindah bagi ananda yang telah dilahirkan
sebagai anakmu. Tanpa kenal lelah dalam membimbing ananda untuk
menjadi manusia yang mampu menghadapi hidup dengan ketekunan
dan ketegaran”.
8. Teman-teman seperjuangan angkatan ’05, abang-abang angkatan ’02
’03 ’04, dan adik-adik angkatan ’06 ’07 ’08 ’09. Terima kasih atas
bantuan dan dukungannya baik secara langsung maupun tidak
langsung dalam penyelesaian tugas akhir ini, sehingga tugas akhir ini
dapat selesai dengan baik dan tanpa menemui hambatan serta rintangan
yang berarti.

Universitas Sumatera Utara

Tiada gading yang tak retak, demikian juga dengan Tugas Akhir ini yang
masih jauh dari kesempurnaan. Maka dari itu, segala saran, masukan dan kritikan
yang sifatnya membangun akan penulis terima dengan tangan terbuka demi
perbaikan tugas akhir ini. Harapan penulis, semoga tugas akhir ini dapat
memberikan manfaat bagi kita semua.

Medan,

Februari 2010

Hormat Saya,
Penulis

Afrijal
NIM : 05 0404 042

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

ABSTRAK ....................................................................................................

i

KATA PENGANTAR ..................................................................................

ii

DAFTAR ISI ................................................................................................

v

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................

ix

DAFTAR TABEL ........................................................................................

xi

BAB I

PENDAHULUAN .................................................................

1

I.1. Uraian Umum ...................................................................

1

I.2. Permasalahan ....................................................................

2

I.3. Maksud dan Tujuan ..........................................................

4

I.4. Pembatasan Masalah .........................................................

4

I.5. Metodologi Pembahasan ...................................................

5

I.6. Sistematika Penulisan .......................................................

6

BAB II

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KINERJA
PERKERASAN BETON ......................................................

9

II.1. Umum .............................................................................

9

II.2. Struktur Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) .................... 11
II.3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kinerja Perkerasan
Beton ............................................................................... 17
II.3.1. Faktor Beban dan Lalu Lintas ................................ 18
II.3.2. Faktor Tanah Dasar (Subgrade) .............................. 20
II.3.3. Material Perkerasan ............................................... 21
II.3.4. Kekuatan Beton ..................................................... 23
II.3.5. Kondisi Drainase Perkerasan ................................. 27

Universitas Sumatera Utara

II.3.6. Faktor Lingkungan ................................................ 28
II.3.7. Kritera Suatu Perkerasan Jalan untuk di Lapis
Ulang (Overlay) .................................................... 29
II.3.8. Summary Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kinerja
Perkerasan Beton .................................................. 40
BAB III

PELAPISAN ULANG CAMPURAN BERASPAL (AC)
DI ATAS PERKERASAN BETON ...................................... 42
III.1. Peningkatan Struktur Perkerasan Beton dengan
Pelapisan Ulang (Overlay) ............................................. 42
III.2. Parameter Desain Perencanaan Overlay .......................... 47
III.2.1. Traffic Design ..................................................... 48
III.2.2. California Bearing Ratio (CBR) .......................... 55
III.2.3. Modulus Reaksi Tanah Dasar ............................. 56
III.2.4. Material Konstruksi Perkerasan .......................... 58
III.2.5. Reability ............................................................. 58
III.2.6. Serviceability ...................................................... 60
III.2.7. Modulus Elastis Beton (Ec’) ................................ 61
III.2.8. Flexural Strength (Sc’) ........................................ 61
III.2.9. Drainage Coefficient (Cd) ................................... 62
III.2.10. Load Transfer .................................................... 65
III.2.11. Summary Parameter Desain Perencanaan
Overlay ............................................................ 66
III.3. Metoda Penentuan Tebal Pelapisan Ulang Campuran
Beraspal (AC) di atas Perkerasan Beton ........................ 67

Universitas Sumatera Utara

III.3.1. Metoda AUSTROADS ...................................... 67
III.3.2. Metoda AASHTO .............................................. 74
III.3.3. Metoda Asphalt Institute .................................... 83
III.4. Hubungan antara Traffic Design (ESAL) dengan Kondisi
Struktural Perkerasan berdasar Parameter Desian CBR
dalam Menentukan Tebal Pelat Beton Rigid Pavement ... 89
BAB IV

APLIKASI DAN PERENCANAAN ..................................... 101
IV.1. Perhitungan Tebal Overlay AC di atas Perkerasan
Beton ............................................................................ 101
IV.1.1. Data-data Perencanaan Overlay ......................... 101
IV.1.2. Perhitungan Volume Lalu lintas ........................ 104
IV.1.3. Perhitungan Overlay AC ................................... 116
IV.1.3.1. Metoda AUSTROADS ....................... 116
IV.1.3.2. Metoda AASHTO ............................... 121
IV.1.3.3. Metoda Asphalt Institute ..................... 130
IV.1.4. Hubungan antara Traffic Design (ESAL)
dengan Tebal Lapis Tambah (Overlay)…………. 136
IV.2. Analisa dan Diskusi ....................................................... 137
IV.2.1. Analisa Lalu Lintas ............................................ 137
IV.2.2. Analisa Tebal Lapis Tambah (overlay) ............... 138

Universitas Sumatera Utara

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN .............................................. 141
V.1. Kesimpulan ..................................................................... 141
V.2. Saran ............................................................................... 143

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Persentase Kondisi Jalan di Indonesia .......................................

3

Gambar 1.2. Diagram Flowchart Pengerjaan Tugas Akhir ............................

8

Gambar 2.1. Struktur Perkerasan Kaku ......................................................... 11
Gambar 2.2. Perkerasan Jalan Beton ............................................................ 12
Gambar 2.3. Struktur Perkerasan Kaku ......................................................... 14
Gambar 2.4. Pembebanan pada Pelat Beton .................................................. 15
Gambar 2.5. Titik-titik pengujian Lendutan pada Perkerasan Beton ............. 32
Gambar 2.6. Skema Load Transfer ............................................................... 34
Gambar 3.1. Kemampuan-layanan Rigid Pavement dan Additional Overlay .. 44
Gambar 3.2. Umur Rencana untuk Pelebaran Perkerasan / Overlay
(tebal diatas hanya sebagai contoh) .......................................... 48
Gambar 3.3. Konfigurasi Beban Sumbu ....................................................... 52
Gambar 3.4. Correction of Effective Modulus of Subgrade Reaction for
Potensial Loss Subbase Support ............................................... 56
Gambar 3.5. Hubungan antara k & CBR ....................................................... 57
Gambar 3.6. Lapis Peredam Retak pada Sistem Lapisan Tambahan ............. 71
Gambar 3.7. Grafik untuk Menentukan Tebal Slab Beton ............................. 72
Gambar 3.8. Flowchart Perhitungan Overlay Metoda AUSTROADS ........... 73
Gambar 3.9. Faktor Konversi dari Penurunan Ketebalan Perkerasan Beton ke
Tebal Lapis Ulang A ................................................................ 75
Gambar 3.10. Titik-titik Pengujian Lendutan pada Perkerasan Beton ............. 76
Gambar 3.11. Nilai k-dinamis efektif yang ditentukan dari d0 dan AREA ......... 77

Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.12. Modulus Elastis Perkerasan Beton Ditentukan dari Nilai k, AREA
dan tebal pelat .......................................................................... 77
Gambar 3.13. Grafik untuk Mengestimasi Modulus Komposit Reaksi Subgrade
(k) ............................................................................................ 78
Gambar 3.14. Faktor Fjc ................................................................................. 80
Gambar 3.15. Flowchart Perhitungan Overlay Metoda AASHTO ................... 82
Gambar 3.16. Design Chart for Full-Depth Asphalt Concrete ( SI Metric) ..... 87
Gambar 3.17. Flowchart Perhitungan Overlay Metoda Asphalt Institute
MS – 17 ................................................................................... 88
Gambar 3.18. Grafik Hubungan antara ESAL dengan Tebal Pelat Beton Rigid
Pavement dengan parameter desain nilai CBR ......................... 100
Gambar 4.1. Lalu Lintas Rencana (Design Traffic / ESAL) ........................... 138
Gambar 4.2. Hubungan Tebal Lapis Tambah dan Beban Lalu Lintas ditinjau
dari Umur Rencana (n) ............................................................. 139
Gambar 4.3. Hubungan antara Desian ESAL dengan Tebal Overlay ............. 139

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Quality of Drainage ..................................................................... 27
Tabel 2.2. Terminal Serviceability (pt) .......................................................... 30
Tabel 2.3. Koefisien Load Transfer “J” ....................................................... 34
Tabel 3.1. Data/parameter golongan kendaraan, LHR, pertumbuhan lalu lintas (i)
dan VDF ....................................................................................... 49
Tabel 3.2. Nilai VDF berdasarkan Bina Marga MST-10 ............................... 51
Tabel 3.3. Konfigurasi Beban Sumbu ........................................................... 52
Tabel 3.4. Nilai VDF berdasarkan NAASRA MST-10 ................................. 53
Tabel 3.5. Faktor Distribusi Lajur (DL) ......................................................... 54
Tabel 3.6. Loss of Support Factors (LS), (AASHTO ’93 hal II-27) .............. 57
Tabel 3.7. Reliability (R) yang disarankan .................................................... 59
Tabel 3.8. Standard Normal Deviation (ZR), (AASHTO ’93 hal I-62) .......... 60
Tabel 3.9. Terminal Serviceability (pt) .......................................................... 61
Tabel 3.10. Quality of Drainage ..................................................................... 63
Tabel 3.11. Koefisien Pengaliran C ................................................................ 63
Tabel 3.12. Koefisien Pengaliran (C) ............................................................. 64
Tabel 3.13. Drainage Coefficient (Cd) ............................................................ 65
Tabel 3.14. Load Transfer Coefficient (J) ....................................................... 65
Tabel 3.15. Parameter Desain Perencanaan pada Rigid Pavement & Overlay . 66
Tabel 3.16. Faktor Konversi Lapis Perkerasan Lama untuk Perencanaan Lapis
Ulang Menggunakan Perkerasan Beton Aspal .............................. 69
Tabel 3.17. Koefisien Load Transfer .............................................................. 79
Tabel 3.18. Perkiraan nilai Ffat berdasarkan Kerusakan Beton ........................ 81

Universitas Sumatera Utara

Tabel 3.19. Truck Factor untuk Kelas Jalan yang berbeda .............................. 86
Tabel 3.20. Tebal Pelat Beton berdasar Nilai CBR = 4% ................................ 92
Tabel 3.21. Tebal Pelat Beton berdasar Nilai CBR = 5% ................................ 95
Tabel 3.22. Tebal Pelat Beton berdasar Nilai CBR = 6% ................................ 98
Tabel 3.23. Tebal Pelat Beton berdasar Nilai CBR = 4 %, 5 % dan 6 % ......... 99
Tabel 4.1. Data Kondisi Perkerasan Eksisting .............................................. 102
Tabel 4.2. Data Lendutan dan Load transfer ................................................. 102
Tabel 4.3. Data Volume Lalu Lintas dan LHR .............................................. 103
Tabel 4.4. Faktor Hubungan antara Umur Rencana dengan Perkembangan
Lalu Lintas .................................................................................. 106

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Pelapisan ulang / lapis tambah (overlay) merupakan salah satu alternatif
peningkatan (betterment) pada ruas jalan yang mencapai kondisi kritis atau failure
karena tidak membutuhkan biaya (cost) yang cukup besar. Pelapisan ulang
bertujuan untuk mengembalikan kekuatan perkerasan sehingga mampu
memberikan pelayanan yang optimal kepada pengguna jalan. Salah satu bahan
penambahan tersebut adalah lapisan beraspal (AC). Perencanaan yang tidak tepat
akan menyebabkan jalan cepat rusak (under design) atau menyebabkan konstruksi
tidak ekonomis (over design) sehingga mempengarhi kinerja perkerasan itu
sendiri baik dari segi struktural maupun fungsional.
Metoda perencanaan yang dibahas dalam tugas akhir ini yaitu
AUSTROADS, AASHTO dan Asphalt Institute. Ketiga metoda tersebut dipilih
karena adanya perbedaan konsep dalam merencanakan tebal overlay diantaranya
beban lalu lintas (CESA), kondisi permukaan perkerasan, CBR-value,
lendutan/load transfer dan sebagainya.
Dari hasil perhitungan menunjukkan perbedaan nilai ESAL yang sangat
signifikan mempengaruhi kepada ketebalan overlay (cm). Metoda AUSTROADS
cenderung memiliki ketebalan yang sama pada setiap nilai ESAL karena pada
nomogram hasil yang ditunjukkan selalu dibawah ketebalan yang disarankan
(Tmin = 10 cm). Metoda AASHTO menunjukkan perbedaan ketebalan overlay
yang variatif karena AASHTO dalam perencanaannya lebih banyak menggunakan
parameter disain dalam menentukan tebal overlay sehingga hasilnya lebih akurat.
Dan Metoda Asphalt Institute, dari hasil perhitungan dan nomogram menunjukkan
nilai tebal overlay rata-rata tinggi yaitu > 20 cm untuk setiap desain ESAL. Oleh
sebab itu, untuk metoda Asphalt Institute walaupun tebal overlay > 20 cm
(mengingat tidak ekonomis / under-over design) diambil tebal keseragaman yaitu
20 cm. Dengan demikian dari ketiga metoda diatas, Metoda AASHTO-lah yang
lebih akurat dan ekonomis dalam menentukan tebal lapis tambah (overlay) karena
lebih banyak menggunakan parameter-parameter desain perencanaan
dibandingkan dengan metoda lain. Metoda AASHTO sangat lazim digunakan dan
cocok dengan kondisi di Indonesia untuk desian perencanaan perkerasan jalan,
baik lentur maupun kaku.

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN

I.1. UMUM
Perkerasan dan struktur perkerasan merupakan struktur yang terdiri dari
satu atau beberapa lapis perkerasan dari bahan-bahan yang diproses, dimana
fungsinya untuk mendukung berat dari beban lalu lintas tanpa menimbulkan
kerusakan yang berarti pada konstruksi jalan itu sendiri. Struktur perkerasan
terdiri dari dari beberapa lapisan dengan kekerasan dan daya dukung yang
berbeda-beda, tiap lapisan perkerasan harus terjamin kekuatan dan ketebalannya
sehingga tidak akan mengalami distress yaitu perubahan karena tidak mampu
menahan beban dan tidak cepat kritis atau failure.
Jenis perkerasan yang umum digunakan adalah perkerasan lentur (flexible
pavement) dan perkerasan kaku (rigid pavement). Sekarang di Indonesia, tengah
dikembangkan perkerasan komposit (composite pavement) yaitu perpaduan antara
perkerasan kaku dengan permukaan aspal (NAASRA, 1987). Dan tipe inilah yang
dibahas dalam tugas akhir ini.
Sebagaimana halnya suatu perkerasan lentur jalan raya, maka perkerasan
jalan beton pun akan mengalami penurunan kinerja sehubungan dengan pengaruh
beban lalu lintas yang berlebih dan lingkungan sekitarnya dimana jalan itu berada.
Penurunan kinerja yang umum pada perkerasan jalan adalah penurunan dari segi
fungsional dan struktural dalam melayani lalu lintas. Dalam rangka meningkatkan
kembali kemampuan perkerasan jalan beton tersebut serta memanfaatkan
perkerasan lama yang sudah ada secara efektif, maka perlu dilakukan usaha
perkuatan perkerasan yang sudah ada, agar bisa melayani lalu lintas lebih lama

Universitas Sumatera Utara

lagi. Untuk memperpanjang masa pelayanan jalan beton tersebut, dapat dilakukan
penambahan lapis tambah diatas perkerasan beton yang sudah ada, dimana salah
satunya bahan penambahan tersebut adalah lapisan beraspal (AC).
Pelapisan tambahan bertujuan untuk mengembalikan kekuatan perkerasan
sehingga mampu memberikan pelayanan yang optimal kepada masyarakat
pengguna jalan (stake holders). Penurunan fungsional dapat terjadi dari beberapa
kondisi yang dapat merugikan kenyamanan dan keamanan bagi pengguna jalan
seperti :
• Rendahnya kekesatan jalan

• Tekstur permukaan jalan yang sudah bergelombang

• Distorsi permukaan yang berlebihan

• Kondisi drainase perkerasan (hydroplaning)
Sedangkan penurunan struktural dapat diakibatkan oleh kapasitas beban

yang berlebih (overload) pada struktur perkerasan. Ini diperlihatkan pada kondisi
perkerasan eksisting seperti terjadinya retak-retak refleksi (cracking), kerusakan
pada sambungan, amblas, defleksi (penurunan), alur, gelombang serta kerusakan
lainnya.
I.2. PERMASALAHAN
Menurut data Dirjen Bina Marga 2006, sebagian kondisi jalan di Indonesia
berada dalam kondisi kurang/tidak mantap dan bahkan dalam kondisi kritis (lihat
gambar 1.1), sehingga upaya untuk meningkatkan kondisi jalan tersebut menjadi
kondisi mantap/baik memerlukan biaya (cost) yang cukup besar. Hal ini terjadi,
karena tidak adanya perawatan dan pemiliharaan rutin ataupun berkala dari
pengelola/instansi terkait.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 1.1. Persentase Kondisi Jalan di Indonesia
Untuk mempertahankan kondisi perkerasan jalan pada kondisi track yang
benar penanganan perkerasan yang diutamakan adalah pemeliharaan, baik rutin
maupun berkala. Apabila kondisi perkerasan telah mencapai kondisi kritis bahkan
runtuh (failure), maka jenis penanganan yang harus dilakukan adalah peningkatan
(betterment).

Indonesia

sebagai

negara

berkembang,

pada

umumnya

mempertimbangkan konstruksi lapis tambah (overlay). Salah satu faktor
pemilihannya adalah karena tidak memerlukan cost yang cukup besar.
Tujuan perencanaan overlay adalah mengembalikan kekuatan perkerasan
sehingga mampu memberikan pelayanan yang optimal kepada pemakai jalan.
Perkerasan yang baik diharapkan dapat menjamin pergerakan manusia dan/atau
barang secara lancar, aman, cepat, murah dan nyaman.
Permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini tidak meliputi semua
metoda yang digunakan untuk perencanaan tebal lapis tambah, tetapi hanya
beberapa metoda perencanaan perkerasan yang paling umum digunakan yaitu

Universitas Sumatera Utara

metoda AUSTROADS, AASHTO dan Asphalt Institute dengan memakai analisa
lendutan / load transfer atau nilai CBR. Akan tetapi tidak semua metoda yang ada
ekonomis dan layak digunakan untuk setiap kondisi, karena itu perlu dilakukan
kajian yang seksama mengenai kelebihan dan kekurangan atau akurasi dari
masing-masing metoda tersebut sesuai dengan kondisi di lapangan.
I.3. MAKSUD DAN TUJUAN
Penulisan Tugas Akhir ini dilakukan dengan maksud untuk menganalisa
dan membandingkan beberapa prosedur desain dalam menentukan tebal lapis
tambah

pada

suatu

perkerasan

beton

dengan

menggunakan

metoda

AUSTROADS, AASHTO dan Asphalt Institute.
Kemudian tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah mendapatkan
gambaran hasil perencanaan tebal lapis tambah, sehingga dapat melakukan suatu
evaluasi tebal lapis tambah yang sesuai kebutuhan. Hasil akhir yang diperoleh
diharapkan dapat menjadi pembelajaran bagi aplikasi ketiga prosedur desain
tersebut untuk digunakan sesuai dengan kondisi lapangan.
I.4. PEMBATASAN MASALAH
Pada penulisan Tugas Akhir ini, penulis membatasi masalah pada
penentuan tebal pelapisan ulang (overlay) campuran beraspal di atas perkerasan
beton dengan metoda empiris yaitu dengan menggunakan nomogram atau rumusrumus yang telah tersedia. Hal tersebut akan memudahkan perhitungan baik
secara manual dengan nomogram maupun menggunakan komputer lewat rumusrumus yang telah tersedia.

Universitas Sumatera Utara

Adapun metoda perencanaan overlay yang digunakan adalah :


Metode AUSTROADS



Metode AASHTO



Metode Asphal Institute
Karena yang paling umum dipergunakan di Indonesia ialah perkerasan

beton bersambung tanpa tulangan, maka pada tulisan ini hanya akan dibahas
untuk lapis ulang (overlay) perkerasan lentur seperti campuran beraspal (AC) di
atas perkerasan beton tanpa tulangan.
1.5. METODOLOGI PEMBAHASAN
Metode pembahasan yang dilakukan pada penulisan Tugas Akhir ini
adalah Studi Literatur dengan mencari dan mengumpulkan data-data dari buku
ajar (text book), standar perencanaan yang relevan, jurnal maupun buku-buku
petunjuk teknis yang sesuai dengan pembahasan “Kajian Metoda Perencanaan
Pelapisan Ulang Campuran Beraspal (AC) di atas Perkerasan Beton”, serta
masukan dari dosen pembimbing. Kemudian menganalisa, membandingkan dan
menulis kembali dalam bentuk yang lebih terperinci dan praktis.
Adapun permasalahan yang dianalisa dan dibandingkan meliputi :
 Menganalisa jumlah kumulatif beban standar (CESA) pada masa yang akan
datang dari ketiga metoda yang digunakan. Untuk dapat melihat perbedaannya,
maka digunakan data LHR, tingkat pertumbuhan lalu lintas (i) dan umur
rencana (n) yang sama.
 Menganalisa hubungan antara beban lalu lintas (CESA) dan tebal lapis tambah
yang dibutuhkan dari ketiga metoda yang digunakan. Untuk itu beban lalu

Universitas Sumatera Utara

lintas yang digunakan dari dari 30.000.000 – 160.000.000 EAL sehingga
trendline-nya terlihat.
I.6. SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika penulisan yang dibuat penyusun adalah sebagai berikut :
BAB I

PENDAHULUAN
Merupakan bingkai studi atau rancangan yang akan dilakukan meliputi
uraian umum, permasalahan, maksud dan tujuan penelitian, pembatasan
masalah, metodologi pembahasan, sistematika penulisan yang dipakai
dalam tulisan ini.

BAB II FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KINERJA
PERKERASAN BETON
Merupakan kajian berbagai literatur serta hasil studi yang relevan
dengan pembahasan ini. Dalam hal ini diuraikan hal-hal yang mengenai
perkerasan jalan, struktur perkerasan jalan beton/kaku (rigid pavement),
faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja perkerasan beton, dan kriteria
suatu perkerasan jalan untuk di lapis ulang (overlay) serta teori-teori
yang berhubungan dengan penulisan ini.
BAB III PELAPISAN ULANG CAMPURAN BERASPAL (AC) DI ATAS
PERKERASAN BETON
Bab ini menguraikan tentang peningkatan struktur

perkerasan beton

dengan pelapisan ulang dan parameter disain perencanaan overlay serta
metoda penentuan tebal pelapisan ulang campuran beraspal (AC) diatas
perkerasan beton.

Universitas Sumatera Utara

BAB IV APLIKASI DAN PERENCANAAN
Berisikan pembahasan mengenai metoda penentuan tebal pelapisan
ulang campuran beraspal (AC) di atas perkerasan beton dengan contoh
perhitungannya serta analisa dan diskusi.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Universitas Sumatera Utara

PERMASALAHAN
Perlunya kajian mengenai perencanaan tebal lapis tambah yang dibutuhkan,
karena metoda yang digunakan mempengaruhi hasil perencanaan.

MAKSUD
Untuk menganalisa dan membandingkan beberapa prosedur desain dalam
menentukan tebal lapis tambah pada suatu perkerasan beton
TUJUAN
Untuk mendapatkan gambaran hasil perencanaan tebal lapis tambah dari
masing-masing metoda yang digunakan, sehingga dapat menjadi pembelajaran
dalam aplikasi penggunaan metoda tersebut

TINJAUAN PUSTAKA

Data Sembarang

Kondisi Perkerasan

AUSTROADS

Volume Lalu
Lintas (CESA)

CBR - Value

Lendutan/Load
Transfer

Asphalt Institute

AASHTO

Menentukan Tebal Lapis Tambah
• AUSTROADS
• AASHTO
• Asphalt Institute

ANALISA DAN PERBANDINGAN
KESIMPULAN

Gambar 1.2. Diagram Flowchart Pengerjaan Tugas Akhir

Universitas Sumatera Utara

BAB II
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KINERJA
PERKERASAN BETON

II.1. UMUM
Tanah saja biasanya tidak cukup untuk kuat dan tahan, tanpa adanya
deformasi yang berarti terhadap beban roda berulang. Untuk itu perlu adanya
suatu lapis tambahan yang terletak antara tanah dan roda, atau lapis paling atas
dari badan jalan. Lapis tambahan ini dibuat dari bahan khusus yang terpilih (yang
lebih baik), yang selanjutnya disebut lapis keras/perkerasan (pavement),
(Sulaksono, SW, ITB, 2000).
Perkerasan adalah struktur yang terdiri dari banyak lapisan yang dibuat
untuk menambah daya dukung tanah agar dapat memikul repetisi beban lalu-lintas
sehingga tanah tadi tidak mengalami deformasi yang berarti (Croney, D, 1977).
Perkerasan atau struktur perkerasan didefenisikan sebagai struktur yang terdiri
dari satu atau lebih lapisan perkerasan yang dibuat dari bahan yang memiliki
kualitas yang baik (Basuki, H, 1986). Jadi, perkerasan jalan adalah suatu
konstruksi yang dibangun di atas lapisan tanah dasar (subgrade), yang berfungsi
untuk menopang beban lalu lintas (NAASRA, 1987).
Perkerasan dimaksudkan untuk memberikan permukaan yang halus dan
aman pada segala kondisi cuaca, serta tebal dari setiap lapisan harus cukup aman
untuk memikul beban yang bekerja di atasnya.
Kinerja perkerasan jalan dilihat dari kemampuan perkerasan itu menerima
beban berulang yang bekerja di atasnya. Setiap kali muatan lewat, terjadi
deformasi pada permukaan perkerasan. Apabila muatan ini berlebihan atau lapisan

Universitas Sumatera Utara

pendukung tersebut kehilangan kekuatannya, pengulangan beban menyebabkan
terjadinya gelombang atau retakan yang akan berlanjut kepada kualitas keamanan
dan kenyamanan dalam berkendara (fungsional) dan akhirnya mengakibatkan
keruntuhan pada badan jalan itu sendiri (struktural/wujud perkerasan).
Bilamana indeks daya layan jalan (present serviceability index) dari suatu
perkerasan

jalan

beton/kaku

mencapai

tingkat

yang

tidak

dapat

dipertanggungjawabkan lagi (pt = 2.5 untuk jalan raya utama/arteri, pt = 2.0 untuk
jalan lalu lintas rendah), perkerasan dapat dibuat kembali (konstruksi ulang), di
daur-ulang (recycling) atau dapat dilakukan penambahan lapis tambah/pelapisan
ulang (overlay) di atas perkerasan jalan yang sudah ada (Oglesby, CH, dkk).
Menurut Yoder, E. J dan Witczak (1975), Pada umumnya jenis konstruksi
perkerasan jalan ada 2 jenis :
 Perkerasan Lentur (Flexible Pavement)
Yaitu pekerasan yang menggunakan aspal sebagai bahan pengikat.
 Perkerasan Kaku (Rigid Pavement)
Yaitu perkerasan yang menggunakan semen (Portland cement) sebagai
bahan pengikat.
Selain dari dua jenis perkerasan tersebut, di Indonesia sekarang dicoba
dikembangkan jenis gabungan rigid-flexible pavement atau composite pavement,
yaitu perpaduan antara perkerasan lentur dan kaku. Dan tipe inilah yang dibahas
dalam tugas akhir ini yaitu pelapisan ulang campuran beraspal (AC) di atas
perkerasan beton.

Universitas Sumatera Utara

II.2. STRUKTUR PERKERASAN KAKU (RIGID PAVEMENT)
Perkerasan

kaku/beton

didefinisikan

sebagai

perkerasan

yang

menggunakan semen (Portland Cement) sebagai bahan pengikat. Pelat beton
dengan atau tanpa tulangan diletakkan diatas tanah dasar dengan atau tanpa lapis
pondasi bawah. Beban lalu lintas sebagian besar dipikul oleh pelat beton.
Perkerasan kaku adalah suatu perkerasan yang mempunyai sifat dimana
saat pembebanan berlangsung perkerasan tidak mengalami perubahan bentuk,
artinya perkerasan tetap seperi kondisi semula sebelum pembebanan berlangsung
(Basuki, H, 1986). Sehingga dengan sifat ini, maka dapat dilihat apakah lapisan
permukaan yang terdiri dari pelat beton tersebut akan pecah atau patah.
Perkerasan kaku ini biasanya terdiri 2 lapisan yaitu:
 Lapisan permukaan (surface course) yang dibuat dengan pelat beton
 Lapisan pondasi (base course)
Susunan lapisan pada perkerasan kaku umumnya seperti pada gambar
dibawah ini :




Gambar 2.1. Struktur Perkerasan Kaku

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.2. Perkerasan Jalan Beton

Universitas Sumatera Utara

Lapisan pondasi atau kadang-kadang juga dianggap sebagai lapisan
pondasi bawah jika digunakan dibawah perkerasan beton karena beberapa
pertimbangan yaitu untuk kendali terhadap pumping, kendali terhadap system
drainase (drainase bawah perkerasan), kendali terhadap kembang-susut yang
terjadi pada tanah dasar, untuk mempercepat pekerjaan konstruksi, serta menjaga
kerataan tanah dasar (AASHTO ’93).
Fungsi dari lapisan pondasi atau pondasi bawah adalah :
• Menyediakan lapisan yang seragam, stabil dan permanen

• Menaikkan harga Modulus Reaksi Tanah Dasar (Modulus of Subgrade
Reaction = k) menjadi Modulus Reaksi Komposit (Modulus of Composite
Reaction)

• Melindungi dari gejala pumping pada daerah sambungan, retakan dan ujung
samping perkerasan
• Mengurangi terjadinya keretakan pada pelat beton
• Menyediakan lantai kerja

Pada perkerasan kaku ini, lapisan pondasi bisa ada atau tidak ada pada
suatu struktur perkerasan, sebab bila kondisi tanah dasar atau tanah asli baik
maka pelat beton ini dapat langsung diletakkan diatas tanah dasar atau tanah asli.
Lapisan beton dibuat untuk memikul beban yang bekerja diatasnya, dan
meneruskannya ke lapisan pondasi. Lapisan pondasi diharapkan mampu
mendukung lapisan permukaan dan meneruskannya ke tanah dasar (subgrade).

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.3. Struktur Perkerasan Kaku
Perkerasan beton yang kaku dan memiliki modulus elasitisitas yang
tinggi, akan mendistribusikan beban terhadap bidang area tanah yang cukup luas,
sehingga bagian terbesar dari kapasitas struktur perkerasan diperoleh dari slab
beton sendiri. Hal ini berbeda dengan perkerasan lentur dimana kekuatan
perkerasan diperoleh dari lapisan-lapisan tebal pondasi bawah, pondasi dan
lapisan permukaan. Karena yang paling penting adalah mengetahui kapasitas
struktur yang menanggung beban, maka faktor yang paling diperhatikan dalam
merencanakan perkerasan jalan beton semen Portland adalah kekuatan beton itu
sendiri (AASHTO ’93).
Tegangan-tegangan yang terjadi pada pelat perkerasan beton adalah :
1. Tegangan akibat pembebanan oleh roda (lalu lintas)
• Pembebanan ujung

• Pembebanan pinggir
• Pembebanan tengah

Universitas Sumatera Utara

2. Tegangan akibat perubahan temperatur dan kadar air. Tegangan ini
mengakibatkan :
• Pengembangan

• Penyusutan

• Lipatan atau lentingan (wrap)
3. Tegangan akibat timbulnya gejala pumping
Gejala pumping ini dapat diatasi dengan menggunakan lapisan pondasi bawah
pada perkerasan beton.

Gambar 2.4. Pembebanan pada Pelat Beton

Universitas Sumatera Utara

Di Indonesia, perencanaan perkerasan jalan beton umumnya menggunakan
metoda AASHTO dan PCA (Portland Cement Association).
Metoda AASHTO dalam perencanaan perkerasan kaku menggunakan
parameter-parameter sebagai berikut :
• Analisa lalu lintas : mencakup umur rencana, lalu lintas harian rata-rata,
pertumbuhan lalu lintas tahunan, vehicle damage factor, Equivalent
Single Axle Load (ESAL).
• Terminal serviceability

• Initial serviceability
• Serviceability loss

• Realiability

• Standar deviasi normal

• CBR dan Modulus reaksi tanah dasar

• Modulus elastisitas beton, fungsi dari kuat tekan beton

• Flexural strength / Modulus rupture

• Drainage coefficient

• Load transfer coefficient
Dengan demikian, dapatlah ditentukan tebal pelat beton dengan rumus
dibawah ini :
 ∆PSI 
log10 

4,5 − 1,5 

log10 w18 = Z R S 0 + 7,35 log10 ( D + 1) − 0,06 +
+ (4,22 − 0,32 pt ) x log10
1,624 x107
1+
( D + 1)8, 46

[

]

S c ' Cd x D 0,75 − 1,132



18,42 

215,63 xJx  D 0,75 −
0 , 25

 Ec  
 k 


 

Universitas Sumatera Utara

Menurut NAASRA, ada 5 jenis perkerasan kaku, yaitu :
 Perkerasan beton semen bersambung tanpa tulangan.
 Perkerasan beton semen bersambung dengan tulangan.
 Perkerasan beton semen menerus dengan tulangan.
 Perkerasan beton semen dengan tulangan serat baja (fiber).
 Perkerasan beton semen pratekan.
Tugas akhir ini hanya membahas pelapisan ulang campuran beraspal (AC)
diatas perkerasan beton bersambung tanpa tulangan.
II.3. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KINERJA
PERKERASAN BETON
Jalan direncanakan memiliki umur rencana pelayanan tertentu sesuai
dengan kebutuhan dan kondisi lalu lintas, misalnya umur rencana 10 - 20 tahun,
dengan harapan dalam kurun waktu tersebut jalan masih mampu melayani lalu
lintas dengan tingkat pelayanan pada kondisi yang mantap. Untuk itu, diperlukan
adanya upaya pemeliharaan dan peningkatan jalan selama umur rencana tersebut.
Namun demikian, seiring berjalannya waktu pertumbuhan suatu wilayah
terus meningkat sehingga beban lalu lintas yang diterima oleh suatu perkerasan
akan bertambah bahkan melebihi, dan akan menyebabkan penurunan tingkat
kemampuan pelayanan jalan tersebut. Akibat pengaruh beban lalu lintas dan
lingkungan seperti halnya perkerasan lentur, perkerasan beton juga akan
mengalami penurunan kinerja, baik dari segi fungsional maupun segi struktural
(NAASRA, 1987).

Universitas Sumatera Utara

Menurut NAASRA (1987), faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja
perkerasan beton diantaranya adalah faktor beban dan lalu lintas, faktor tanah
dasar, kekuatan beton, material, dan faktor lingkungan. Menurut Huang (2004),
faktor- faktor yang mempengaruhi kinerja perkerasan beton adalah lalu-lintas dan
pembebanan, lingkungan, material, reliability, dan sistem manajemen perencanaan
perkerasan.

Hampir sama dengan diatas, Yoder dan Witczak (1975) juga

menyebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja perkerasan beton antara
lain adalah beban lalu-lintas, faktor tanah dasar, faktor lingkungan (drainase
jalan), dan material.
II.3.1. Faktor Beban dan Lalu Lintas
Secara umum, untuk semua jenis perkerasan, kondisi lalu lintas yang akan
menentukan pelayanan adalah :
 Jumlah sumbu yang lewat
 Beban sumbu
 Konfigurasi sumbu
Untuk semua jenis perkerasan, penampilan dipengaruhi terutama oleh
kendaraan berat.
a. Konfigurasi Sumbu dan ekivalensi
Kerusakan akibat kendaraan tergantung pada :
 Jarak sumbu
 Jumlah roda/sumbu ban
 Beban sumbu

Universitas Sumatera Utara

Untuk kebutuhan perencanaan, kendaraan yang diperhitungkan adalah 4
jenis yaitu :
 Sumbu tunggal roda tunggal (STRT)
 Sumbu tunggal roda ganda (STRG)
 Sumbu tandem roda ganda (SGRG)
 Sumbu triple roda ganda (STrRG)
b. Lajur Rencana
Pembangunan lapisan perkerasan yang baru atau pelapisan tambahan
akan dilaksanakan pada 2 lajur atau lebih yang kemungkinan bisa
berada kebutuhannya terhadap ketebalan lapisan, tetapi untuk
praktisnya akan dibuat sama. Untuk itu dibuat lajur rencana yaitu lajur
yang menerima beban terbesar.
c. Umur Rencana
Umur rencana adalah jangka waktu dalam tahun sampai perkerasan
harus diperbaiki atau ditingkatkan pelayanannya. Perbaikan terdiri dari
pelapisan ulang, penambahan, atau peningkatan.
Beberapa tipikal usia rencana :
 Lapisan perkerasan aspal baru 20 – 25 tahun
 Lapisan perkerasan kaku baru 20 – 40 tahun
 Lapisan tambahan (aspal 10 – 15 tahun), (batu pasir 10 – 20 tahun).
d. Angka Pertumbuhan Lalu Lintas
Jumlah lalu lintas akan bertambah baik pada keseluruhan usia rencana
atau pada sebagian masa tersebut. Angka pertumbuhan lalu lintas dapat
ditentukan dari hasil survai untuk setiap proyek.

Universitas Sumatera Utara

Dengan demikian, Lalu lintas yang padat dan berulang dengan muatan
yang berlebih (overload) yang diterima oleh struktur perkerasan beton akan
berpengaruh terhadap kinerja perkerasan beton itu sendiri, pengaruhnya antara
lain :
a. Keamanan
Ditentukan oleh besarnya gesekan adanya kontak ban dengan
permukaan jalan. Besarnya gaya gesek yang terjadi dipengaruhi oleh
bentuk dan kondisi ban, tekstur permukaan jalan, dan kondisi cuaca.
b. Wujud Perkerasan (Structural Pavement)
Berhubungan dengan kondisi fisik dari jalan tersebut seperti adanya
retak-retak, amblas, alur, gelombang, defleksi (penurunan), kerusakan
pada sambungan dan sebagainya.
c. Fungsi Pelayanan (Functional Performance)
Berhubungan dengan bagaimana perkerasan tersebut memberikan
pelayanan kepada pemakai jalan. Kenyamanan berkendara (riding
quality) merupakan penggambaran dari wujud perkerasan dan fungsi
pelayanan.
II.3.2. Faktor Tanah Dasar (Subgrade)
Tanah dasar yang umumnya adalah berupa tanah asli, galian ataupun
berupa tanah timbunan yang memiliki kekuatan dan stabilitas yang tidak kuat.
Sehingga harus dilakukan perbaikan setempat dengan cara pemadatan sampai
kepadatan tertentu ataupun dengan stabilisasi dengan bahan campuran tertentu
yang telah dipilih (Yoder, E.J. and Witczak, M.W, 1975). Agar dapat menahan
beban lalu-lintas yang bekerja diatasnya, maka digunakan prinsip perkerasan yaitu

Universitas Sumatera Utara

dengan membangun sistem lapisan perkerasan diatasnya, dimana lapisan yang
paling atas memiliki kekuatan bahan yang paling tinggi. Tujuannya agar lapisan
perkerasan tersebut mampu menahan beban yang bekerja dan mengurangi
tegangan yang terjadi pada tanah dasar. Sifat dari masing-masing jenis tanah
tergantung dari tekstur, kepadatan, kadar air kondisi lingkungan dan lain
sebagainya.
Kekuatan tanah dasar secara langsung mempengaruhi tebal perkerasan.
Semakin kuat tanah dasar, maka semakin tipis tebal lapisan perkerasan yang
dibutuhkan. Sebaliknya apabila semakin lemah stabilitas tanah dasar, maka
semakin tebal lapisan perkerasan yang dibutuhkan.
Dalam perencanaan suatu jalan baru, lapisan tanah dasar sangat
diperhatikan, apakah tanah dasar tersebut nantinya dapat menahan/menopang
lapisan perkerasan di atasnya (NAASRA, 1987). Maka untuk itu, sebelum
pengerjaan lapisan pondasi dilakukan dulu uji pengukuran daya dukung subgrade
dengan :
 California Bearing Ratio (CBR)
 Parameter Elastis (hanya untuk perkerasan lentur)
 Modulus Reaksi Tanah Dasar (k).
Hal ini bertujuan untuk mengestimasi nilai daya dukung subgrade yang
akan digunakan dalam perencanaan.
II.3.3. Material Perkerasan
Material perkerasan dapat diklasifikasikan menjadi 4 kategori sehubungan
deangan sifat dasarnya, akibat beban lalu lintas (NAASRA ’87) yaitu :

Universitas Sumatera Utara

• Material berbutir lepas
Material berbutir terdiri atas kerikil atau batu pecah yang mempunyai
gradasi yang dapat menghasilkan kestabilan secara mekanis dan dapat
dipadatkan. Dapat pula ditambah zat aditif untuk menambah kestabilan
tanpa menambah kekakuan.
• Material terikat
Merupakan material yang dihasilkan dengan menambah semen, kapur,
atau zat cair lainnya dalam jumlah tertentu untuk menghasilkan bahan
yang terikat dengan kuat tarik.
• Aspal
Aspal adalah kombinasi bitumen dan agregat yang dicampur,
dihamparkan dan dipadatkan selagi panas untuk membuat lapisan
perkerasan. Kekuatan/kekakuan aspal diperoleh dari gesekan antara
partikel agregat, viskositas bitumen pada saat pelaksanaan dan kohesi
dalam massa dari bitumen dan adhesi antara bitumen dan agregat. Ini
hanya terjadi pada perkerasan lentur.
• Beton semen
Merupakan agregat yang dicampur dengan semen PC secara basah.
Agregat dengan gradasi baik yang digunakan dalam material perkerasan
jalan akan memberikan dampak yang baik dalam menopang beban lalu
lintas, mengurangi keretakan pada lapisan permukaan perkerasan.
Jadi, material yang digunakan untuk perkerasan haruslah diperhatikan
dengan baik sebelum digunakan untuk campuran beton. Pilihlah agregat dengan
gradasi baik untuk mendapatkan pelayanan jalan beton yang lebih lama.

Universitas Sumatera Utara

II.3.4. Kekuatan Beton
Beton semen adalah agregat yang dicampur dengan semen PC secara
basah. Lapisan beton semen dapat digunakan sebagai lapisan pondasi bawah pada
perkerasan kaku maupun perkerasan lentur, dan sebagai lapisan pondasi atas pada
perkerasan kaku.
a. Beton Pondasi Bawah
Untuk pondasi bawah pada perkerasan lentur, beton mempunyai
kelebihan kemampuan untuk ditempatkan dengan dituangkan begitu
saja pada area dengan kondisi tanah dasar yang jelek (poor subgrade)
tanpa digilas. Untuk maksud perencanaan struktur, karakteristik penting
yang harus diketahui dan dievaluasi adalah modulus, angka Poisson dan
penampilan pada saat pembebanan ulang.
Beton digunakan untuk dipakai keperluan pondasi bawah
mempunyai kuat tekan 28 hari minimum 5 Mpa jika menggunakan
campuran abu batu (flyash) dan 7 Mpa jika tanpa abu batu.
b. Beton Pondasi Atas
Perkerasan kaku dapat didefinisikan sebagai perkerasan yang
mempunyai alas/dasar atau landasan beton semen.
Prinsip parameter perencanaan untuk perencanaan beton
didasarkan pada kuat lentur 90 hari. Kuat lentur rencana beton 90 hari
dianggap estimasi paling

baik digunakan untuk menentukan tebal

perkerasan. Dalam praktek, kuat lentur rencana beton 90 hari cukup
memadai untuk konstruksi perkerasan jalan jika diambil 3.5 – 4 Mpa.

Universitas Sumatera Utara

Tipikal hubungan untuk mengubah kuat tekan beton 28 hari ke
kuat lentur 90 hari untuk beton yang menggunakan agregat pecah,
menurut NAASRA adalah :
F28 = 0.75 √C28
F90 = 1.1 F28 = 0.83 √C28
Dimana :
F28 = Kuat lentur beton 28 hari (Mpa)
F90 = Kuat lentur beton 90 hari (Mpa)
C28 = Kuat tekan rencana beton 28 hari (Mpa)
Alternatif yang mudah untuk dan banyak digunakan benda uji
tarik silinder sampai terbelah atau uji tarik tidak langsung (Brazilian
test), yang juga digunakan pada pengendalian mutu. Tipikal hubungan
untuk mengubah kuat belah ke kuat lentur menurut NAASRA, sebagai
berikut :
F28 = 1.3 S28
Dimana :
S28 = Kuat belah beton 28 hari (Mpa)
Kuat tekan karakteristik beton pada usia 28 hari untuk
perkerasan jalan dengan beton bertulang harus tidak kurang dari 30
Mpa.
Menurut SNI T-15-1991-03 :
Besarnya Modulus Keruntuhan Lentur Beton (fr), yaitu :
fr = 0.7 √f’c , (Mpa) untuk beton normal

Universitas Sumatera Utara

1) Jika fct sudah ditentukan, maka √f’c diganti 1.8 fct
Dengan ketentuan 1.8 fct < √f’c

fr = 1.26 fct (Mpa).

2) Jika fct tidak ditentukan, maka fr harus dikalikan dengan angka
sebagai berikut :
 Untuk Beton Ringan Total :
fr = (0.75) 0.7 √f’c

fr = 0.525 √f’c (Mpa)

 Untuk Beton Ringan Berpasir :
fr = (0.85) 0.7 √f’c

fr = 0.595 √f’c (Mpa)

dimana :
f’c = Kuat tekan karakteristik beton pada usia 28 hari
fct = Kuat tarik belah rata-rata beton ringan
f’c , fct

Mpa

Menurut ACI 318-83 :
 Untuk Beton Ringan Total :
fct = 0.417 √f’c (Mpa)
 Untuk Beton Ringan Berpasir :
fct = 0.473 √f’c (Mpa)
 Untuk keperluan praktis dalam perencanaan, harga-harga di bawah
ini dapat digunakan :
Untuk Beban Normal :
fct = 0.556 √f’c (Mpa)
fr = 0.62 √f’c (Mpa)

Universitas Sumatera Utara

fr = 1.115 √f’c (Mpa)
Pengujian yang dilakukan :
a. Untuk menentukan Modulus Keruntuhan Lentur Beton (Modulus of
Rupture) dilakukan dengan standar ASTM C78 – 75 atau AASHTO
T97 – 76 (1982) “Flexural Strength of Concrete” menggunakan
balok (simple beam) beton dengan Pembebanan Tiga Titik.
b. Untuk menentukan kuat tarik belah beton, dilakukan dengan standar
ASTM C496 – 71 atau AASHTO T198 – 74 (1982) “Splitting
Tensile Strength” menggunakan contoh silinder beton.
Kalau ditinjau dari metoda AASHTO, Perkerasan beton yang kaku dan
memiliki modulus elasitisitas yang tinggi, akan mendistribusikan beban terhadap
bidang area tanah yang cukup luas, sehingga bagian terbesar dari kapasitas
struktur perkerasan diperoleh dari slab beton itu sendiri. Karena yang paling
penting adalah mengetahui kapasitas struktur yang menanggung beban, maka
faktor yang paling diperhatikan dalam merencanakan perkerasan jalan beton
semen portland adalah kekuatan beton itu sendiri (AASHTO ’93).
Kekuatan beton harus di uji terlebih dahulu di laboratorium dengan
menggunakan benda uji silinder (15 x 30) cm. Kuat tekan beton fc’ ditetapkan
sesuai dengan spesifikasi pekerjaan. Di Indonesia saat ini umumnya digunakan fc’
= 350 kg/cm2 untuk pelat beton sedangkan untuk beton pondasi bawah (wet lean
concrete) juga demikian dengan menggunakan silinder fc’ = 105 kg/cm2. Dan
modulus rupture / flexural strength (Sc’) = 45 kg/cm2 atau 640 psi.
Fc’ digunakan untuk penentuan parameter modulus elastisitas beton (Ec’).

Universitas Sumatera Utara

II.3.5. Kondisi Drainase Perkerasan
Kondisi drainase perkerasan dilihat dari mutu drainase yaitu berapa lama
air dapat dikeluarkan/dibebaskan dari pondasi perkerasan. Pendekatannya ini
dilihat pada saat hujan. Makin lama air keluar dari perkerasan, maka kondisi
perkerasan sangat jelek (poor) dan sebaliknya (AASHTO ’93). Hal ini sangat
diperhatikan dalam perencanaan tebal pelat beton dengan meninjau coefficient
drainage (Cd).

Quality of drainage

Water removed within

Excellent

2 jam

Good

1 hari

Fair

1 minggu

Poor

1 bulan

Very poor

Air tidak terbebaskan
Tabel 2.1. Quality of Drainage

Drainase permukaan perkerasan, ketidak-cukupan drainase permukaan
perkerasan erat kaitannya dengan rendahnya kekesatan. Hal ini disebabkan karena
kehilangan friction sebagai akibat adanya film air di permukaan perkerasan ketika
hujan turun. Ketidakcukupan drainase permukaan dapat dideteksi