VI.3. Metoda Asphalt Institute MS – 17
Dalam penentuan tebal lapis ulang overlay AC untuk perkerasan beton, metoda Asphalt Institute hampir sama dengan metoda AUSTROADS. Hanya saja
metoda Asphalt Institute menggunakan standar ESAL dalam menganalisa beban lalu lintas.
ESAL Equivalent Standard Axle Load yang digunakan dalam analisa lalu lintas didasarkan pada ekivalensi terhadap beban standar 8,2 ton 80 KN, dan
dihitung dengan rumus :
ESAL = Jumlah kendaraan x truck factor x faktor pertumbuhan
Dimana : Truck factor : ditentukan berdasarkan data yang dikumpulkan dari 600
lokasi di Amerika Serikat tahun 1985 dan dikelompokkan sesuai dengan nilai SN Structural Number dan Pt terminal serviceability.
Dalam metoda ini, sebelum melakukan pelapisan ulang terlebih dahulu harus dilakukan beberapa hal, yaitu :
Survai kondisi perkerasan jalan
Survai ini dilakukan untuk melihat penurunan kondisi perkerasan beton. Keretakan dan kerusakan lainnya seperti : faulting, pumping, kondisi
drainase, kerusakan sambungan haruslah sangat diperhatian sebelum melakukan pelapisan ulang. Hal ini bertujuan untuk mencegah
terjadinya retak refleksi pada lapisan tambahan perkerasan beton setelah dilakukan pengoverlayan.
Universitas Sumatera Utara
Survai lendutan
Sama halnya dengan AASHTO, pengujian lendutan pada metoda Asphalt Institute ini juga harus dilakukan dengan alat FWD atau alat
lainnya. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan struktur perkerasan eksisting jalan beton.
Setelah dilakukan survai kondisi perkerasan beton dan lendutan, hasilnya tersebut dimasukkan ke condition survey report form untuk diteliti dengan
seksama. Setiap ruas jalan berbeda ketebalan overlaynya tergantung kerusakan dan lendutan yang terjadi,
Dalam metoda ini, struktur perkerasan beton semen dinilai sebagai aspal beton yang dinyatakan dengan tebal efektif T
e
dari perkerasan beton tersebut. Tebal efektif T
e
setiap lapisan perkerasan yang ada harus dikonversikan kedalam
tebal ekivalen aspal beton sesuai dengan tabel 3.16. Tebal ekivalen perkerasan
beton semen ditentukan dengan memperhatikan kondisi dan daya dukung lapisan beton semen yang ada. Apabila lapisan-lapisan perkerasan telah diketahui dan
kondisinya ditetapkan, kemudian faktor konversi yang sesuai dipilih dari tabel 3.1
dan tebal efektif T
e
dari setiap lapisan dapat ditentukan. Tebal efektif setiap lapisan adalah hasil perkalian antara tebal lapisan dan
faktor konversi. Tebal efektif untuk seluruh perkerasan merupakan jumlah tebal efektif dari masing-masing lapisan.
Tebal lapisan ulang dihitung dengan rumus sebagai berikut :
T
o
= T
n
– T
e
……………………….. 5
Dimana : T
o
= Tebal lapis tambah
Universitas Sumatera Utara
T
n
= Tebal perlu berdasarkan beban lalu lintas rencana dan daya dukung tanah dasar
T
e
= Tebal efektif perkerasan eksisting lama Pada metoda ini, survai harus dilakukan untuk menentukan tebal efektif
perkerasan eksisting berdasarkan survai kondisi permukaan, dimana hasil survai ini digunakan dalam menentukan faktor konversi untuk perencanaan tebal lapis
ulang. Tebal lapis tambah di atas perkerasan beton pada metoda ini dianjurkan
minimum 100 mm 4 inchi.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.19. Truck Factor untuk Kelas Jalan yang Berbeda
Sumber : Asphalt Institute MS – 17 1983
Tipe Kendaraan Luar Kota
Perkotaan Semua Sistem
Luar Kota Antar Negara Bagian
Luar Kota Lainnya
Luar Kota Seluruhnya
Perkotaan Seluruhnya
Rata- rata
Kisaran Rata-
rata Kisaran
Rata- rata
Kisaran Rata-
rata Kisaran
Rata- rata
Kisaran Truk Tunggal
2 Sumbu, 4 Roda 0.02
0.01 – 0.06 0.02
0.01 – 0.09 0.03
0.02 – 0.08 0.03
0.01 – 0.05 0.02
0.01 – 0.07 2 Sumbu, 6 Roda
0.19 0.13 – 0.30
0.21 0.14 – 0.34
0.20 0.14 – 0.31
0.26 0.18 – 0.42
0.21 0.15 – 0.32
3 Sumbu atau Lebih 0.56
0.09 – 1.55 0.73
0.31 – 1.57 0.67
0.23 – 1.53 1.03
0.52 – 1.99 0.73
0.29 – 1.59 Semua Truk Tunggal
0.07 0.02 – 0.16
0.07 0.02 – 0.17
0.07 0.03 – 0.16
0.09 0.04 – 0.21
0.07 0.02 – 0.17
Traktor Semi – Trailer
3 Sumbu 0.51
0.30 – 0.86 0.47
0.29 – 0.82 0.48
0.31 – 0.80 0.47
0.24 – 1.02 0.48
0.33 – 0.78 4 Sumbu
0.62 0.40 – 1.07
0.83 0.44 – 1.55
0.70 0.37 – 1.34
0.89 0.60 – 1.64
0.73 0.43 – 1.32
5 Sumbu atau Lebih 0.94
0.67 – 1.15 0.98
0.58 – 1.70 0.95
0.58 – 1.64 1.02
0.69 – 1.69 0.95
0.63 – 1.53 Semua Truk Gandeng
0.93 0.67 – 1.38
0.97 0.67 – 1.50
0.94 0.66 – 1.43
1.00 0.72 – 1.58
0.95 0.71 – 1.39
Semua Truk 0.49
0.34 – 0.77 0.31
0.20 – 0.52 0.42
0.29 – 0.67 0.30
0.15 – 0.59 0.40
0.27 – 0.63
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.16. Design Chart for Full-Depth Asphalt Concrete SI Metric
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.17. Flowchart Perhitungan Overlay Metoda Asphalt Institute MS – 17
Metoda Asphalt Institute MS - 17
Lalu lintas
Truck Factor
Faktor pertumbuhan
Cum. Equivalent Axle Load
CBR - Value
Modulus reaksi tanah dasar
Tebal Lapis Tambah
Universitas Sumatera Utara
III.4. Hubungan antara Traffic Design ESAL dengan Kondisi Struktural Perkerasan berdasar Parameter Desain CBR dalam Menentukan
Tebal Pelat Beton Rigid Pavement AASHTO
Dalam hal ini di ambil contoh perhitungan tebal perkerasan eksisting yang lama. Ini bertujuan untuk melihat pengaruh parameter desain dalam menentukan
tebal pelat beton, sehingga untuk merencanakan overlay dapat juga dilihat structuralfunctional condition dari jalan tersebut yang ditinjau dari nilai CBR
subgrade AASHTO ’93. Nilai CBR untuk tanah dasar sangat menentukan dalam perencanaan suatu jalan baru, lapisan tanah dasar sangat diperhatikan, apakah
tanah dasar tersebut nantinya dapat menahanmenopang lapisan perkerasan di atasnya NAASRA, 1987.
Parameter desain yang akan digunakan adalah yang biasa dipakai di lapangan
dalam perencanaan tebal pelat beton rigid pavement, dalam hal ini diambil contoh parameternya adalah nilai CBR.
Kondisi struktural perkerasan secara tidak langsung juga dipengaruhi oleh
nilai CBR.
Nilai CBR yang dipakai adalah nilai CBR yang lazim digunakan di Indonesia yaitu 6 dianjurkan, 5 4.
Perhitungan diakukan dengan bantuan computer computerized program
yaitu dengan EXCEL.
Universitas Sumatera Utara
• CBR = 4
Modulus of subgrade reaction k : k = MR 19,4 = 1500 x CBR 19.4 = 1500 x 4 19.4 = 309 pci
Rigid pavement menggunakan Wet Lean concrete lapisan pondasi bawah dibawah pelat beton rebal 7 cm.
• Lapis subbase
: Cement aggregate mixture •
Loss of Support : LS = 1
Koreksi effective modulus of subgrade reaction lihat gambar 3.4, didapat k = 110 pci.
Gambar 3.4. Correction of Effective Modulus of Subgrade Reaction for Potensial Loss Subbase Support
Universitas Sumatera Utara
Data parameter lain ditentukan sendiri desain sebagai berikut :
No Parameter
Satuan Desain
1 Umur rencana
Tahun 20
2 Lalu lintas ESAL
- 30 – 160 x 10
6
3 Terminal serviceability p
t
- 2.5
4 Initial serviceability p
o
- 4.5
5 Serviceability loss
∆ PSI -
2 6
Reliability R 90
7 Standard normal deviation Z
R
- - 1.282
8 Standard deviation S
o
- 0.35
9 CBR
4
10 Modulus reaksi tanah dasar k Pci
110 11 Kuat tekan f
c
’ Kgcm
2
350 12 Modulus elastis beton E
c
Psi 4.020.000
13 Flexural strength S
c
’ Psi
640 14 Drainage Coefficient C
d
- 1.15
15 Load transfer J -
2.55
Dengan data di atas, hasil perhitungan tebal pelat beton rigid pavement dirangkum dalam tabel 3.20.
Universitas Sumatera Utara
No Traffic design ESAL
x 10
6
Tebal pelat beton cm
1 30
25 2
40 27
3 50
28 4
60 28
5 70
29 6
80 30
7 90
30 8
100 31
9 110
31 10
120 31
11 130
32 12
140 32
13 150
33 14
160 33
Tabel 3.20. Tebal pelat beton berdasar nilai CBR = 4
Universitas Sumatera Utara
• CBR = 5
Modulus of subgrade reaction k : k = MR 19,4 = 1500 x CBR 19.4 = 1500 x 5 19.4 = 387 pci
Rigid pavement menggunakan Wet Lean concrete dibawah pelat beton rebal 7 cm.
• Lapis subbase
: Cement aggregate mixture •
Loss of Support : LS = 1
Koreksi effective modulus of subgrade reaction lihat gambar 3.4, didapat k = 130 pci.
Gambar 3.4. Correction of Effective Modulus of Subgrade Reaction for Potensial Loss Subbase Support
Universitas Sumatera Utara
Data parameter lain ditentukan sendiri desain sebagai berikut :
No Parameter
Satuan Desain
1 Umur rencana
Tahun 20
2 Lalu lintas ESAL
- 30 – 160 x 10
6
3 Terminal serviceability p
t
- 2.5
4 Initial serviceability p
o
- 4.5
5 Serviceability loss
∆ PSI -
2 6
Reliability R 90
7 Standard normal deviation Z
R
- - 1.282
8 Standard deviation S
o
- 0.35
9 CBR
5
10 Modulus reaksi tanah dasar k Pci
130 11 Kuat tekan f
c
’ Kgcm
2
350 12 Modulus elastis beton E
c
Psi 4.020.000
13 Flexural strength S
c
’ Psi
640 14 Drainage Coefficient C
d
- 1.15
15 Load transfer J -
2.55
Dengan data di atas, hasil perhitungan tebal pelat beton rigid pavement dirangkum dalam tabel 3.21.
Universitas Sumatera Utara
No Traffic design ESAL
x 10
6
Tebal pelat beton cm
1 30
25 2
40 26
3 50
27 4
60 28
5 70
29 6
80 29
7 90
30 8
100 30
9 110
31 10
120 31
11 130
32 12
140 32
13 150
32 14
160 33
Tabel 3.21. Tebal pelat beton berdasar nilai CBR = 5
Universitas Sumatera Utara
• CBR = 6
Modulus of subgrade reaction k : k = MR 19,4 = 1500 x CBR 19.4 = 1500 x 6 19.4 = 464 pci
Rigid pavement menggunakan Wet Lean concrete dibawah pelat beton rebal 7 cm.
• Lapis subbase
: Cement aggregate mixture •
Loss of Support : LS = 1
Koreksi effective modulus of subgrade reaction lihat gambar 3.4, didapat k = 160 pci.
Gambar 3.4. Correction of Effective Modulus of Subgrade Reaction for Potensial Loss Subbase Support
Universitas Sumatera Utara
Data parameter lain ditentukan sendiri desain sebagai berikut :
No Parameter
Satuan Desain
1 Umur rencana
Tahun 20
2 Lalu lintas ESAL
- 30 – 160 x 10
6
3 Terminal serviceability p
t
- 2.5
4 Initial serviceability p
o
- 4.5
5 Serviceability loss
∆ PSI -
2 6
Reliability R 90
7 Standard normal deviation Z
R
- - 1.282
8 Standard deviation S
o
- 0.35
9 CBR
6
10 Modulus reaksi tanah dasar k Pci
160 11 Kuat tekan f
c
’ Kgcm
2
350 12 Modulus elastis beton E
c
Psi 4.020.000
13 Flexural strength S
c
’ Psi
640 14 Drainage Coefficient C
d
- 1.15
15 Load transfer J -
2.55
Dengan data di atas, hasil perhitungan tebal pelat beton rigid pavement dirangkum dalam tabel 3.22.
Universitas Sumatera Utara
No Traffic design ESAL
x 10
6
Tebal pelat beton cm
1 30
25 2
40 26
3 50
27 4
60 28
5 70
29 6
80 29
7 90
30 8
100 30
9 110
31 10
120 31
11 130
31 12
140 32
13 150
32 14
160 32
Tabel 3.22. Tebal pelat beton berdasar nilai CBR = 6
Universitas Sumatera Utara
Dengan demikian, diperolehlah hubungan antara ESAL Tebal pelat beton perkerasan eksisting lama berdasar parameter CBR = 4 , 5 dan 6
yang bertujuan untuk melihat kondisi permukaan perkerasan strukturalfungsional, yang disajikan pada tabel 3.23. dan grafik pada gambar
3.18. dibawah ini :
No Traffic design ESAL
x 10
6
Tebal pelat beton CBR = 4
CBR = 5 CBR = 6
1 30
25 25
25 2
40 27
26 26
3 50
28 27
27 4
60 28
28 28
5 70
29 29
29 6
80 30
29 29
7 90
30 30
30 8
100 31
30 30
9 110
31 31
31 10
120 31
31 31
11 130
32 32
31 12
140 32
32 32
13 150
33 32
32 14
160 33
33 32
Tabel 3.23. Tebal pelat beton berdasar nilai CBR = 4 , 5 dan 6
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.18. Grafik hubungan antara ESAL dengan tebal pelat beton rigid pavement dengan parameter desain nilai CBR
Jadi, dapat diambil kesimpulan dari grafik diatas perbedaan nilai CBR subgrade pada perencanaan perkerasan beton rigid pavement bahwa terdapat perbedaan
ketebalan pelat beton pada masing-masing nilai CBR. Hal ini menunjukkan setelah jalan dipakai dengan tingkat pelayanan tertentu dan dalam masa umur
rencana, dapat dilihat kondisi perkerasan eksisting, baik kondisi fungsional maupun strukturalnya. Apakah jalan tersebut itu nantinya akan dilakukan
pelapisan ulang overlay atau tidak, untuk meningkatkan kembali masa pelayanan jalan tersebut.
BAB IV APLIKASI DAN PERENCANAAN