Evaluasi Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Metode Bina Marga Pt T-01-2002-B Dengan Menggunakan Program Kenpave

DAFTAR PUSTAKA

1. Angela L.Priest, David H.Timm, 2006. Methodology and Calibration Of Fatique Transfer Function For Mechanistic – Empirical Flexible Pavement Design, National Center for Asphalt Technology, Alabama 2. Djunaedi Kosasih,Gregorius Sanjaya, 2001. Modulus Resilent Tanah

Dasar Dalam Desain Struktur Perkerasan Lentur Secara Analitis , Simposium ke-4 FSTPT Universitas Udayana . Bali

3. Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah, 2002, Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur, No. Pt T-01-2002-B, Jakarta. 4. Ekwulo, E.O & Eme, D. B.(2009). Fatigue and Rutting Strain Analysis of

Flexible Pavements Designed Using CBR Methods. African Journal of Environmental Science and Technology, Vol. 3 (12), pp. 412-421

5. Hendarsin, Shirley (2000), Petunjuk Praktis Perencanaan Teknik Jalan Raya, Politeknik Negri Bandung – Jurusan Teknik Sipil.

6. Hadihardaja, Joetata (1997), Rekayasa Jalan Raya, Penerbit Gunadarma, Jakarta

7. Huang, Yang H. (2004). Pavement Analysis And Design. Pearson Education, Upper Saddle River, New Jersey

8. Kementerian Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Bina Marga, 2012, Manual Desain Perkerasan Jalan, No. 22.2 / KPTS/Db/2012.

9. Muis, Zulkarnain A. (1993).Perencanaan Tebal Perkerasan Lanjutan bahagian I. Diktat Kuliah Jurusan Teknik Sipil USU.Medan.

10.Yoder E.J & M.W Witczak. (1975). Principles Of Pavement Design. Wiley, New York

11.Sukirman, Silvia (1999), Perkerasan Lentur Jalan Raya, Penerbit Nova, Bandung

12.Kosasih, Djunaedi.(2005).Rekayasa Struktur dan Bahan Perkerasan, Modul II.Diktat Kuliah Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan ITB.Bandung.

13.Croney, D, 1977. The Design and Performance of Road Pavements. Transport and Road Research Laboratory, London

14. Sulaksono, S.W, 2000. Rekayasa Jalan. ITB. Bandung

15. Gedafa, Daba S. (2006). Comparison of flexible pavement performance using kenlayer and hdm-4. Fall Student Conference Midwest Transportation Consortium Kansas State University. Manhattan

16. Schwartz , Charles W. & Carvalho Regis L. (2007). Evaluation of Mechanistic-Empirical Design Procedur. Department of Civil and Environmental Engineering The University of Maryland. College Park.

BAB III

PROGRAM KENPAVE DAN METODE BINA MARGA

Pt-T-01-2002-B

III.1. UMUM

Program KENPAVE merupakan software desain perencanaan perkerasan yang dikembangkan oleh Dr. Yang H Huang, P.E. Professor Emeritus of Civil Engineering University of Kentucky. Software ini ditulis dalam bahasa pemrograman Visual Basic dan dapat dijalankan dengan versi Windows 95 atau diatasnya. Program KENPAVE ini hanya dapat dijalan dalam operating System versi windows 95 sampai windows xp professional service park 2. Untuk operating system diatasnya seperti windows vista dan windows 7 program KENPAVE dapat diinstall dan dijalankan akan tetapi tidak akan berjalan dengan baik karena program ini dibuat untuk operating system versi lama.

Program KENPAVE dapat menganalisis perkerasan lentur dan perkerasan kaku dengan fleksibel dan lebih mudah daripada program yang lain. Semua yang harus dilakukan untuk menjalankan program KENPAVE adalan memasukkan data-data yang diperlukan yaitu sifat karakteristik perkerasan dan material seperti modulus, poisson ratio setiap lapisan, beban roda, tekanan ban, dan koordinat dimana tegangan dan regangan yang diperlukan untuk kita dapatkan.

Metode Bina Marga Pt T-01-2002-B adalah Pedoman perencanaan tebal perkerasan lentur yang digunakan di Indonesia. Perencanaan tebal perkerasan yang diuraikan dalam pedoman ini merupakan dasar dalam menentukan tebal perkerasan lentur yang dibutuhkan untuk jalan raya[3]. Pedoman ini juga memperkenalkan konsep reliability, koefisien drainase, dan hubungan antara

koefisien kekuatan relatif dengan besaran mekanistik. Penentuan tebal perkerasan dengan metode ini hanya berlaku untuk konstruksi perkerasan yang menggunakan material bergradasi lepas (granular material dan batu pecah) dan berpengikat.

III.2. PROGRAM KENPAVE

Software ini terbagi dalam empat program yang terpisah dan ditambah dengan beberapa program untuk menunjukkan grafis, keempat program tersebut antara lain yaitu LAYERINP, KENLAYER, SLABINP, dan KENSLAB. LAYERINP dan KENLAYER. merupakan program analisis untuk perkerasan lentur, sedangkan SLABINP dan KENSLAB merupakan program analisis untuk perkerasan kaku [7].

III.2.1 Instalasi Program

Program ini disimpan dalam CD dan terdiri dari lima file: setup.exe, Setup.lst, KENPAVEI.CAB, KENPAVE2.CAB, dan KENPAVE3.CAB. Program ini dapat diinstal pada setiap komputer dengan Windows 95 atau lebih tinggi. Prosedur untuk menginstal KENPAVE dijelaskan seperti di bawah ini:

1. Masukkan disk ke dalam CD Drive, Klik tombol Start, kemudian klik Run, dan akan keluar menu pada tampilan.

2. Ketik drive pertama diikuti oleh SETUP (misalnya D:\SETUP), kemudian klik OK, dan akan muncul pengaturan layar dengan beberapa petunjuk. 3. Disarankan semua file yang diinstal akan disimpan dalam direktori bawaan

yaitu pada direktori C:\KENPAVE. tapi, dapat mengganti default dan menyimpannya dalam direktori yang anda inginkan.

4. Ikuti petunjuk pada layar sampai muncul pesan "KENPAVE Setup was completed succesfully". Selama instalasi, jika pesan" A file being copied

is older than the file in your system . Do you want to keep this file? " muncul, cukup klik "Ya" seperti yang direkomendasikan. Jika pesan kesalahan muncul untuk file tertentu, klik tombol Abaikan dan biarkan instalasi dilanjutkan. Sistem mungkin sudah memiliki file, atau file tujuan mungkin ditulis untuk dilindungi.

5. Jalankan KENPAVE dengan mengklik tombol Start, kemudian arahkan ke Programs dan KENPAVE, dengan mengklik KENPAVE akan keluar layar utama KENPAVE.

Setelah instalasi, total 30 file akan disimpan di direktori KENPAVE, di antaranya adalah KENPAVE.EXE, KENLAYER.EXE, KENSLABS EXE,. LARGE.EXE (KENSLABS dengan memori besar), 12 file data dalam satuan Inggris, 12 file data dalam satuan SI, datapath digunakan untuk drop-down box, dan ST6UNST untuk menguninstall program. Untuk menghapus program dari komputer, klik start, klik Kontrol Panel. Kemudian klik dua kali Add / Remove Programs ikon, dan keluar tampilan untuk semua program yang diinstal, termasuk KENPAVE, akan ditampilkan. Setelah mengklik KENPAVE dan kemudian klik pada Add\Remove.

III.2.2. Perkembangan Program KENPAVE

Program KENPAVE yang menyertai buku Yang Huang Edisi Kedua 'Pavement Analisis dan Desain ', adalah versi Windows pengganti empat program DOS dari LAYERINP, KENLAYER, SLABSINP, dan KENSLABS yang menyertai buku edisi pertama yang diterbitkan pada tahun 1993. Kontrol program KENPAVE adalah pada layar utama yang dapat melakukan berbagai fungsi. Setelah file data dibuat dan diberi nama (atau berganti nama), seluruh analisis dan desain dapat diselesaikan hanya dengan mengklik tombol atau menu tanpa keharusan untuk mengetik nama file lagi.

File data yang disiapkan oleh KENPAVE sedikit berbeda dari program-program sebelumnya. Sebagai contoh, program-program-program-program lama hanya dapat menggunakan unit bahasa Inggris, sementara KENPAVE dapat menggunakan salah satu unit bahasa Inggris atau SI. Dalam unit Inggris, program-program lama yang digunakan pci untuk satuan berat, sementara KENPAVE digunakan PCF. Namun, pada LAYERINP untuk perkerasan lentur dan SLABSINP untuk perkerasan kaku dapat mengkonversi file lama secara otomatis ke format baru sehingga file data lama masih dapat digunakan untuk menjalankan KENLAYER dan KENSLABS.

III.2.3. Tampilan Utama Program KENPAVE

Gambar 3.1 menunjukkan tampilan utama KENPAVE, yang terdiri dari dua menu pada bagian atas dan 11 menu di bagian bawah. Tiga menu pada bagian kiri digunakan untuk perkerasan lentur, dan lima menu pada bagian kanan untuk perkerasan kaku, dan sisanya tiga untuk tujuan umum.

Gambar 3.1. Tampilan Awal KENPAVE

III.2.4. Menu-menu pada Program KENPAVE  Data Path

Pada sebelah kiri di bagian ujung atas terdapat kotak Data Path yang merupakan direktori tepat penyimpanan data. Nama yang umum pada direktori adalah default C:\KENPAVE \ sebagai mana terdaftar pada proses instalasi. Jika ingin membuat direktori baru untuk menyimpan data file yang dibuat, Anda dapat mengetikkan nama direktori (mis C:\ABC \) di kotak Jalur data. Setelah LAYERINP atau SLABSINP diklik, direktori baru akan dibuat dan muncul sebagai item pertama dalam kotak data path. Jika Anda ingin membuat file data yang ada selain direktori C:\KENPAVE\, Anda dapat mengetikkan nama direktori. Semua file data dalam direktori tersebut dengan extension. DAT akan ditampilkan dalam

menu Filename yang berada di sebelah kanan. Namun, kotak nama file akan tetap kosong, jika tidak ada file dengan extensi DAT di direktori data.

 Filename

Pada menu filename akan ditampilkan sebuah file baru yang diciptakan oleh LAYERINP atau SLABSINP, kita tidak perlu mengeketik nama di kotak Filename karena file yang dibuat akan automatis ada pada menu filename. Semua file data harus memiliki ekstensi DAT. Nama file ditampilkan dalam kotak juga akan digunakan dalam file lain yang dihasilkan selama pelaksanaan KENLAYER atau KENSLABS. Untuk file yang ada untuk diedit, dapat mengetikkan nama file atau menggunakan daftar drop-down box untuk menemukan nama file.

 Help

Pada Setiap layar menu terdapat menu 'help' yaitu bantuan yang menjelaskan parameter input dan penggunaan yang tepat dari program. Textbox dan bentuk data yang kebanyakan berada pada layar yang sama. Beberapa menu memiliki 'Bantuan' menu atau tombol yang harus diklik jika ingin membacanya. Menu help sangat membantu dalam menjalankan program ini, karena pada setiap menu yang baru akan ada penjelasan sehingga lebih memudahkan pengguna dalam menggunakan program.  Editor

EDITOR dapat digunakan untuk memeriksa, mengedit, dan cetak data file, untuk pengguna pemula dengan pengaturan file data, penggunaan LAYERINP atau SLABINP sebagai editor sangat dianjurkan. Jika

pengguna yang berpengalaman, mungkin ingin membuat beberapa perubahan sederhana dalam file data dengan EDITOR karena dapat memasukkan file lebih cepat dan melihat isi dari seluruh file, bukan melalui serangkaian layar dengan menggunakan LAYERINP atau SLABSINPExit

Setelah semua analisis yang diinginkan telah selesai, klik 'EXIT' untuk menutup KENPAVE.

 Layerinp dan Slabsinp

LAYERINP atau SLABSINP digunakan untuk membuat data file sebelum KENLAYER atau KENSLABS dapat dijalankan.

 Kenlayer dan Kenslabs

KENLAYER atau KENSLABS merupakan program utama untuk analisis perkerasan dan dapat dijalankan hanya setelah file data telah diisi. Program ini akan membaca dari file data dan memulai eksekusi. Selama eksekusi, beberapa hasil akan muncul di layar untuk member tahu bahwa program ini berjalan.

 LGRAPH atau SGRAPH

LGRAPH atau SGRAPH dapat digunakan untuk menampilkan grafik rencana dan penampang perkerasan dengan beberapa informasi tentang input dan output.

 Contour

Menu ini berguna untuk plot kontur tekanan atau momen dalam arah x atau y. plot contour adalah untuk perkerasan kaku.

III.3. PROGRAM KENLAYER

Program komputer KENLAYER ini hanya dapat diaplikasikan pada jenis perkerasan lentur tanpa sambungan atau perkerasan kaku [7]. Untuk perkerasan kaku digunakan program KENPAVE bagian KENSLABS. Program KENLAYER digunakan untuk menentukan rasio kerusakan menggunakan model tekanan (distress models)[15].

Distress models dalam KENLAYER adalah retak dan deformasi. Regangan yang menghasilkan retak dan deformasi telah dianggap bagian paling penting untuk perancangan struktur perkerasan aspal. Salah satunya adalah regangan tarik horisontal dibagian bawah lapisan aspal yang menyebabkan kelelahan retak dan regangan tekan vertikal pada permukaan tanah dasar yang menyebabkan deformasi permanen atau rutting[15].

Distress model dapat digunakan untuk memprediksi umur perkerasan baru dengan mengasumsi konfigurasi perkerasan. Jika reliabilitas atau kemampuan untuk distress tertentu lebih kecil dari tingkat minimum yang dibutuhkan, konfigurasi perkerasan yang diasumsikan harus diubah.[15]

III.3.1. Dasar teori program KENLAYER

Dasar dari program KENLAYER ini adalah teori sistem lapis banyak. Teori sistem lapis banyak adalah metode mekanistik dalam perencanaan perkerasan lentur sebagaimana yang telah diuraikan di BAB dua. KENLAYER dapat diaplikasikan pada perilaku tiap lapis yang berbeda, seperti linear, non linear atau viskoelastis. Dan juga empat jenis sumbu roda, yaitu sumbu tunggal roda tunggal, sumbu tunggal roda ganda, sumbu tandem dan sumbu triple. Pada

program KENLAYER dimulai dengan input data melalui menu LEYERINP pada program KENPAVE.

III.3.2. Menu-Menu Pada LAYERINP Pogram KENLAYER  III.3.2.1. Tampilan LAYERINP

Gambar 3.2 menunjukkan tampilan menu LAYERINP. Pada LAYERINP ada 11 menu. Dari setiap menu harus diisi dengan data yang ada. Namun, ada menu-menu yang default yang artinya tidak perlu diisi Karena dengan automatis akan menyesuaikan dengan data yang diisi.

Gambar 3.2. Tampilan Layar LAYERINP

Berikut ini adalah penjelasan dari menu – menu yang ada di dalam LAYERINP, yaitu:

a. File

Menu ini untuk memilih file yang akan diinput. New untuk file baru dan Old untuk file yang sudah ada.

b. General

Dalam menu General terdapat beberapa menu yang harus diinput:  Title : Judul dari analisa.

 MATL : Tipe dari material. (1) jika seluruh lapis merupakan linear elastis, (2) jika lapisan merupakan non linear elastis, (3) jika lapisan merupakan viskoelastis, (4) jika lapisan merupakan campuran dari ketiga lapisan di atas.

Gambar 3.3. Tampilan Menu General

 NDAMA : Analisa kerusakan. (0) jika tidak ada kerusakan analisis, (1) terdapat kerusakan analisis, ada hasil printout, (2) terdapat kerusakan analisis, ada hasil printout lebih detail.

 DEL : Akurasi hasil analisa. Standar akurasi 0.001.  NL : Jumlah layer / lapis, maksimum 19 lapisan

 NZ : Letak koordinat arah Z yang akan dianalisa. Jika NDAMA =1 atau 2, maka NZ = 0 karena program akan menganalisa di koordinat yang mengalami analisa kerusakan.  NSTD : (1) untuk vertikal displacement, (5) untuk vertikal

displacement dan nilai tegangan, (9) untuk vertikal displacement, nilai tegangan dan nilai regangan.

 NBOND : (1) jika antar semua lapis saling berhubungan / terikat, (2) jika tiap antar lapisan tidak terikat atau gaya geser diabaikan.

o _{NUNIT : Satuan yang digunakan. (0) satuan English, (1) satuan}

SI.

Tabel 3.1. Satuan English dan SI

Satuan Satuan English Satuan SI

Panjang Inch cm

Tekanan Psi kPa

Modulus Psi kPa

c. Zcoord

Jumlah poin yang ada dalam menu ini sama dengan jumlah NZ pada menu General. ZC adalah jarak vertikal atau jarak dalam arah Z dimana jarak tersebut yang akan dianalisa oleh program. Contoh seperti dalam gambar, hal itu berarti yang akan dianalisa oleh program adalah pada kedalaman 4 inch dan 6 inch.

Gambar 3.4. Tampilan Layar Zcoord d. Layer

Jumlah layer yang ada dalam menu ini sama dengan jumlah NL pada menu General. TH adalah tebal tiap layer / lapis. PR adalah Poisson’s Ratio tiap layer.

e. Interface

Menu interface ini berkaitan dengan NBOND yang ada dalam menu General. Jika NBOND = 1, maka menu interface akan default. Jika NBOND = 2, maka menu interface akan keluar seperti pada gambar

Gambar 3.6. Tampilan Layar Interface f. Moduli

Jumlah period dalam menu ini sama dengan jumlah NPY dalam menu General. Maksimal period dalam menu ini adalah 12. E adalah modulus elastisitas tiap layer.

g. Load

Jumlah unit yang ada dalam menu ini sama dengan jumlah NLG dalam menu General. Untuk kolom Load (0) untuk sumbu tunggal roda tunggal, (1) untuk sumbu tunggal roda ganda, (2) untuk sumbu tandem, (3) untuk sumbu triple. Kolom CR adalah radius kontak pembebanan. Kolom CP

adalah nilai beban. Kolom YW dan XW merupakan jarak antar roda arah y dan arah x. Jika kolom Load = 0, maka kolom YW dan XW = 0. Kolom NR dan NPT.

Gambar 3.7. Tampilan Layar Load

h. Parameter lain seperti Nonlinear, Viscoelastic, Damage, Mohr-Coulomb akan mengikuti nilai dengan sendirinya sesuai dengan input nilai yang dimasukan sebelum data ini.

III.4. DATA MASUKAN (INPUT PROGRAM KENPAVE)

Data yang diperlukan sebagai masukan dalam program KENPAVE adalah data struktur perkerasan yang berkaitan dengan perencanaan tebal perkerasan metode mekanistik teori sistem lapis banyak. Data tersebut antara lain; modulus elastisitas, poisson ratio, tebal lapisan perkerasan, dan kondisi beban. Modulus elastisitas dari lapisan permukaan sampai tanah dasar yang diperlukan adalah dari

modulus elastisitas yang telah ditentukan dalam perencanaan dengan metode Bina Marga. Nilai poisson ratio ditentukan berdasarkan tabel 2.5. Data tebal perkerasan dari tebal lapisan yang dihasilkan melalui perhitungan metode Bina Marga.

Data kondisi beban terdiri dari data beban roda P(KN/lbs), data tekanan ban q (Kpa/psi), data jarak antara roda ganda d(cm / inch), dan data jari-jari bidang kontak a(cm/inch). Pada penelitian ini digunakan data kondisi beban berdasarkan data yang digunakan di Indonesia[11] sebagai berikut:

o _{Beban kendaraan Sumbu standar 18.000 pon/8.16 ton} o _{Tekanan Roda satu ban 0,55 MPa = 5,5 kg/cm}2

o _{Jari-jari bidang kontak 110 mm atau 11 cm}

o _{Jarak antara masing-masing sumbu roda ganda = 33 cm}

Gambar 3.8. Sumbu standar Ekivalen di Indonesia

III.5. DATA KELUARAN (OUTPUT PROGRAM)

Setelah semua data yang diperlukan dimasukkan kedalam program KENPAVE maka program akan menjalankan analisis perkerasan. Keluaran dari program ini adalah tegangan, regangan, dan lendutan. Ada sembilan keluaran dari program ini yaitu vertical deflection, vertical stress, major principal stress, minor

principal stress, intermediate principal stress, vertical strain, major principal strain, minor principal strain, dan horizontal principal strain. Pada penelitian ini output yang digunakan adalah vertical strain dan horizontal principal strain untuk selanjutnya digunakan dalam menghitung jumlah repetisi beban berdasarkan analisa kerusakan fatigue dan rutting.

III.6. TAHAPAN EVALUASI MENGGUNAKAN PROGRAM KENPAVE

Tahapan perhitungan evaluasi tebal perkerasan metode Bina Marga Pt T-01-2002-B dengan menggunakan program KENPAVE adalah sebagai berikut:

1. Menentukan data struktur perkerasan yaitu modulus elastisitas, poisson ratio, dan tebal perkerasan berdasarkan perencanaan menggunakan metode Bina Marga 2002

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 horisontal di bawah lapisan permukaan perkerasan dapat digunakan untuk mengetahui jumlah repetisi beban Nf dan nilai regangan tekan di bawah lapis pondasi bawah atau permukaan tanah dasar dapat digunakan untuk mengetahui Nd.

4. Periksa nilai Nf dan Nd dengan Nrencana, yang telah direncanakan.

5. Jika Nf atau Nd lebih besar dari Nrencana maka tebal perkerasan yang dihasilkan melalui perencanana metode Bina Marga 2002 mampu menahan beban lalu lintas sesuai dengan yang direncanakan.

6. Jika Nf atau Nd lebih kecil dari Nrencana, maka tebal perkerasan metode Bina Marga tidak mampu menahan beban lalu lintas yang direncanakan berdasarkan teori sistem lapis banyak program KENPAVE.

III.7. METODE BINA MARGA Pt T-01-2002-B

Dalam metode Bina Marga ini ada beberapa istilah dan parameter yang digunakan untuk perencanaan perkerasan lentur antara lain[3]:

III.7.1. Angka Ekivalen Beban Gandar Sumbu Kendaraan (E)

Angka ekivalen (E) masing-masing golongan beban gandar sumbu (setiap kendaraan) ditentukan menurut tabel. Tabel ini hanya berlaku untuk roda ganda. Untuk roda tunggal karakteristik beban yang berlaku agak berbeda dengan roda ganda. Untuk roda tunggal rumus berikut ini harus dipergunakan.

Angka Ekivalen roda tunggal = Beban gandar satu sumbu tunggal dalam kN

52 kN ..(3.1)

III.7.2. Reliabilitas

Konsep reliabilitas merupakan upaya untuk menyertakan derajat kepastian (degree of certainty) ke dalam proses perencanaan untuk menjamin bermacam-macam alternative perencanaan akan bertahan selama selang waktu yang direncanakan (umur rencana). Faktor perencanaan reliabilitas memperhitungkan kemungkinan variasi perkiraan lalu-lintas (w18) dan perkiraan kinerja (W18), dan karenanya memberikan tingkat reliabilitas (R) dimana seksi perkerasan akan bertahan selama selang waktu yang direncanakan. Pada umumnya, dengan meningkatnya

volume lalu-lintas dan kesukaran untuk mengalihkan lalu-lintas, resiko tidak memperlihatkan kinerja yang diharapkan harus ditekan. Hal ini dapat diatasi dengan memilih tingkat reliabilitas yang lebih tinggi. Tabel 3.2 memperlihatkan rekomendasi tingkat reliabilitas untuk bermacam-macam klasifikasi jalan. Perlu dicatat bahwa tingkat reliabilitas yang lebih tinggi menunjukkan jalan yang melayani lalu-lintas paling banyak, sedangkan tingkat yang paling rendah, 50 % menunjukkan jalan lokal.

Table 3.2 Rekomendasi tingkat reliabilitas untuk bermacam-macam klasifikasi jalan

Klasifikasi Jalan Rekomendasi tingkat reliabilitas

Perkotaan Antar kota

Bebas hambatan 85 – 99,9 80 – 99,9

Arteri 80 – 99 75 – 95

Kolektor 80 – 95 75 – 95

Local 50 – 80 50 – 80

Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur (Pt T-01-2002-B) Reliabilitas kinerja-perencanan dikontrol dengan faktor reliabilitas (FR) yang dikalikan dengan perkiraan lalu-lintas (w18) selama umur rencana untuk memperoleh prediksi kinerja (W18). Untuk tingkat reliabilitas (R) yang diberikan, reliability factor merupakan fungsi dari deviasi standar keseluruhan (overall standard deviation,S0) yang memperhitungkan kemungkinan variasi perkiraan lalu-lintas dan perkiraan kinerja untuk W18 yang diberikan. Dalam persamaan desain perkerasan lentur, level of reliabity (R) diakomodasi dengan parameter penyimpangan normal standar (standard normal deviate, ZR). Tabel 3.3. memperlihatkan

nilai ZR untuk level of serviceability tertentu. Penerapan konsep reliability harus memperhatikan langkah-langkah berikut ini:

1) Definisikan klasifikasi fungsional jalan dan tentukan apakah merupakan jalan perkotaan atau jalan antar kota

2) Pilih tingkat reliabilitas dari rentang yang diberikan pada Tabel 3.3 3) Deviasi standar (S0) harus dipilih yang mewakili kondisi setempat.

Rentang nilai S0 adalah 0,40 – 0,50.

Tabel 3.3 Nilai Penyimpangan normal standar (standar normal deviate) untuk tingkat reliabilitas tertentu

Reliabilitas, R (%) Standar normal deviate, Zr

50 0,000

60 -0,253

70 -0,524

75 -0,674

80 -0,841

85 -1,037

90 -1,282

91 -1,340

92 -1,405

93 -1,476

94 -1,555

95 -1,645

96 -1,751

97 -1,881

98 -2,054

99 -2,327

99.9 -3,090

99.99 -3,750

Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur (Pt T-01-2002-B)

III.7.3. Lalu Lintas Pada Lajur Rencana

Lalu lintas pada lajur rencana (w18) diberikan dalam kumulatif beban gandar standar. Untuk mendapatkan lalu lintas pada lajur rencana ini digunakan perumusan berikut ini :

W18 = DD x DL x 18 ………(3.2) Dimana :

DD = faktor distribusi arah. DL = faktor distribusi lajur.

18 = beban gandar standar kumulatif untuk dua arah.

Pada umumnya DD diambil 0,5. Pada beberapa kasus khusus terdapat pengecualian dimana kendaraan berat cenderung menuju satu arah tertentu. Dari beberapa penelitian menunjukkan bahwa DD bervariasi dari 0,3 –0,7 tergantung arah mana yang ‘berat’ dan‘kosong’.

Tabel 3.4 Faktor Distribusi Lajur (DD)

Jumlah Lajur Per Arah % beban gandar standar dalam lajur rencana

1 100

2 80 – 100

3 60 – 80

4 50 – 75

Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur (Pt T-01-2002-B)

Lalu-lintas yang digunakan untuk perencanaan tebal perkerasan lentur dalam pedoman ini adalah lalu-lintas kumulatif selama umur rencana. Besaran ini didapatkan dengan mengalikan beban gandar standar kumulatif pada lajur rencana selama setahun (w18) dengan besaran

kenaikan lalu lintas (traffic growth). Secara numerik rumusan lalu-lintas kumulatif ini adalah sebagai berikut :

...(3.3) Dimana :

Wt = jumlah beban gandar tunggal standar kumulatif. w18 = beban gandar standar kumulatif selama 1 tahun. n = umur pelayanan (tahun).

g = perkembangan lalu lintas (%).

III.7.4. Koefisien Drainase

Diperkenalkan konsep koefisien drainase untuk mengakomodasi kualitas sistem drainase yang dimiliki perkerasan jalan. Tabel 3.5 memperlihatkan definisi umum mengenai kualitas drainase.

Tabel 3.5 Definisi Kualitas Drainase Kualitas drainase Air hilang dalam Baik sekali 2 jam

Baik 1 hari

Sedang 1 minggu

Jelek 1 bulan

Jelek sekali Air tidak akan mengalir Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan

Lentur (Pt T-01-2002-B)

Kualitas drainase pada perkerasan lentur diperhitungkan dalam perencanaan dengan menggunakan koefisien kekuatan relatif yang dimodifikasi. Faktor untuk memodifikasi koefisien kekuatan relatif ini

adalah koefisien drainase (m) dan disertakan ke dalam persamaan Indeks Tebal Perkerasan (ITP) bersama-sama dengan koefisien kekuatan relative (a) dan ketebalan (D).

Tabel 3.6 memperlihatkan nilai koefisien drainase (m) yang merupakan fungsi dari kualitas drainase dan persen waktu selama setahun struktur perkerasan akan dipengaruhi oleh kadar air yang mendekati jenuh.

Tabel 3.6 Koefisien drainase (m) untuk memodifikasi koefisien kekuatan relative material untreated base dan subbase pada perkerasan lentur.

Kualitas drainase

Persen waktu struktur perkerasan dipengaruhi oleh kadar air yang mendekati jenuh

< 1 % 1 – 5 % 5 – 25 % > 25 % Baik sekali

Baik Sedang Jelek Jelek sekali

1,40 – 1,30 1,35 – 1,25 1,25 – 1,15 1,15 – 1,05

–

1,35 – 1,30 1,25 – 1,15 1,15 – 1,05 1,05 – 0,80

–

1,30 – 1,20 1,15 – 1,00 1,00 – 0,80 0,80 – 0,60

–

1,20 1,00 0,80 0,60 Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur (Pt T-01-2002-B)

III.7.5. Indeks Permukaan (IP)

Indeks permukaan ini menyatakan nilai ketidakrataan dan kekuatan perkerasan yang berhubungan dengan tingkat pelayanan bagi lalu-lintas yang lewat. Adapun beberapa ini IP beserta artinya adalah seperti yang tersebut di bawah ini :

IP = 2,5 : menyatakan permukaan jalan masih cukup stabil dan baik. IP = 2,0 : menyatakan tingkat pelayanan terendah bagi jalan yang masih mantap.

IP = 1,5 : menyatakan tingkat pelayanan terendah yang masih mungkin (jalan tidak terputus).

IP = 1,0 : Menyatakan permukaan jalan dalam keadaan rusak berat sehingga sangat mengganggu lalu-lintas kendaraan.

Dalam menentukan indeks permukaan (IP) pada akhir umur rencana, perlu dipertimbangkan faktor-faktor klasifikasi fungsional jalan sebagai mana diperlihatkan pada Tabel 3.7.

Tabel 3.7. Indeks Permukaan pada Akhir Umur Rencana (IPt) Klasifikasi Jalan

Lokal Kolektor Arteri Bebas hambatan

1,0 – 1,5 1,5 1,5 – 2,0

-

1,5 1,5 – 2,0

2,0 2,0 – 2,5

1,5 – 2,0 2,0 2,0 – 2,5

2,5

- - - 2,5 Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur (Pt T-01-2002-B)

Dalam menentukan indeks permukaan pada awal umur rencana (IP0) perlu diperhatikan jenis lapis permukaan perkerasan pada awal umur rencana sesuai dengan Tabel 3.8.

Tabel 3.8. Indeks Permukaan pada Awal Umur Rencana (IP0) Jenis Lapis Perkerasan IP0 Ketidakrataan *) (IRI,

m/km) L A S T O N

LASBUTAG L A P E N

> 4 3,9 – 3,5 3,9 – 3,5 3,4 – 3,0 3,4 – 3,0 2,9 – 2,5

< 1,0 > 1,0 < 2,0 > 2,0 < 3,0 > 3,0 Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur

III.7.6. Koefisien Kekuatan Relatif

Pedoman ini memperkenalkan korelasi antara koefisien kekuatan relatif dengan nilai mekanistik, yaitu modulus resilien. Berdasarkan jenis dan fungsi material lapis perkerasan, estimasi Koefisien Kekuatan Relatif dikelompokkan ke dalam 5 katagori, yaitu : beton aspal (asphalt concrete), lapis pondasi granular (granular base), lapis pondasi bawah granular (granular subbase), cement-treated base (CTB), dan asphalt-treated base (ATB).

III.7.6.1. Lapis Permukaan Beton Aspal (asphalt concrete surface course)

Gambar 3.9 memperlihatkan grafik yang dipergunakan untuk memperkirakan Koefisien Kekuatan Relatif lapis permukaan berbeton aspal bergradasi rapat berdasarkan modulus elastisitas (EAC) pada suhu 680F (metode AASHTO 4123).

Gambar 3.9 Grafik untuk memperkirakan koefisien kekuatan relatif lapis permukan bereton aspal bergradasi rapat (a₁).

III.7.6.2. Lapis Pondasi Granular (granular base layer)

Koefisien Kekuatan Relatif, a2 dapat diperkirakan dengan menggunakan Gambar 3.10. atau dihitung dengan menggunakan hubungan berikut :

a2 = 0,249 (log10 EBS) – 0,977 …..………..(3. )

Gambar 3.10 Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi granular (a₂).

III.7.6.3. Lapis Pondasi Bawah Granular (granular subbase layers)

Koefisien Kekuatan Relatif, a3 dapat diperkirakan dengan menggunakan Gambar 3.11. atau dihitung dengan menggunakan hubungan berikut :

a3 = 0,227 (log10 ESB) – 0,839 ……..………..(3.5)

Gambar 3.11. Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi bersemen (a3).

III.7.6.4. Lapis Pondasi Bersemen

Gambar 3.12 memperlihatkan grafik yang dapat dipergunakan untuk memperkirakan Koefisien Kekuatan Relatif, a2 untuk lapis pondasi bersemen.

Gambar 3.12. Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi beraspal (a2)

III.7.6.5. Lapis Pondasi Beraspal

Gambar 3.13 memperlihatkan grafik yang dapat dipergunakan untuk memperkirakan Koefisien Kekuatan Relatif, a2 untuk lapis pondasi beraspal.

Gambar 3.13 Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi granular (a2)

III.7.7. Batas-batas Minimum Tebal Lapisan Perkerasan

Pada saat menentukan tebal lapis perkerasan, perlu dipertimbangkan keefektifannya dari segi biaya, pelaksanaan konstruksi, dan batasan pemeliharaan untuk menghindari kemungkinan dihasilkannya perencanaan yang tidak praktis. Dari segi keefektifan biaya, jika perbandingan antara biaya untuk lapisan pertama dan lapisan kedua lebih kecil dari pada perbandingan tersebut dikalikan dengan koefisien drainase, maka perencanaan yang secara ekonomis optimum adalah apabila digunakan tebal lapis pondasi minimum. Tabel 3.9 memperlihatkan nilai tebal minimum untuk lapis permukaan berbeton aspal dan lapis pondasi agregat. Tabel 3.9. Tebal minimum lapis permukaan berbeton aspal dan lapis pondasi agregat (inci)

Lalu-lintas (ESAL) Beton aspal LAPEN

LASBUTA G

Lapis pondasi inci cm inci cm inci cm inci cm < 50.000 *)

50.001 – 150.000 150.001 – 500.000 500.001 – 2.000.000 2.000.001 – 7.000.000

> 7.000.000 1,0 *) 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 2,5 5,0 6,25 7,5 8,75 10,0 2 - - - - - 5 - - - - - 2 - - - - - 5 - - - - - 4 4 4 6 6 6 10 10 10 15 15 15 *) Atau perawatan permukaan

III.7.8. Persamaan Bina Marga

Untuk menentukan ITP (indeks tebal perkerasan) suatu perkerasan di Indonesia biasanya digunakan rumus persamaan Bina Marga yang pada dasarnya bersumber dari rumus AASHTO. Kemudian rumus tersebut disesuaikan dengan kondisi yang ada di Indonesia yaitu dengan menyesuaikan beberapa parameternya.

Persamaan metode Bina Marga 2002 adalah :

………...………….(3.6)

Dimana :

W18 = Perkiraan jumlah beban sumbu standar ekivalen 18-kip ZR = Deviasi normal standar

So = Gabungan standard error untuk perkiraan lalu-lintas dan kinerja

IP = Perbedaan antara indeks permukaan jalan awal (IPo) dan Indeks Permukaan jalan akhir design (IPt), (IPo-IPt)

MR = Modulus resilient

IPo = Indeks permukaan jalan awal (initial design serviceability index ) IPt = Indeks permukaan jalan akhir (terminal serviceability index) IPf = Indeks permukaan jalan hancur (minimum 1,5)

III.8. PROSEDURPERENCANAAN PERKERASAN BINA MARGA

Tahapan perhitungan dengan menggunakan Metode Bina Marga Pt T-01-2002-B dalam menentukan tebal lapis perkerasan pada penelitian ini sebagai berikut:

1. Menentukan variasi nilai beban lalu lintas rencana 2. Menentukan variasi nilai CBR

3. Tentukan standar normal deviasi (Zr), dan standar deviasi (So), Nilai standar normal deviasi didapatkan berdasarkan nilai reabilitas.

4. Hitung modulus resilient (MR).

5. Tentukan struktural number (SN), dengan nomogram atau persamaan. 6. Menghitung tebal lapisan perkerasan

Perhitungan perencanaan tebal perkerasan dalam tulisan ini didasarkan pada kekuatan relatif masing-masing lapisan perkerasan, dengan rumus sebagai berikut:

ITP = a1D1 2D2 3D3

Dimana : a1, a2, a3 = Koefisien kekuatan relatif bahan perkerasan D1, D2, D3 = Tebal masing-masing lapis perkerasan (cm) Jika kualitas drainase dipertimbangkan, maka persamaan di atas dimodifikasi menjadi:

ITP = a1D1 2D2m2 3D3m3

Dimana : a1, a2, a3 = Koefisien kekuatan relatif bahan perkerasan D1, D2, D3 = Tebal masing-masing lapis perkerasan (cm) m2,m3 = Koefisien Drainase, Angka 1, 2, dan 3, masing- masing untuk lapis permukaan, lapis pondasi, dan lapis pondasi bawah.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1. PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN LENTUR METODE BINA MARGA Pt T-01-2002-B

IV.1.1 Data Perencanaan perkerasan lentur

Data-data perencanaan tebal perkerasan metode Bina Marga menggunakan data-data yang umum dan diambil dari pedoman dalam perencanaan perkerasan metode Bina Marga. Data CBR dan jumlah total beban lalu lintas pada tulisan ini divariasikan. Nilai beban lalu lintas pada tulisan ini ditentukan 500.000 ESAL, 25.000.000 ESAL, dan 200.000.000 ESAL. Nilai CBR dalam penelitian ini ditentukan 2, 4, 6, 8, dan 10%. Pada penelitian ini struktur perkerasan direncanakan berupa struktur empat lapis dan struktur dua lapis (full depth). Selanjutnya penelitian ini akan dilakukan seperti dalam tabel sebagai berikut: Tabel 4.1. Variasi nilai beban lalu lintas dan nilai CBR

CBR (%)

BEBAN LALU LINTAS (ESAL)

0.5 × 106 25 × 106 200 × 106

2 CBR 2 %, 0.5 × 10

6 ESAL

CBR 2 %, 25 × 106 ESAL

CBR 2 %, 200 × 106 ESAL

4 CBR 4 %, 0.5 × 10

6 ESAL

CBR 4 %, 25 × 106 ESAL

CBR 4 %, 200 × 106 ESAL

6 CBR 6 %, 0.5 × 10

6 ESAL

CBR 6 %, 25 × 106 ESAL

CBR 6 %, 200 × 106 ESAL

8 CBR 8 %, 0.5 × 10

6 ESAL

CBR 8 %, 25 × 106 ESAL

CBR 8 %, 200 × 106 ESAL

10 CBR 10 %, 0.5 × 10

6 ESAL

CBR 10 %, 25 × 106 ESAL

CBR 10 %, 200 × 106 ESAL

Variasi pada nilai CBR dan nilai ESAL didapat 15 perencanaan tebal perkerasan sebagai berikut:

Tabel 4.2. Perencanaan perkerasan

Perencanaan I CBR 2%, 0.5 × 106 ESAL Perencanaan II CBR 4%, 0.5 × 106 ESAL Perencanaan III CBR 6%, 0.5 × 106 ESAL Perencanaan IV CBR 8%, 0.5 × 106 ESAL Perencanaan V CBR 10%, 0.5 × 106 ESAL Perencanaan VI CBR 2%, 25 × 106 ESAL Perencanaan VII CBR 4%, 25 × 106 ESAL Perencanaan VIII CBR 6%, 25 × 106 ESAL Perencanaan IX CBR 8%, 25 × 106 ESAL Perencanaan X CBR10%, 25 × 106 ESAL Perencanaan XI CBR 2%, 200 × 106 ESAL Perencanaan XII CBR 4%, 200 × 106 ESAL Perencanaan XIII CBR 6%, 200 × 106 ESAL Perencanaan XIV CBR 8%, 200 × 106 ESAL Perencanaan XV CBR10%, 200 × 106 ESAL IV.1.2. Asumsi Data-Data Parameter

Data parameter – parameter lainnya yang diasumsikan dalam perencanaan perkerasan lentur metode Bina Marga ditetapkan sebagai berikut:

 Reliabilitas = 95 %  Zr = -1,645

 Standar Deviasi (So) = 0,45

 Indeks Permukaan awal (IPo) = 4 (Laston)  Indeks Permukaan Akhir (IPt) = 2 (jalan arteri)  Indeks Permukaan hancur (IPf) = 1,5

 Bahan Perkerasan

Lapis permukaan : Aspal Beton (AC) 400.000 psi a1 = 0,42 Lapis pondasi atas : granular, Modulus 30.000 psi a2 = 0,14 Lapis pondasi bawah : granular, Modulus 17.500 psi a3 = 0,12  m2, m3 = 1

IV.1.3. Perhitungan Perencanaan Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Empat Lapis

 Perencanaan I (CBR 2%, 500.000 ESAL)

Menentukan nilai ITP dengan memasukkan nilai-nilai dari data diatas kedalam persamaan Bina Marga dibawah ini:

Dengan trial dan error didapat ITP = 4,34

Menentukan tebal lapis perkerasan. Lapis permukaan ditetapkan sebesar

3,5”, pondasi atas sebesar 7,5”, dan pondasi bawah dihitung seperti

ITP = a1D1 2D2m2 3D3m3

4,34 = (0,42 × 3,5) + (0.14 × 7,5 × 1) + (0,12 × D3 × 1)

15,01667”

Besarnya nilai D3 minimum adalah 15,01667” atau 37,992 cm maka digunakan D3 sebesar 38 cm. tebal lapisan perkerasan perencanaan I yaitu: a. Lapisan permukaan menggunakan bahan aspal beton (AC) 400.000 psi

dengan tebal 3,5” =8,999 cm ≈9 cm dan koefisien kekuatan relative = 0,42.

b. Pondasi atas meggunakan bahan butiran granular, Modulus 30.000 psi

dengan tebal 7,5” = 18,975 cm ≈ 19 cm dan koefisien kekuatan relative = 0,14 serta koefisien drainase = 1.

c. Pondasi bawah menggunakan bahan butiran granular, Modulus 17.500

psi dengan tebal 15,01667” = 37,992 cm ≈ 38 cm dan koefisien kekuatan relative = 0,12 serta koefisien drainase = 1.

Gambar susunan tebal masing-masing lapisan perkerasan perencanaan I Struktur empat lapis metode Bina Marga dapat dilihat pada gambar 4.1.

D1 = 9 cm D2 = 19 cm

D3 = 38 cm

Subgrade(CBR 2%) Gambar 4.1. Susunan tebal lapis perkerasan perencanaan I

Selanjutnya perhitungan tebal perkerasan perencanaan II sampai XV dilakukan sama dengan perencanaan satu. Hasil yang didapat ditunjukkan dalam tabel 4.3. berikut ini:

Tabel 4.3. Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Empat Lapis Prencanaan

Perkerasan

Lapisan Permukaan

Lapisan Pondasi Atas

Lapisan Pondasi Bawah

Perencanaan I 9 19 38

Perencanaan II 8 18 26

Perencanaan III 7 15 24

Perencanaan IV 7 13 21

Perencanaan V 7 11 19

Perencanaan VI 16 42 52

Perencanaan VII 14 34 41

Perencanaan VIII 13 29 36

Perencanaan IX 12 26 32

Perencanaan X 11 25 31

Perencanaan XI 21 44 76

Perencanaan XII 18 43 54

Perencanaan XIII 16 39 50

Perencanaan XIV 15 36 43

IV.1.4. Perhitungan Perencanaan Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Dua Lapisan (full depth).

Perencanaan tebal perkerasan dengan struktur dua lapisan menggunakan data yang sama dengan perencanaan struktur empat lapis, perbedaannya adalah pada perencanaan ini tidak menggunakan bahan pandasi, perkerasan full depth terdiri dari lapis subgrade dan aspal concrete.

 Perencanaan I (CBR 2%, 500.000 ESAL)

Dengan menggunakan ITP yang sama dengan perencanaan struktur empat lapis, menggunakan metode Bina Marga tebal perkerasan dihitung dengan struktur dua lapisan (full depth).

ITP = 4,34

Menentukan tebal lapis perkerasan. Lapis permukaan dihitung seperti berikut:

ITP = a1D1

4,34 = (0,42 × D1)

10,33”

Besarnya nilai D1 adalah 10,33” atau 26,2 7 cm maka digunakan D1 sebesar 27 cm. tebal lapisan perkerasan perencanaan I yaitu:

 Lapisan permukaan menggunakan bahan aspal beton (AC) 400.000 psi dengan tebal 10,33” = 26,247 cm ≈ 27 cm dan koefisien kekuatan relative = 0,42.

Gambar susunan tebal masing-masing lapisan perkerasan perencanaan I struktur 2 lapis metode Bina Marga dapat dilihat pada gambar 4.2.

D1 = 27 cm

Subgrade(CBR 2%) Gambar 4.2. Susunan tebal lapis perkerasan perencanaan I

Selanjutnya perhitungan tebal perkerasan struktur dua lapis perencanaan II sampai XV dilakukan sama dengan perencanaan satu. Hasil yang didapat ditunjukkan dalam tabel 4.4. berikut ini:

Tabel 4.4. Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Dua Lapis Prencanaan

Perkerasan

Lapisan Permukaan

Perencanaan I 27

Perencanaan II 21 Perencanaan III 19 Perencanaan IV 17

Perencanaan V 15

Perencanaan VI 44 Perencanaan VII 36 Perencanaan VIII 32 Perencanaan IX 29

Perencanaan X 27

Perencanaan XI 57 Perencanaan XII 47 Perencanaan XIII 43 Perencanaan XIV ₃₉ Perencanaan XV 36

IV.2. EVALUASI TEBAL LAPISAN PERKERASAN METODE BINA

MARGA DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM KENPAVE

Setelah didapat tebal perkerasan melalui perhitungan dengan menggunakan metode Bina Marga Pt-T-01-2002-B, tebal perkerasan yang dihasilkan dievaluasi menggunakan program KENPAVE bagian KENLAYER. Data-data pendukung untuk menjalankan program KENLAYER dimasukkan sehingga didapat nilai tegangan, regangan, dan lendutan. Nilai regangan tarik horizontal di bawah lapis permukaan, dan regangan tekan vertikal di bawah lapis pondasi bawah digunakan untuk menghitung nilai repetisi beban. Nilai repetisi beban Nf dan Nd dihitung menggunakan persamaan 2.14 dan persamaan 2.17. IV.2.1. Perhitungan evaluasi tebal perkerasan metode Bina Marga Struktur Empat Lapis

 Evaluasi perencanaan I (CBR 2%, 500.000 ESAL) Struktur Empat Lapis Table 4.5. Data Perencanaan I

Lapisan perkerasan E (kPa) µ Tebal perkerasan

Lapis Permukaan 2800000 0.35 9

Lapis pondasi atas 210000 0.4 19

Lapis pondasi bawah 122500 0.4 38

Tanah dasar 21000 0.45 ∞

IV.2.2. Perhitungan dengan program KENPAVE

Langkah evaluasi tebal perkerasan metode Bina Marga dengan menggunakan program KENPAVE adalah sebagai berikut:

a. Masuk ke menu utama program KENPAVE

Gambar 4.3.Tampilan Menu LAYERINP

c. Pada menu General seperti gambar dibawah isi nilai-nilai sesuai dengan

data yang ada.

d. Pada menu zcoord nilai yang diisi adalah analisa perkerasan arah vertikal.

Gambar 4.5. Tampilan Menu zcoord

e. Pada menu layer nilai yang diisi adalah tebal perkerasan dan nilai poisson ratio dari masing-masing lapisan perkerasan.

f. Menu Moduli diisi dengan nilai modulus elastisitas masing-masing lapisan perkerasan.

Gambar 4.7. Tampilan Menu Moduli

g. Menu Load diisi dengan data yang ada seperti gambar.

Setelah semua data selesai diisi, data disimpan. Selanjutnya kembali ke menu utama program KENPAVE. Pilih menu KENLAYER sehingga data dijalankan dan didapat nilai tegangan dan regangan. Hasil akhir dari program ini dibuka melalui menu editor pada tampilan awal program KENPAVE. Hasilnya adalah sebagai berikut:

Dari data perencanaan I dengan menggunakan program KENPAVE di atas diperoleh nilai regangan tarik di bawah lapis permukaan sebesar 0.0003026 dan regangan tekan di bawah pondasi bawah sebesar 0.0005735. Menggunakan persamaan 2.14 dalam menentukan jumlah repetisi beban dengan analisa retak fatik akan diperoleh nilai Nf sebesar 499131. Jumlah repetisi beban kedua diperoleh dari analisa rutting menggunakan persamaan 2.17 didapat nilai Nd sebesar 443791.

Tabel 4.6. Hasil program KENPAVE

Lokasi Nilai regangan Analisa

Regangan tarik horizontal di

bawah lapis permukaan 0.0003026 Nf = 499131

Regangan tekan vertikal di Bagian atas tanah dasar /bawah lapis pondasi bawah

0.0005735 Nd = 4437911

Evaluasi tebal perkerasan metode Bina Marga dengan program KENPAVE dilanjutkan sampai tebal perencanaan XV menghasilkan nilai regangan seperti pada tabel 4.7. nilai regangan digunakan untuk menghitung jumlah repetisi beban. Analisa tebal perkerasan metode Bina Marga dapat dilihat pada tabel 4.8.

Tabel 4.7. Nilai Regangan Tarik Horisontal Dan Regangan Tekan Vertikal Struktur Empat Lapis

Perencanaan Perkerasan

Regangan Tarik Horizontal

Regangan Tekan Vertikal Perencanaan I CBR 2%, 0.5 × 106 ESAL _{0.0003026 0.0005735} Perencanaan II CBR 4%, 0.5 × 106 ESAL _{0.0003279 0.0006119} Perencanaan III CBR 6%, 0.5 × 106 ESAL _{0.000354 0.0006021} Perencanaan IV CBR 8%, 0.5 × 106 ESAL _{0.0003599 0.0005812} Perencanaan V CBR 10%, 0.5 × 106 ESAL _{0.0003656 0.0005607} Perencanaan VI CBR 2%, 25 × 106 ESAL _{0.0001767 0.0002339} Perencanaan VII CBR 4%, 25 × 106 ESAL _{0.0002054 0.0002344} Perencanaan VIII CBR 6%, 25 × 106 ESAL _{0.0002224 0.0002386} Perencanaan IX CBR 8%, 25 × 106 ESAL _{0.00024 0.0002426} Perencanaan X CBR10%, 25 × 106 ESAL _{0.0002577 0.0002307} Perencanaan XI CBR 2%, 200 × 106 ESAL _{0.0001328 0.0001328} Perencanaan XII CBR 4%, 200 × 106 ESAL _{0.0001572 0.000145} Perencanaan XIII CBR 6%, 200 × 106 ESAL _{0.0001772 0.0001417} Perencanaan XIV CBR 8%, 200 × 106 ESAL _{0.0001904 0.0001453} Perencanaan XV CBR10%, 200 × 106 ESAL _{0.0002047 0.000143}

Tabel 4.8. Hasil Evaluasi Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Empat Lapis Dengan Program KENPAVE

Perencanaan Perkerasan Beban lalu lintas rencana Repetisi Beban Analisan Beban Lalu Lintas

Nf Nd

Perencanaan I 0.5 × 106 499131 443791 Nf dan Nd < Nr Tidak OK Perencanaan II 0.5 × 106 383221 332020 Nf dan Nd < Nr

Tidak OK Perencanaan III 0.5 × 106 297841 356908 Nf dan Nd < Nr

Tidak OK Perencanaan IV 0.5 × 106 282072 418068 Nf dan Nd < Nr

Tidak OK Perencanaan V 0.5 × 106 267855 490982 Nf dan Nd < Nr

Tidak OK Perencanaan VI 25 × 106 2931557 24602789 Nf dan Nd < Nr

Tidak OK Perencanaan VII 25 × 106 1786429 24368705 Nf dan Nd < Nr

Tidak OK Perencanaan VIII 25 × 106 1375097 22506196 Nf dan Nd < Nr

Tidak OK Perencanaan IX 25 × 106 1070234 20891834 Nf dan Nd < Nr

Tidak OK Perencanaan X 25 × 106 846791 26167882 Nf < Nr Tidak

OK Perencanaan XI 200 × 106 7504279 310152202 Nf < Nr Tidak

OK Perencanaan XII 200 × 106 4307532 209260908 Nf < Nr Tidak

OK Perencanaan XIII 200 × 106 2904422 231979620 Nf < Nr Tidak

OK Perencanaan XIV 200 × 106 2292820 207333508 Nf < Nr Tidak

OK Perencanaan XV 200 × 106 1806613 222686153 Nf < Nr Tidak

OK Dari hasil perhitungan evaluasi yang ditunjukkan dalam tabel 4.8. tebal perkerasan metode Bina Marga Struktur empat lapis dengan menggunakan program KENPAVE, pada perencanaan I sampai perencanaan V dengan beban lalu lintas rencana 500000 ESAL jumlah repetisi beban Nf dan Nd yang dihasilkan bernilai lebih kecil dari beban lalu lintas rencana, pada perencanaan VI

sampai X dengan beban lalu lintas rencana 25 × 106 juga menghasilkan jumlah repetisi beban Nf dan Nd bernilai lebih kecil dari beban lalu lintas rencana, sedangkan pada perencanaan XI sampai XV dengan beban lalu lintas rencana 200×106 jumlah repetisi beban berdasarkan anlisa rutting Nd lebih besar dari beban lalu lintas rencana akan tetapi jumlah repetisi beban berdasarkan analisa fatigue lebih kecil dari beban lalu lintas rencana. Jadi dapat disimpulkan tebal perkerasan yang direncanakan dengan metode Bina Marga Pt-T-01-2002-B dengan struktur empat lapis tidak mampu menahan beban lalu lintas yang direncanakan.

IV.2.3. Perhitungan Evaluasi Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Dua Lapis (full depth)

 Evaluasi perencanaan I (CBR 2%, 500.000 ESAL) Table 4.9. Data Perencanaan I Struktur Dua Lapis

Lapis E (kPa) µ Tebal perkerasan

Lapis Permukaan 2800000 0.35 27

Tanah dasar 21000 0.45 ∞

Dari data perencanaan I struktur dua lapis dengan menggunakan program KENPAVE diperoleh nilai regangan tarik di bawah lapis permukaan sebesar 0.000169 dan regangan tekan di bawah pondasi bawah sebesar 0.0004032.

Menggunakan persamaan 2.14 dalam menentukan jumlah repetisi beban dengan analisa retak fatik diperoleh nilai Nf sebesar 3394522. Jumlah repetisi beban kedua diperoleh dari analisa rutting menggunakan persamaan 2.17 didapat nilai Nd sebesar 2148905.

Tabel 4.10. Hasil program KENPAVE

Lokasi Nilai regangan Analisa

Regangan tarik horizontal di

bawah lapis permukaan 0.000169 Nf = 3394522

Regangan tekan vertikal di Bagian atas tanah dasar /bawah lapis pondasi bawah

0.0004032 Nd = 2148905

Evaluasi tebal perkerasan metode Bina Marga struktur dua lapis dengan program KENPAVE dilanjutkan sampai perencanaan XV. Hasil perhitungan dan analisa dapat dilihat pada tabel 4.11. di bawah ini:

Tabel 4.11. Nilai Regangan Tarik Horisontal Dan Regangan Tekan Vertikal Struktur Dua Lapis

Perencanaan Perkerasan Regangan Tarik Horizontal Regangan Tekan Vertikal Perencanaan I CBR 2%, 0.5 × 106 ESAL _{0.000169 0.0004032} Perencanaan II CBR 4%, 0.5 × 106 ESAL _{0.0002126 0.0004767} Perencanaan III CBR 6%, 0.5 × 106 ESAL _{0.0002192 0.0004793} Perencanaan IV CBR 8%, 0.5 × 106 ESAL _{0.000231 0.0005011} Perencanaan V CBR 10%, 0.5 × 106 ESAL _{0.0002465 0.0005374} Perencanaan VI CBR 2%, 25 × 106 ESAL _{0.00007496 0.0001846} Perencanaan VII CBR 4%, 25 × 106 ESAL _{0.00008843 0.0002139} Perencanaan VIII CBR 6%, 25 × 106 ESAL _{0.0001037 0.0002269} Perencanaan IX CBR 8%, 25 × 106 ESAL _{0.0001126 0.0002373} Perencanaan X CBR10%, 25 × 106 ESAL _{0.0001252 0.0002609} Perencanaan XI CBR 2%, 200 × 106 ESAL _{0.0000471 0.0001173} Perencanaan XII CBR 4%, 200 × 106 ESAL _{0.0000592 0.000139} Perencanaan XIII CBR 6%, 200 × 106 ESAL _{0.00006377 0.0001443} Perencanaan XIV CBR 8%, 200 × 106 ESAL _{0.00007055 0.0001548} Perencanaan XV CBR10%, 200 × 106 ESAL _{0.00007613 0.0001626}

Tabel 4.12. Hasil Evaluasi Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Dua Lapis Dengan Program KENPAVE

Perencanaan Perkerasan

Beban lalu lintas rencana

Repetisi Beban Analisan Beban Lalu

Lintas

Nf Nd

Perencanaan I 0.5 × 106 3394522 2148905 Nf & Nd > Nr OK Perencanaan II 0.5 × 106 1594936 1015381 Nf & Nd > Nr

OK Perencanaan III 0.5 × 106 1442273 990953 Nf & Nd > Nr

OK Perencanaan IV 0.5 × 106 1213687 812028 Nf & Nd > Nr

OK Perencanaan V 0.5 × 106 980131 593731 Nf & Nd > Nr

OK Perencanaan VI 25 × 106 49282155 70992643 Nf & Nd > Nr

OK Perencanaan VII 25 × 106 28608459 36709542 Nf & Nd > Nr

OK Perencanaan VIII 25 × 106 16936589 28187828 Nf < Nr Tidak

OK Perencanaan IX 25 × 106 12916385 23063471 Nf < Nr Tidak

OK Perencanaan X 25 × 106 9110411 15086142 Nf < Nr Tidak

OK Perencanaan XI 200 × 106 227427004 540611713 Nf & Nd > Nr

OK Perencanaan XII 200 × 106 107162565 252845594 Nf < Nr Tidak

OK Perencanaan XIII 200 × 106 83899854 213844107 Nf < Nr Tidak

OK Perencanaan XIV 200 × 106 60165863 156144999 Nf & Nd < Nr

Tidak OK Perencanaan XV 200 × 106 46833175 125298534 Nf & Nd < Nr

Tidak OK Dari hasil evaluasi tebal perkerasan metode Bina Marga struktur dua lapis (full depth) dengan menggunakan program KENPAVE diatas, pada perencanaan I sampai perencanaan V dengan beban lalu lintas rencana 500000 ESAL jumlah repetisi beban Nf dan Nd yang dihasilkan lebih besar dari beban lalu lintas rencana jadi tebal perkerasan mampu menahan beban lalu lintas sesuai dengan

yang direncanakan. Pada perencanaan VI sampai perencanaan X dengan beban lalu lintas rencana 25 × 106 hanya pada perencanaan VI dan VII yang menghasilkan jumlah repetisi beban Nf dan Nd lebih besar dari beban lalu lintas rencana, perencanaan VII, perencanaan IX, dan Perencanaan X jumlah repetisi beban yang dihasilkan lebih kecil dari beban lalu lintas yang direncanakan. Pada perencanaan XI sampai XV dengan beban lalu lintas rencana 200 × 106 hanya pada perencanaan XI yang menghasilkan repetisi beban Nf dan Nd lebih besar dari beban lalu lintas yang direncanakan, sedangkan pada perencanaan XII sampai XV jumlah repetisi beban yang dihasilkan lebih kecil dari beban lalu lintas rencana.

IV.3. PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN LENTUR

MENGGUNAKAN PROGRAM KENPAVE

Perencanaan tebal perkerasan yang direncanakan dengan menggunakan metode Bina Marga setelah dievaluasi dengan menggunakan program KENPAVE tidak mampu menahan beban lalu lintas yang direncanakan. Tebal perkerasan direncanakan ulang menggunakan program KENPAVE untuk mendapatkan tebal perkerasan yang mampu menahan beban lalu lintas yang direncanakan.

Perencanaan tebal perkerasan menggunakan program KENPAVE adalah dengan mengasumsikan tebal lapisan perkerasan sampai tebal yang diasumsi menghasilkan nilai Nf dan Nd lebih besar dari Nrencana. Data-data modulus elastisitas, poisson ratio, dan beban pada permukaan perkerasan sesuai dengan data yang telah ditetapkan pada perencanaan I sampai perencanaan XV.

 Perencanaan I program KENPAVE (CBR 2%, 500.000 ESAL)

Table 4.13. Asumsi pertama tebal lapis perkerasan program KENPAVE

Lapis E (kPa) µ Tebal perkerasan

Lapis Permukaan 2800000 0.35 15

Lapis pondasi atas 210000 0.4 25

Lapis pondasi bawah 122500 0.4 40

Tanah dasar 21000 0.45 ∞

Dengan menggunakan program KENPAVE didapat nilai regangan tarik horizontal sebesar 0,0001995 dan nilai regangan tekan vertikal sebesar 0,0003630. Jumlah repetisi beban dengan analisa retak fatik diperoleh nilai Nf sebesar 1966264 dan Jumlah repetisi beban kedua diperoleh dari analisa rutting dengan nilai Nd sebesar 3438988. Jumlah repetisi beban (Nf dan Nd) bernilai lebih besar dari Nrencana, sehingga dapat disimpulkan bahwa asumsi tebal perkerasan mampu menahan beban lalu lintas sesuai dengan rencana.

Jumlah repetisi beban yang didapat dari asumsi tebal perkerasan jauh lebih besar dari jumlah repetisi beban rencana. Dengan menggunakan cara yang sama, tebal perkerasan diasumsikan kembali dengan tebal perkerasan yang lebih tipis sampai diperoleh nilai optimum jumlah repetisi beban yang mendekati nilai repetisi beban rencana yaitu 500000.

Table 4.14. Asumsi kedua tebal lapis perkerasan program KENPAVE

Lapis E (kPa) µ Tebal perkerasan

Lapis Permukaan 2800000 0.35 10

Lapis pondasi atas 210000 0.4 25

Lapis pondasi bawah 122500 0.4 35

Tanah dasar 21000 0.45 ∞

Nilai regangan tarik horizontal sebesar 0,0002770 dan nilai regangan tekan vertikal sebesar 0,0005015. Jumlah repetisi beban dengan analisa retak fatigue diperoleh nilai Nf sebesar 667656 dan repetisi beban kedua diperoleh dari analisa rutting dengan nilai Nd sebesar 809133. Jumlah repetisi beban (Nf dan Nd) mendekati nilai Nrencana sebesar 500000. Tebal asumsi yang direncanakan dengan program KENPAVE telah memenuhi.

Gambar susunan tebal lapisan dengan program KENPAVE adalah sebagai berikut:

D1 = 10 cm D2 = 25 cm

D3 = 35 cm

Subgrade (CBR 2%)

Gambar 4.10. Susunan tebal lapisan perkerasan dengan program KENPAVE

Dengan mengasumsikan tebal perkerasan yang dilakukan sama dengan perencanaan I didapat tebal perkerasan yang memenuhi kriteria kerusakan fatigue dan rutting untuk perencanaan II sampai dengan perencanaan XV. Tebal perkerasan yang dihasilkan adalah sebagai berikut: Tabel 4.15. Tebal perkerasan dengan Program KENPAVE

Prencanaan Perkerasan Lapisan Permukaan Lapisan Pondasi Atas Lapisan Pondasi Bawah

Perencanaan I 10 25 35

Perencanaan II 10 20 30

Perencanaan III 10 18 28

Perencanaan IV 10 15 25

Perencanaan V 10 15 20

Perencanaan VI 29 40 60

Perencanaan VII 29 38 55

Perencanaan VIII 29 36 50

Perencanaan IX 29 35 45

Perencanaan X 29 30 40

Perencanaan XI 45 55 85

Perencanaan XII 45 53 80

Perencanaan XIII 44 52 75

Perencanaan XIV 44 50 70

Perencanaan XV 43 45 65

Jumlah repetisi beban berdasarkan analisa kerusakan fatigue dan rutting yang dihasilkan dari tebal perkerasan yang direncanakan dengan program KENPAVE sudah lebih besar dari beban lalu lintas rencana, Sehingga struktur perkerasan tersebut mampu menahan beban lalu lintas sesuai rencana. Dari hasil perhitungan didapat bahwa tebal perkerasan yang direncanakan dengan program KENPAVE lebih besar dari tebal perkerasan yang direncanakan menggunakan metode Bina Marga Pt T-01-2002-B.

IV.4. ANALISIS HASIL PERHITUNGAN

Perencanaan tebal perkerasan dengan menggunakan metode Bina Marga yang direncanakan dengan struktur empat lapis dan struktur dua lapis (full depth) setelah dievaluasi menggunakan program KENPAVE menghasilkan jumlah repetisi beban yang jauh berbeda. Pada struktur empat lapis jumlah repetisi beban yang dihasilkan lebih kecil dari struktur dua lapis (full depth). Tebal perkerasan dengan struktur empat lapis jumlah repetisi beban yang dihasilkan untuk semua variasi lebih kecil dari repetisi beban rencana, sehingga disimpulkan tebal perkerasan tidak mampu menahan beban lalu lintas rencana, sedangkan yang direncanakan dengan struktur dua lapis (full depth) pada beberapa variasi menghasilkan jumlah repetisi beban yang lebih besar dari beban lalu lintas rencana, hal ini dapat disebabkan karena perbedaan antara metode empiris Bina Marga dan metode Mekanistik.

Perbedaan antara metode empiris Bina Marga dengan metode mekanistik program KENPAVE adalah Pada metode empiris Bina Marga parameter CBR tanah dasar, beban lalu lintas rencana, nilai reliabilitas, Indeks Permukaan, koefisien drainase dan parameter lainnya menentukan ketebalan perkerasan yang diperlukan, sedangkan pada metode mekanistik program KENPAVE parameter struktural (modulus elastisitas dan poisson ratio), beban statik, dan tebal perkerasan yang menjadi kriteria perencanaan tebal perkerasan.

Berikut ini adalah grafik hubungan nilai CBR dan Beban lalu lintas rencana terhadap jumlah repetisi beban menggunakan program KENPAVE.

 Grafik Jumlah Repetisi Beban Struktur Empat Lapis

Grafik 4.2. Hubungan Tebal Perkerasan dan beban lalu lintas rencana 0.5 × 106 dengan jumlah repetisi beban.

Grafik 4.3. Hubungan Tebal Perkerasan dan beban lalu lintas rencana 25 × 106 dengan jumlah repetisi beban.

0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000

2 4 6 8 10

R e p e tis i B e b an CBR (%)

Beban Lalu Lintas Rencana 0.5 × 10^6

Nf Nd R e p e tis i B e b an 0 5000000 10000000 15000000 20000000 25000000 30000000 0 500000 1000000 1500000 2000000 2500000 3000000 3500000

2 4 6 8 10

R e p e tis i B e b an CBR (%)

Beban Lalu Lintas Rencana 25 × 10^6

Nf Nd R e p e tis i B e b an

Grafik 4.4. Hubungan Tebal Perkerasan dan beban lalu lintas rencana 200 × 106 dengan jumlah repetisi beban.

 Grafik Jumlah Repetisi Beban Struktur Dua Lapis (full depth)

Grafik 4.5. Hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas rencana 0.5 × 106 dengan jumlah repetisi beban.

0 50000000 100000000 150000000 200000000 250000000 300000000 350000000 0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000

2 4 6 8 10

R e p e tis i B e b an CBR (%)

Beban Lalu Lintas Rencana 200 × 10^6

Nf Nd R e p e tis i B e b an 0 500000 1000000 1500000 2000000 2500000 3000000 3500000 4000000

2 4 6 8 10

R e p e tis i B e b an CBR (%)

Beban Lalu Lintas Rencana 0,5 × 10^6

Nf

Grafik 4.6. Hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas rencana 25 × 106 dengan jumlah repetisi beban.

Grafik 4.7. Hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas rencana 200 × 106 dengan jumlah repetisi beban.

Dari grafik hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas rencana dengan jumlah repetisi beban diatas dapat dilihat bahwa tebal perkerasan pada CBR tanah dasar yang kecil menghasilkan repetisi beban

5000000 15000000 25000000 35000000 45000000 55000000 65000000 75000000

2 4 6 8 10

R e p e tis i B e b an CBR (%)

Beban Lalu Lintas Rencana 25 × 10^6

Nf Nd 0 100000000 200000000 300000000 400000000 500000000 600000000

2 4 6 8 10

R e p e tis i B e b an CBR (%)

Beban Lalu Lintas Rencana 200 × 10^6

Nf

yang besar, sedangkan pada CBR tanah dasar yang besar menghasilkan jumlah repetisi beban yang kecil. Hal ini terjadi karena perencanaan tebal perkerasan dengan menggunakan metode Bina Marga pada CBR tanah dasar yang kecil menghasilkan tebal perkerasan yang besar, dengan menggunakan program KENPAVE tebal perkerasan yang besar regangan yang dihasilkan kecil dan dihasilkan jumlah repetisi beban yang besar, sedangkan pada CBR tanah dasar yang besar menghasilkan tebal perkerasan yang kecil sehingga regangan yang di hasilkan besar dan menghasilkan jumlah repetisi beban yang kecil.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. KESIMPULAN

Berdasarkan analisa dan evaluasi yang dilakukan, maka didapat beberapa ringkasan dan kesimpulan antara lain sebagai berikut:

1. Pada penelitian ini dilakukan evaluasi tebal perkerasan metode empiris Bina Marga Pt T-01-2002-B dengan metode Mekanistik menggunakan program KENPAVE. Perencanaan tebal perkerasan metode Bina Marga Pt T-01-2002-B direncanakan dengan struktur empat lapis dan struktur dua lapis (full depth). Evaluasi dilakukan dengan menghitung regangan yang terjadi pada perkerasan.

2. Tebal perkerasan lentur yang direncanakan dengan metode Bina Marga Pt T-01-2002-B struktur empat lapis pada semua variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas rencana menghasilkan jumlah repetisi beban yang lebih kecil dari repetisi beban rencana.

3. Tebal perkerasan lentur yang direncanakan dengan struktur dua lapis (full depth) jumlah repetisi beban dengan beban lalu lintas rencana 0,5×106 ESAL dengan variasi CBR 2%, 4%, 6%, 8%, 10% lebih besar dari jumlah repetisi beban rencana, untuk beban lalu lintas rencana 25×106 ESAL tebal perkerasan yang dihasilkan menghasilkan jumlah reptisi baban yang lebih besar dari repetisi beban rencana pada variasi CBR 2%, dan 4%, untuk CBR 6%, 8%, dan 10% tebal perkerasan menghasilkan jumlah repetisi baban yang lebih kecil dari yang direncanakan, dan untuk beban lalu lintas rencana 200×106 ESAL tebal

perkerasan menghasilkan jumlah repetisi beban yang lebih besar dari repetisi beban rencana hanya pada variasi CBR 2%, pada CBR 4%, 6%, 8%, dan 10% tebal perkerasan menghasilkan jumlah repetisi beban yang lebih kecil dari repetisi beban rencana.

4. Dari hasil evaluasi didapat bahwa jumlah repetisi beban yang dihasilkan tebal perkerasan yang direncanakan dengan metode empiris Bina Marga sangat dipengaruhi oleh ketebalan setiap lapisan perkerasan, semakin tebal lapisan perkerasan semakin besar jumlah repetisi beban, Karena pada metode mekanistik program KENPAVE tebal perkerasan sangat mempengaruhi jumlah repetisi beban.

5. Terdapat perbedaan antara metode empiris Bina Marga dengan metode mekanistik program KENPAVE. Pada metode empiris Bina Marga parameter CBR tanah dasar, beban lalu lintas rencana, nilai reliabilitas, Indeks Permukaan, koefisien drainase dan parameter lainnya menentukan ketebalan perkerasan yang diperlukan, sedangkan pada metode mekanistik program KENPAVE parameter struktural (modulus elastisitas dan poisson ratio), beban statik, dan tebal perkerasan yang menjadi kriteria perencanaan tebal perkerasan.

V.2. SARAN

1. Dalam perencanaan tebal perkerasan di Indonesia sebaiknya perlu mempertimbangkan metode mekanistik dalam merencanakan tebal perkerasan, karena metode mekanistik memiliki kelebihan dalam memprediksi jenis kerusakan yang lebih rasional dengan menghitung regangan yang terjadi pada struktur perkerasan.

2. Persamaan analisa kerusakan untuk menghitung jumlah repetisi beban adalah persamaan yang dikeluarkan Asphalt Institute Amerika, apabila digunakan di Indonesia perlu diadakan terlebih dahulu kajian terhadap kesesuaian dengan kondisi Indonesia.

BAB II

METODE PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN LENTUR

II.1. UMUM

Perkerasan jalan adalah campuran antara agregat dan bahan ikat yang digunakan untuk melayani beban lalu lintas[6]. Perkerasan merupakan struktur yang terdiri dari banyak lapisan yang dibuat untuk menambah daya dukung tanah agar dapat memikul repetisi beban lalu lintas sehingga tanah tidak mengalami deformasi yang berarti[13]. Perkerasan atau struktur perkerasan didefenisikan sebagai struktur yang terdiri dari satu atau lebih lapisan perkerasan yang dibuat dari bahan yang memiliki kualitas yang baik[14]. Jadi, perkerasan jalan adalah suatu konstruksi yang dibangun di atas lapisan tanah dasar (subgrade), yang berfungsi untuk menopang beban lalu lintas[5]. 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, oleh karena itu pada waktu penggunaannya diharapkan tidak mengalami kerusakan-kerusakan yang dapat menurunkan kualitas pelayanan lalu lintas.

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 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). Untuk mendapatkan perkerasan yang memiliki daya dukung yang baik dan memenuhi

faktor keawetan dan faktor ekonomis yang diharapkan maka perkerasan dibuat berlapis-lapis. Berdasarkan bahan pengikatnya perkerasan jalan dibagi menjadi dua,[11] yaitu :

a. Perkerasan lentur (flexible pavement)

Perkerasan lentur merupakan perkerasan yang menggunakan aspal sebagai bahan pengikatnya. Yang terdiri dari lapisan – lapisan yang diletakkan di atas tanah dasar yang dipadatkan.

lapis permukaan (surface) lapis pondasi atas (base) lapis pondasi bawah (subbase)

tanah dasar (subgrade) Gambar 2.1 Lapisan Perkerasan Lentur

b. Perkerasan kaku (rigid pavemet)

Perkerasan kaku merupakan suatu susunan konstruksi perkerasan dimana sebagai lapisan atasnya digunakan pelat beton, yang terletak di atas pondasi atau langsung di atas tanah dasar. Lapisan – lapisan perkerasan kaku adalah seperti gambar 2.2 di bawah ini.

plat beton (concrete slab) lapis pondasi bawah (subbase)

tanah dasar (subgrade) Gambar 2.2 Lapisan Perkerasan Kaku

Selain dari kedua jenis tersebut, sekarang telah banyak digunakan jenis gabungan (composite pavement).[5]

c. Perkerasan komposit (composite pavement)

Perkerasan komposit merupakan perkerasan kaku yang dikombinasikan dengan perkerasan lentur. Perkerasan lentur di atas perkerasan kaku atau sebaliknya.

lapis permukaan (surface) plat beton (concrete slab) lapis pondasi bawah (subbase)

tanah dasar Gambar 2.3 Lapisan Perkerasan Komposit

d. Perbedaan antara perkerasan lentur dan pekerasan kaku

Perbedaan antara pekerasan lentur dan perkerasan kaku dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Perbedaan Perkerasan Lentur dan Pekerasan Kaku

Perkerasan Lentur Perkerasan Kaku 1 Bahan

Pengikat

Aspal Semen

2 Repetisi Beban

Timbul rutting (lendutan pada jalur roda)

Timbul retak-retak pada permukaan

3 Penurunan Tanah Dasar

Jalan bergelombang (mengikuti tanah dasar)

Bersifat sebagai balok diatas perletakan 4 Perubahan

Temperatur

Modulus kekakuan

berubah. Timbul tegangan dalam yang kecil

Modulus kekakuan tidak. berubah timbul tegangan dalam yang besar

II.2. PERKERASAN LENTUR

II.2.1. Lapisan Perkerasan Lentur

Lapisan pada perkerasan lentur berfungsi untuk menerima beban lalu lintas dan menyebarkannya ke lapisan di bawahnya. Beban lalu lintas dilimpahkan keperkerasan jalan melalui bidang kontak roda kendaraan berupa beban terbagi rata.[11] Beban tersebut diterima oleh lapisan permukaan dan disebarkan ke tanah dasar. Lapisan konstruksi perkerasan lentur pada umumnya terdiri dari lapis permukaan, lapis pondasi atas, lapisan pondasi bawah, dan tanah dasar. Tiap lapisan mempunyai fungsi masing – masing dalam menerima beban dari lapisan atasnya.

a. Lapis Permukaan (surface course)

Lapisan permukaan pada umumnya dibuat dengan menggunakan bahan pengikat aspal, sehingga menghasilkan lapisan yang kedap air dengan stabilitas yang tinggi dan daya tahan yang lama. Lapisan ini terletak paling atas, yang berfungsi sebagai berikut:

 Menahan beban roda, oleh karena itu lapisan perkerasan ini harus mempunyai stabilitas tinggi untuk menahan beban roda selama masa layan.

 Lapisan kedap air, sehingga air hujan tidak meresap ke lapisan di bawahnya yang akan mengakibatkan kerusakan pada lapisan tersebut.

 Lapis aus, lapisan yang langsung terkena gesekan akibat rem kendaraan sehingga mudah menjadi aus.

 Lapis yang menyebarkan beban ke lapisan bawahnya, sehingga dapat dipikul oleh lapisan lain.

Jenis lapis permukaan yang banyak digunakan di Indonesia adalah sebagai berikut[11]:

 Burtu (laburan aspal satu lapis), yaitu lapis penutup yang terdiri dari lapisan aspal yang ditaburi satu lapis agregat bergradasi seragam dengan tebal maksimal 2 cm.

 Burda (laburan aspal dua lapis), yaitu lapis penutup yang teridri dari lapisan aspal ditaburi agregat dua kali secara berurutan dengan tebal maksimal 3,5 cm.

 Latasir (lapis tipis aspal pasir), yaitu lapis penutup yang terdiri dari lapisan aspal dan pasir alam bergradasi menerus dicampur, dihampar dan dipadatkan pada suhu tertentu dengan tebal 1-2 cm.  Lataston (lapis tipis aspal beton), yaitu lapis penutup yang terdiri

dari campuran antara agregat bergradasi timpang, mineral pengisi dan aspal keras dengan perbandingan tertentu dan tebal antara 2 – 3,5 cm.

Jenis lapisan di atas merupakan jenis lapisan yang bersifat nonstructural yang berfungsi sebagai lapisan aus dan kedap air. Jenis lapisan berikutnya merupakan jenis lapisan yang bersifat structural yang berfungsi sebagai lapisan yang menahan dan menyebarkan beban roda, antara lain:

 Penetrasi macadam (lapen), yaitu lapis pekerasan yang terdiri dari agregat pokok dan agregat pengunci bergradasi terbuka dan seragam yang diikat oleh aspal dengan cara disemprotkan diatasnya dan dipadatkan lapis demi lapis. Tebal lapisan bervariasi antara 4 – 10 cm.

 Lasbutag, yaitu lapisan yang terdiri dari campuran antara agregat, asbuton dan bahan pelunak yang diaduk, dihampar dan dipadatkan secara dingin. Tebal lapisan padat antara 3 – 5 cm.

 Laston (lapis aspal beton), yaitu lapis perkerasan yang terdiri dari campuran aspal keras dengan agregat yang mempunyai gradasi menerus dicampur, dihampar dan dipadatkan pada suhu tertentu. Laston terdiri dari 3 macam campuran, Laston Lapis Aus (AC-WC), Laston Lapis Pengikat (AC-BC) dan Laston Lapis Pondasi (ACBase).

 Ukuran maksimum agregat masing-masing campuran adalah 19mm, 25mm dan 37,5 mm. Jika campuran aspal yang dihampar lebih dari satu lapis, seluruh campuran aspal tidak boleh kurang dari toleransi masing-masing campuran dan tebal nominal rancangan.

b. Lapis Pondasi Atas (base course)

Lapisan pondasi atas terletak tepat di bawah lapisan perkerasan, maka lapisan ini bertugas menerima beban yang berat. Oleh karena itu material yang digunakan harus berkualitas tinggi dan pelaksanaan di lapangan harus benar. Fungsi dari base course adalah sebagai berikut:

 Menyebarkan gaya dari beban roda ke lapisan bawahnya.  Lapisan peresapan untuk lapisan pondasi bawah.

 Bantalan terhadap lapisan permukaan.

Jenis lapis pondasi atas yang biasa digunakan di Indonesia adalah sebagai berikut[11]:

 Agregat bergradasi baik yang dibedakan atas: batu pecah kelas A, batu pecah kelas B, batu pecah kelas C. Batu pecah kelas A bergradasi lebih baik dari batu pecah kelas B dan batu pecah kelas B lebih baik dari batu pecah kelas C. Kriteria dari masing–masing jenis lapisan di atas dapat diperoleh dari spesifikasi yang diberikan.  Pondasi macadam

 Pondasi tellford

 Penetrasi macadam (Lapen)  Aspal beton pondasi

 Stabilisasi

c. Lapis Pondasi Bawah (subbase course)

Lapis pondasi bawah adalah lapis perkerasan yang terletak diantara lapis pondasi dan tanah dasar[11]. Fungsi dari lapisan pondasi bawah adalah:  Bagian dari konstruksi perkerasan untuk menyebarkan beban roda

ke tanah dasar.

 Effisiensi penggunaan material. Material pondasi bawah relatip lebih murah dibandingkan dengan lapisan perkerasan di atasnya.  Mengurangi tebal lapis di atasnya yang materialnya lebih mahal.  Lapis peresapan, agar air tanah tidak berkumpul di pondasi.

 Lapisan untuk mencegah pertikel halus dari tanah dasar naik ke lapis pondasi atas.

Jenis pondasi bawah yang biasa digunakan di Indonesia adalah sebagai berikut[11]:

 Agregat bergradasi baik, dibedakan atas: Sirtu/pitrun kelas A, Sirtu/pitrun kelas B, Sirtu/pitrun kelas C.

 Stabilisasi: a). Stabilisasi agregat dengan semen, b). Stabilisasi agregat dengan kapur, c). Stabilisasi tanah dengan semen, d). Stabilisasi tanah dengan kapur.

d. Tanah Dasar (subgrade course)

Lapisan paling bawah adalah lapisan tanah dasar yang dapat berupa permukaan tanah asli, tanah galian atau tanah timbunan yang menjadi dasar untuk perletakan bagian-bagian perkerasan lainnya. Perkerasan lain diletakkan di atas tanah dasar, sehingga secara keseluruhan mutu dan daya tahan seluruh konstruksi perkerasan tidak lepas dari sifat tanah dasar. Tanah dasar harus dipadatkan hingga mencapai tingkat kepadatan tertentu sehingga mempunyai daya dukung yang baik.

DAFTAR NOTASI

a = koefisien kekuatan relatif c = koefisien distribusi kendaraan CBR = California Bearing Ratio (%) DDT = Daya dukung tanah (%)

W18 = Perkiraan jumlah beban sumbu standar ekivalen 18-kip ESAL = Equivalent Standar Axle Load

ZR = Deviasi normal standar

So = Gabungan standard error untuk perkiraan lalu-lintas dan kinerja

IP = Perbedaan antara indeks permukaan jalan awal (IPo) dan Indeks permukaan jalan akhir design (IPt), (IPo-IPt)

MR = Modulus resilien

IPo = Indeks permukaan jalan awal (initial design serviceability index ) IPt = Indeks permukaan jalan akhir (terminal serviceability index) IPf = Indeks permukaan jalan hancur (minimum 1,5)

N = Faktor pertumbuhan lalu-lintas yang sudah disesuaikan dengan perkembangan lalu-lintas. Faktor ini merupakan faktor pengali yang diperoleh dari penjumlahan harga rata-rata setiap tahun.

n = umur rencana.

i = faktor pertumbuhan lalu-lintas (%)

a1 ,a2 , a3 = Koefisien kekuatan relatif bahan perkerasan (berdasarkan besaran

mekanistik)

D1, D2, D3 = Tebal masing-masing lapis perkerasan

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbedaan Perkerasan Lentur dan Pekerasan Kaku ...11

Tabel 2.2. Ringkasan rumus sistem satu lapis...25

Tabel 2.3. Nilai-Nilai Elastisitas ...30

Tabel 2.4. Nilai Elastisitas Tipikal ...31

Tabel 2.5. Nilai Poisson Ration ...31

Tabel 2.6. analisa struktur perkerasan ...34

Tabel 3.1. Satuan English dan SI ...50

Table 3.2 Rekomendasi tingkat reliabilitas untuk bermacam-macam klasifikasi jalan ...57

Tabel 3.3 Nilai Penyimpangan normal standar (standar normal deviate) untuk tingkat reliabilitas tertentu...58

Tabel 3.4 Faktor Distribusi Lajur (DD) ...59

Tabel 3.5 Definisi Kualitas Drainase ...60

Tabel 3.6 Koefisien drainase (m) untuk memodifikasi koefisien kekuatan relative material untreated base dan subbase pada perkerasan lentur ...61

Tabel 3.7. Indeks Permukaan pada Akhir Umur Rencana (IPt) ...62

Tabel 3.8. Indeks Permukaan pada Awal Umur Rencana (IP0) ...62

Tabel 3.9. Tebal minimum lapis permukaan berbeton aspal dan lapis pondasi agregat (inci) ...68

Tabel 4.1. Variasi nilai beban lalu lintas dan nilai CBR ...71

Tabel 4.2. Perencanaan perkerasan ...72

Tabel 4.3. Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Empat Lapis ...75

Tabel 4.4. Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Dua Lapis ...77

Table 4.5. Data Perencanaan I...78

Tabel 4.7. Nilai Regangan Tarik Horisontal Dan Regangan Tekan Vertikal

Struktur Empat Lapis ...85

Tabel 4.8. Hasil Evaluasi Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Empat Lapis Dengan Program KENPAVE ...86

Table 4.9. Data Perencanaan I Struktur Dua Lapis ...87

Tabel 4.10. Hasil program KENPAVE ...88

Tabel 4.11. Nilai Regangan Tarik Horisontal Dan Regangan Tekan Vertikal Struktur Dua Lapis...88

Tabel 4.12. Hasil Evaluasi Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Dua Lapis Dengan Program KENPAVE ...89

Table 4.13. Asumsi pertama tebal lapis perkerasan program KENPAVE ...91

Table 4.14. Asumsi kedua tebal lapis perkerasan program KENPAVE ...92

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Diagram Flowchart Pengerjaan Tugas Akhir ...8

Gambar 2.1 Lapisan Perkerasan Lentur ...10

Gambar 2.2 Lapisan Perkerasan Kaku ...10

Gambar 2.3 Lapisan Perkerasan Komposit ...11

Gambar 2.4 Regangan pada perkerasan lentur ...21

Gambar 2.5. Sistem Lapis Banyak ...23

Gambar 2.6. sistem satu lapis ...24

Gambar 2.7. struktur dua lapisan ...26

Gambar 2.8. Distribusi Tegangan vertikal dalam system struktur dua lapisan ...26

Gambar 2.9. Tegangan Sistem Tiga Lapis ...27

Gambar 2.10. Modulus Elastisitas ...30

Gambar 2.11. Poisson Ratio ...32

Gambar 2.12. lokasi analisa struktur perkerasan ...35

Gambar 3.1. Tampilan Awal KENPAVE ...44

Gambar 3.2. Tampilan Layar LAYERINP ...48

Gambar 3.3. Tampilan Menu General ...49

Gambar 3.4. Tampilan Layar Zcoord ...51

Gambar 3.5. Tampilan Layar Layer ...51

Gambar 3.6. Tampilan Layar Interface ...52

Gambar 3.7. Tampilan Layar Load ...53

Gambar 3.8. Sumbu standar Ekivalen di Indonesia ...54

Gambar 3.9 Grafik untuk memperkirakan koefisien kekuatan relatif lapis permukan bereton aspal bergradasi rapat (a₁) ...63

Gambar 3.11. Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi bersemen (a3) ...65

Gambar 3.12. Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi beraspal (a2) ...66

Gambar 3.13 Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi granular (a2) ...67

Gambar 4.1. Susunan tebal lapis perkerasan perencanaan I ...74

Gambar 4.2. Susunan tebal lapis perkerasan perencanaan I ...77

Gambar 4.3.Tampilan Menu LAYERINP ...79

Gambar 4.4. Tampilan Menu General...80

Gambar 4.5. Tampilan Menu zcoord ...80

Gambar 4.6. Tampilan Menu layer ...81

Gambar 4.7. Tampilan Menu Moduli ...81

Gambar 4.8. Tampilan Menu Load ...82

Gambar 4.9. Tampilan Output program KENPAVE ...82

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1. Hubungan CBR tanah dasar dengan Indeks Tebal Perkerasan ...94 Grafik 4.2. Hubungan Tebal Perkerasan dan beban lalu lintas rencana 0.5 × 106

dengan jumlah repetisi beban ...96 Grafik 4.3. Hubungan Tebal Perkerasan dan beban lalu lintas rencana 25 × 106

dengan jumlah repetisi beban ...96 Grafik 4.4. Hubungan Tebal Perkerasan dan beban lalu lintas rencana 200 × 106 dengan jumlah repetisi beban ... 97 Grafik 4.5. Hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas rencana 0.5 × 106 dengan jumlah repetisi beban ...97 Grafik 4.6. Hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas rencana 25 ×

106 dengan jumlah repetisi beban ...98 Grafik 4.7. Hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas rencana 200