Kajian Metoda Perencanaan Tebal Lapis Tambah Perkerasan Lentur

(1)

KAJIAN METODA PERENCANAAN

TEBAL LAPIS TAMBAH PERKERASAN LENTUR

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat untuk menempuh ujian sarjana Teknik Sipil

RUSTAM MISWANDI

03 0404 081

BIDANG STUDI TRANSPORTASI

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK USU

MEDAN

(2)

ABSTRAK

Tebal lapis tambah (overlay) merupakan salah satu alternatif peningkatan (betterment) pada ruas jalan yang mencapai kondisi kritis atau failure. Perencanaan yang tidak tepat dapat menyebabkan jalan cepat rusak (under design) atau menyebabkan konstruksi tidak ekonomis (over design). Ada beberapa faktor yang menyebabkan perencanaan overlay tidak sesuai dengan kebutuhan, salah satu penyebabnya adalah pemilihan metoda perencanaan yang digunakan.

Metoda perencanaan overlay telah banyak mengalami perkembangan, metoda perencanaan tersebut yang banyak digunakan meliputi analisa komponen, analisa defleksi dan analisa mekanistik. Pada kajian ini digunakan Metoda Analisa Defleksi yang didasarkan pada lendutan permukaan existing, seperti RDS, Metoda Asphalt Institute MS-17, 1983 dan Metoda Bina Marga, No : Pd T-05-2005-B. Untuk dapat melihat kelebihan dan kekurangan masing-masing metoda tersebut, dilakukan simulasi analisa perhitungan Cummulative Equivalent Standard Axle (CESA), Faktor Keseragaman (FK), dan overlay.

Dari hasil perhitungan, terlihat adanya perbedaan hasil perhitungan CESA dan perhitungan overlay yang signifikan. Faktor-faktor yang mempegaruhi perbedaan tersebut adalah perbedaan VDF, tingkat keseragaman data lendutan dan faktor lingkungan (temperatur dan musim) serta jenis perkerasan yang digunakan. Perhitungan CESA menggunakan Pd T-05-2005-B memberikan hasil yang lebih besar dari pada RDS dan MS-17, karena ke dua prosedur ini tidak memasukkan kriteria overloading dalam perhitungan CESA. Sedangkan pada desain overlay, RDS memberikan hasil yang lebih tipis dari MS-17 dan Pd T-05-2005-B, karena menggunakan tipe campuran HRS yang lebih konservatif untuk banyak kondisi di Indonesia.

(3)

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, Tuhan yang maha kuasa yang kekuasaan-Nya tiada terhingga, yang telah memberikan kemampuan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Adapun judul dari tugas akhir ini adalah “Kajian Metoda Perencanaan

Tebal Lapis Tambah Perkerasan Lentur”. Tugas akhir ini disusun sebagai salah

satu syarat untuk menyelesaikan Pendidikan Program Strata I 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

(4)

3. Bapak Ir. Teruna Jaya M.Sc, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak/Ibu Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara, yang telah membekali penulis dengan berbagai ilmu pengetahuan hingga selesainya tugas akhir ini.

5. Ayahanda Rusdi (Alm) dan Ayahanda Muhammad Nasir serta teristimewa untuk Ibunda tercinta Misdarmiati yang telah membimbing penulis untuk menjadi manusia yang mampu menghadapi hidup dengan penuh ketegaran. Karunia terindah bagi Ananda adalah dilahirkan sebagai anakmu Bunda. 6. Saudara-saudara ku yang telah mengorbankan segala daya dan upaya demi

harapan dan cita-cita ku, Trim’s untuk Ires (Uniang), B’Atminto, B’Mawan & K’Deni. Teristimewa untuk iparku B’Khaidir yang telah menggantikan figur ayah dengan mendidik dan menyayangiku, Uniku Emi yang tidak pernah mengeluh dengan semua pengorbanan dan kasih sayangnya.

7. Buat Adekku Elza Novera atas motivasi dan inspirasinya. Semoga Allah selalu memberi kekuatan kepada abang untuk selalu mendampingimu dalam menatap masa depan.

8. Kepada semua kepona’anku : Febriana Reskha, Ocvy Pranata Reskha, Yelmi Adriani Atminto, Amelia Sasmitha Atminto, Khaililla Lycia Darmawan, Muhammad Alto Reskha serta Azzura Althafunisa Atminto atas kehadirannya dalam hidupku.

9. Buat sahabatku Sahdan, Zul, Arman, Budi, Ade, Dani, widia dan seluruh sobat-sobat AN’03 yang sama-sama berjuang demi harapan dan cita-cita.

(5)

Tiada gading yang tak retak, demikian juga dengan tugas akhir ini yang masih jauh dari kesempurnaan, hal ini karena keterbatasan pengetahuan dan pengalaman penulis dalam pengkajian, pengumpulan literatur, maupun dalam penulisan karya ilmiah. Oleh sebab itu segala saran dan kritik akan penulis terima dengan tangan terbuka demi perbaikan tugas akhir ini. Harapan penulis, semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.

Hormat saya

M e d a n, April 2009 Penulis,

Nim : 03 0404 081

(6)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

I.1. Umum ... 1

I.2. Permasalahan ... 2

I.3. Maksud dan Tujuan ... 4

I.4. Metodologi Pembahasan ... 5

I.5. Sistematika Penulisan ... 8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 10

II.1. Pendahuluan ... 10

II.2. Metoda Analisa Komponen ... 12

II.3. Prosedur Defleksi ... 14

II.3.1. RDS (Road Design System) ... 15

II.3.1.1. Beban Lalu - Lintas ... 19

II.3.1.2. Lendutan ... 20

II.3.1.3. Tebal Lapis Tambah ... 21

II.3.2. Metoda Asphalt Institute MS-17 ... 22

II.3.2.1. Beban Lalu - Lintas ... 23

II.3.2.2. Lendutan ... 26

II.3.2.3. Tebal Lapis Tambah ... 29

II.3.3. Metoda Pd T-05-2005-B ... 30

II.4.3.1. Volume Lalu Lintas... 33

II.4.3.2. Lendutan ... 37

II.4.3.3 Tebal Lapis Tambah ... 42

(7)

BAB III APLIKASI ... 49

III.1. Data Kondisi Perkerasan ... 49

III.2. Data Volume Lalu - Lintas ... 49

III.3. Data Lendutan... 51

III.4. Perhitungan Volume Lalu-Lintas ... 52

III.4.1. RDS (Road Design System) ... 52

III.4.2. Metoda Asphalt Institute MS-17 ... 55

III.4.3. Metoda Pd T-05-2005-B ... 57

III.5. Desain Lendutan ... 59

III.6. Perhitungan Tebal Lapis Tambah ... 74

III.6.1. RDS (Road Design System) ... 74

III.6.2. Metoda Asphalt Institute MS-17 ... 89

III.6.3. Metoda Pd T-05-2005-B ... 93

BAB IV ANALISA DAN DISKUSI ... 101

IV.1. Analisa Lalu - Lintas ... 101

IV.2. Analisa Keseragaman Lendutan (FK) ... 103

IV.3. Analisa Tebal Lapis Tambah... 107

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ... 109

V.1. Kesimpulan ... 109

V.2. Saran ... 110

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(8)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Prosentase Panjang Jalan di Indonesia Bedasarkan Kondisinya.. 3

Gambar 1.2 Flowchart Penelitian ... 7

Gambar 2.1 Hubungan antara RCI dan IRI ... 17

Gambar 2.2 Bagan Alir Proses Pengoperasian RDS Versi 5.01………... 19

Gambar 2.3 Grafik Desain HRODI untuk Kadar Bitumen Efektif 6,8 %... 22

Gambar 2.4 Bagan alir perhitungan Metoda Asphalt Institute MS-17... 23

Gambar 2.5 Grafik Defleksi ... 28

Gambar 2.6 Grafik Desain Untuk Menentukan Tebal Lapis Tambah ... 29

Gambar 2.7 Bagan alir perhitungan Metoda Pd T-05-2005-B ... 32

Gambar 2.8 Faktor Koreksi Lendutan Terhadap Temperatur Standar (Ft) ... 38

Gambar 2.9 Faktor Koreksi Tebal Lapis Tambah/Overlay (Fo) ... 43

Gambar 2.10 Faktor Koreksi Tebal Lapis Tambah Penyesuaian (FKTBL) ... 44

Gambar 2.11 Hubungan Antara Lendutan Rencana dan Lalu Lintas ... 46

Gambar 2.12 Tebal lapis tambah/overlay (Ho) ... 47

Gambar 3.2 Pembagian Seksi Data Lendutan ... 61

Gambar 4.1 Lalu Lintas Rencana ... 101

Gambar 4.2 Hubungan Tebal lapis Tambah dan Faktor Keseragaman ... 105

Gambar 4.3 Hubungan Tebal lapis Tambah dan Beban Lalu–Lintas untuk D = 1,039 mm ... 107

(9)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai Kekasaran Permukaan Perkerasan Secara Visual ... 16

Tabel 2.2 Jumlah Minimum Titik Data Dalam Segmen ... 20

Tabel 2.3 Truk Faktor Untuk Kelas Jalan Yang Berbeda ... 25

Tabel 2.4 Faktor Pertumbuhan ... 26

Tabel 2.5 Jumlah Lajur Berdasarkan Lebar Perkerasan... 34

Tabel 2.6 Koefisien Distribusi Kendaraan (C) ... 34

Tabel 2.7 Ekivalen Beban Sumbu Kendaraan (E) ... 35

Tabel 2.8 Faktor Hubungan Antara Umur Rencana Dengan Perkembangan Lalu Lintas (N)... 36

Tabel 2.9 Faktor Koreksi Lendutan Terhadap Temperatur Standar... 39

Tabel 2.10 Temperatur tengah (Tt) dan bawah (Tb) lapis beraspal berdasarkan data temperatur udara (Tu) dan temperatur permukaan (Tp) ... 37

Tabel 2.11 Faktor Koreksi Tebal Lapis Tambah Penyesuaian (FKTBL)... 44

Tabel 3.1 Data Lalu-lintas ... 50

Tabel 3.2 Data Lendutan ... 51

Tabel 4.1 Nilai VDF Pada Masing-Masing Metoda ... 102

Tabel 4.2 Klasifikasi Kendaraan Masing-Masing Metoda ... 103

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Tebal Lapis Tambah Masing-Masing Seksi dengan Nilai FK Lebih Besar dari FKijin (FK>30%) ... 104

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Tebal Lapis Tambah Masing-Masing Seksi dengan Nilai FK Lebih Kecil dari FKijin (FK<30%)... 105

(10)

BAB I PENDAHULUAN

1.1. UMUM

Perkerasan atau 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 yang melewati jalan tersebut dan menyebarkan beban lalu lintas tanpa menimbulkan kerusakan yang berarti pada konstruksi jalan itu sendiri. Struktur perkerasan terdiri dari beberapa lapisan dengan kekerasan dan daya dukung yang berbeda-beda, tiap-tiap lapisan perkerasan dari lapisan atas sampai ke bawah harus terjamin kekuatan dan ketebalannya sehingga tidak akan mengalami “Distress” yaitu perubahan karena tidak mampu menahan beban.

Salah satu jenis perkerasan yang umum digunakan adalah perkerasan lentur (flexible pavement). Sebagaimana suatu perkerasan jalan, maka jalan lentur juga akan mengalami penurunan kinerja sehubungan dengan pengaruh beban lalu lintas dan lingkungan. Pada saat perkerasan dibebani, maka beban tersebut akan menyebar ke lapisan-lapisan yang ada dibawahnya dalam bentuk tegangan.7 Penyebaran tegangan tersebut dapat menyebabkan lendutan dan akhirnya keruntuhan. Untuk mengembalikan kekuatan perkerasan, salah satu alternatif yang bisa digunakan adalah pelapisan tambah (overlay). Selain karena faktor diatas lapis tambah juga dibutuhkan apabila perkerasan harus diperkuat untuk memikul beban yang lebih berat atau pengulangan beban yang lebih banyak dari yang diperhitungkan dalam perencanaan awal.

(11)

Lapis tambah diharapkan dapat mengembalikan penurunan fungsi dan penurunan struktural dari lapisan perkerasan yang ada. Penurunan fungsi pada lapisan perkerasan dapat merugikan kenyamanan dan keamanan pengguna jalan seperti rendahnya kekesatan dan tekstur permukaan, hydroplaning, dan distorsi permukaan yang berlebih. Sedangkan penurunan struktural diakibatkan oleh kapasitas beban pada struktur perkerasan.

Perencanaan lapis tambah tidak hanya melibatkan subsitusi data ke dalam rumus atau mencari bilangan harga dari sebuah grafik desain. Pada suatu waktu salah satu dari beberapa kombinasi material dan tebal lapisan akan memenuhi persyaratan metoda yang digunakan. Tetapi pada waktu tertentu, beberapa variabel seperti cuaca dan kondisi perkerasan yang ada mengharuskan perlakuan yang lebih konservatif dari biasanya.

1.2. PERMASALAHAN

Menurut data Ditjen Bina Marga tahun 2006, sebagian besar kondisi jalan propinsi yang ada di Indonesia berada dalam kondisi kurang/tidak mantap dan bahkan dalam kondisi kritis, seperti terlihat dalam Gambar 1.1. Sehingga upaya untuk meningkatkan kondisi jalan tersebut menjadi kondisi mantap (baik) memerlukan cost yang sangat besar.

(12)

Gambar 1.1 Prosentase Panjang Jalan di Indonesia Bedasarkan Kondisinya Sumber : Ditjen Bina Marga, 2006

Untuk mempertahankan kondisi perkerasan jalan pada kondisi track yang benar penanganan perkerasan yang diutamakan adalah pemeliharaan, baik rutin atau berkala. Apabila kondisi perkerasan telah mencapai kondisi kritis apalagi kondisi runtuh (failure), maka jenis penanganan yang harus dilakukan adalah peningkatan (betterment). Indonesia sebagai negara berkembang pada umumnya mempertimbangkan konstruksi lapis tambah.

Tujuan perencanaan tebal lapis tambah adalah mengembalikan kekuatan perkerasan sehingga mampu memberikan pelayanan yang optimal kepada masyarakat pengguna jalan (stake holders). Perkerasan yang baik diharapkan dapat menjamin pergerakan manusia dan/atau barang secara lancar, aman, cepat, murah dan nyaman. Perencanaan yang tidak tepat dapat menyebabkan jalan cepat rusak (under design) atau dapat menyebabkan desain konstruksi tidak ekonomis (over

design) dan menjadi lebih mahal dari semestinya.

Mengingat pentingnya ketepatan (akurasi) perencanaan perkerasan maka sudah sepatutnya kajian mengenai perencanaan tebal lapis tambah yang dibutuhkan

(13)

dilakukan dengan seksama. Salah satu faktor yang mempengaruhi hasil yang diharapkan adalah pemilihan metoda perencanaan yang digunakan.

Beberapa metoda perencanaan tebal perkerasan yang paling banyak digunakan meliputi analisa komponen, analisa defleksi dan tahun-tahun terakhir ini analisa mekanistik. Akan tetapi tidak semua metoda yang ada ekonomis 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 Indonesia.

Permasalahan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini tidak meliputi semua metoda yang umum digunakan dalam perencanaan tebal lapis tambah, tetapi hanya membahas perencanaan tebal lapis tambah dengan analisa defleksi. Hal ini karena metoda analisa komponen merupakan standar perencanaan perkerasan Indonesia dan sudah umum digunakan oleh para perencana perkerasan, sedangkan metoda analisa mekanistik sampai saat ini belum ada satupun yang telah diterima secara resmi sebagai metoda spesifik untuk Indonesia.

1.3. 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 lentur dengan menggunakan metoda analisa defleksi yang meliputi RDS, Asphalt Institute MS-17 dan Pd T-05-2005-B. Sedangkan tujuannya 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 ke-3 prosedur desain

(14)

tersebut untuk digunakan sesuai dengan kondisi lapangan. Untuk dapat membandingkannya, maka dilakukan simulasi perhitungan pada :

- Cummulative Equivalent Standard Axle (CESA), - Faktor Keseragaman (FK)

- Tebal lapis tambah

1.4. METODOLOGI PEMBAHASAN

Dalam penulisan tugas akhir ini, metodologi yang digunakan adalah studi literatur, dengan mencari bahan-bahan referensi dari buku ajar (Text Book), standar perencanaan yang relevan, jurnal maupun buku-buku petunjuk teknis yang sesuai dengan pembahasan, yaitu “Kajian metoda perencanaan tebal lapis tambah

perkerasan lentur”. 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 alternatif metoda yang digunakan. Untuk dapat melihat perbedaannya, maka digunakan data LHR, tingkat pertumbuhan (i) dan umur rencana (n) yang sama. Selain itu juga dilakukan perhitungan dengan melakukan simulasi terhadap umur rencana (n), supaya perbedaan hasil perhitungan dapat dibandingkan.

 Menganalisa pengaruh tingkat keseragaman data lendutan terhadap tebal lapis tambah yang dibutuhkan. Tingkat keseragaman data lendutan dihitung dengan Metoda Pd T-05-2005-B yang dinyatakan dalam Faktor Keseragaman (FK).

(15)

 Menganalisa hubungan antara beban lalu lintas (CESA) dan tebal lapis tambah yang dibutuhkan dari ketiga alternatif metoda di atas. Untuk itu beban lalu lintas yang digunakan disimulasi drai 500.000 – 5.000.000 EAL sehingga trendline-nya terlihat.

Tahapan-tahapan pengkajiannya adalah sebagai berikut : 1. Penentuan data kondisi perkerasan

2. Penentuan data volume lalu-lintas (LHR) 3. Penentuan data lendutan

4. Perhitungan jumah kumulatif beban lalu-lintas rencana (CESA)

5. Perhitungan tebal lapis tambah dengan tinjauan Faktor Keseragaman (FK) 6. Perhitungan tebal lapis tambah dengan simulasi beban lalu lintas

(16)

Design Overlay dengan Variasi FK pada Metoda

Pd T-05-2005-B

Data Sembarang

Analisa Lalu – Lintas - Program RDS

- Metoda Asphalt Institute

- Metoda Pd T-05-2005-B _{Design Overlay dengan Simulasi CESA} - Program RDS

- Metoda Asphalt Institute - Metoda Pd T-05-2005-B

Gambar 1.2 Flowchart Penelitian

Tidak

Ya Kondisi Perkerasan

Volume Lalu - Lintas Lendutan

Analisa dan Perbandingan

(17)

1.5. SISTEMATIKA PENULISAN

BAB I Pendahuluan

Berisikan gambaran umum kajian perhitungan tebal lapis tambah dari suatu perkerasan jalan lentur (flexible pavement) dengan menggunakan metoda analisa defleksi, permasalahan yang akan dibahas, maksud dan tujuan penulisan, metodologi pembahasan yang digunakan, dan sistematika penulisan.

BAB II Tinjauan Pustaka

Membahas tentang prosedur perencanaan perkerasan tebal lapis tambah (overlay) untuk perencanaan perkerasan jalan lentur (flexible pavement) yang didasarkan pada analisa defleksi (lendutan). Adapun prosedur yang dibahas, yaitu :

- RDS (Road Design System) - Metoda Asphalt Institute MS-17 - Metoda Pd T-05-2005-B

Selain metoda analisa defleksi, bab ini juga memberikan penjelasan metoda-metoda yang umum digunakan dalam perhitungan tebal lapis tambah seperti Metoda Analisa Komponen dan Analisa Mekanistik.

BAB III Aplikasi

Bab ini berisikan perhitungan perencanaan tebal lapis tambah (overlay) pada beberapa metoda yang telah dijelaskan dengan melakukan simulasi baik terhadap faktor keseragaman ataupun beban lalu lintas rencana.

(18)

BAB IV Analisa dan Diskusi

Membahas perbedaan hasil perhitungan yang terdapat pada Bab III Aplikasi serta menganalisa kelebihan dan kekurangan dari masing-masing prosedur perencanaan yang digunakan.

BAB V Kesimpulan dan Saran

Berisi kesimpulan yang di dapat dari hasil kajian dan saran-saran yang semoga dapat bermanfaat bagi perencana konstruksi jalan.

(19)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. PENDAHULUAN

Permukaan tanah pada umumnya tidak mampu menahan beban kendaraan yang bekerja di atasnya, sehingga diperlukan suatu konstruksi yang dapat menahan dan mendistribusikan beban lalu lintas yang diterima tanah tersebut. Jenis konstruksi ini dikenal sebagai perkerasan (pavement).10 Pada struktur perkerasan bekerja

muatan roda kendaraan bermotor yang terjadi sampai sejumlah beberapa juta kali selama periode rencana. Setiap kali muatan ini lewat, terjadi defleksi lapisan permukaan dan lapisan dibawahnya. Apabila muatan ini berlebihan atau lapisan-lapisan pendukung tersebut kehilangan kekuatannya, pengulangan beban menyebabkan terjadinya gelombang dan retakan yang pada akhirnya mengakibatkan keruntuhan.

Bilamana indeks daya layan jalan (present serviceability index) dari suatu perkerasan lentur mencapai tingkat yang tidak dapat dipertanggungjawabkan lagi (2,0), perkerasan dapat dibuat kembali (konstruksi ulang), di daur-ulang (recycling), atau dapat dilakukan penambahan lapis tambah (overlay) diatas perkerasan jalan yang sudah ada.7

Metoda perencanaan tebal lapis tambah, baik untuk perkerasan lentur maupun perkerasan kaku telah mengalami banyak perkembangan. Pada awalnya metoda yang paling banyak digunakan adalah Metoda Empiris, yang mengacu kepada hasil “full

scala test” yang dilaksanakan di Ottawa, Amerika Serikat pada awal tahun 60-an.12

(20)

AASHO 1972, Metoda Asphalt Institute 1970 dan Metoda Road Note 29 dan Road Note 31 serta metoda Analisa Komponen 1987.

Pada tahun 70-an, mulai diperkenalkan metoda-metoda perencanaan tebal perkerasan yang mengacu pada kaidah-kaidah teoritis dari karakteristik material perkerasan, disertai perhitungan secara eksak terhadap respons struktur perkerasan terhadap beban sumbu kendaraan. Metoda yang dikembangkan ini secara umum dinamakan Metoda Analitis.9

Metoda-metoda yang sebelumnya mengacu kepada metoda empiris, berupaya untuk mengembangkan metoda baru. Seperti metoda AASHO, dikembangkan menjadi Metoda AASHTO 1993 yang mengacu pada Metoda Empiris-Analitis. Selain itu, Metoda Asphalt Institute 1970 juga mengalami perubahan menjadi Metoda Asphalt Institute 1983 yang diperkenalkan sebagai Metoda Analitis-Mekanistik.

Metoda perencanaan perkerasan, khususnya untuk perkerasan lentur baik metoda perencanaan tebal lapis tambah maupun metoda perencanaan perkerasan baru yang digunakan di Indonesia adalah Metoda Analisa Komponen.8 Metoda perencanaan perkerasan ini dihitung berdasarkan metoda AASHTO setelah mengalami modifikasi sesuai kondisi alam dan karakteristik material di Indonesia.

Perencanaan tebal lapis tambah yang juga digunakan di Indonesia adalah metoda analisa defleksi. Sesuai dengan perkembangan beban lalu lintas dan perkerasan yang ada, metoda ini juga berkembang antara lain RDS (Road Design

System), yang dikembangkan oleh COD-BIPRAN pada tahun 1983 dan metoda

(21)

tahun 2005 juga telah menyelesaikan Pedoman Perencanaan Tebal Lapis Tambah Perkerasan Lentur, No : Pd T-05-2005-B.

II.2. METODA ANALISA KOMPONEN

Metoda ini berdasarkan pada pada Petunjuk Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Raya dengan Metoda Analisa Komponen, SKBI – 2.3.26.1987; UDC : 625.73 (02) yang diperbaharui menjadi SNI No. 1732 – 1989 – F, yang diterbitkan oleh Direktorat Yayasan Badan Penerbit PU, Departemen Pekerjaan Umum tahun 1987.10 Metoda Analisa Komponen mengacu pada Metoda AASHTO yang disesuaikan dengan kondisi alam dan karakteristik material di Indonesia.

Prinsip dasar dari desain tebal lapis tambah pada struktur perkerasan lentur menurut Metoda Analisa Komponen adalah bahwa di akhir masa layannya struktur perkerasan perlu diperkuat dengan memperbesar nilai ITP sehingga mampu memikul perkiraan beban lalu lintas tambahan yang diinginkan. Nilai ITP yang dimaksud diperoleh dari sisa nilai ITP struktur perkerasan lama ditambah dengan nilai ITP tambahan yang diberikan. Atau dengan kata lain tebal lapis tambah adalah selisih antara persyaratan tebal pelapisan yang baru dengan tebal lapisan yang sudah ada.

Proses perencanaan tebal lapis tambah pada metoda ini terdiri dari dua langkah, yaitu :

a. Menentukan nilai kondisi struktur perkerasan lama untuk mendapatkan nilai ITPsisa.

b. Menghitung tebal lapis tambah berdasarkan nilai ITP tambahan yang diperlukan, yang dihitung sesuai dengan perkiraan beban lalu lintas yang akan datang setelah dikurangi dengan nilai ITPsisa.

(22)

ITP (Indek Tebal Perkerasan) didefenisikan sebagai angka yang berhubungan dengan penentuan tebal perkerasan. Nilai ini memiliki terminologi yang sama dengan Structural Number (SN) pada Metoda AASHTO. Nilai ITPsisa struktur perkerasan lama dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

ITPsisa =

∑

(a_ixD_ixK_i) Dimana :

a = Koefisin kekuatan relatif D = Tebal lapisan

K = Nilai kondisi lapisan

i = Nomor yang menunjukkan lapisan

Nilai ITPsisa dapat bernilai nol yang artinya tidak memiliki sisa sama sekali. Pada kondisi ini penambahan lapis tambah tidak disarankan karena tebal lapis permukaan tambahan yang diberikan akan sangat tebal sehingga kurang ekonomis. Untuk itu jika tidak ada ITPsisa maka perencanaan ulang atau pembangunan konstruksi baru merupakan pilihan utama. Alternatif lain adalah dengan membagi jenis lapisan, sehingga cost yang dibutuhkan dapat diminimalkan. Pada situasi ini lapisan permukaan atas dapat menggunakan lapis permukaan yang umum digunakan sedangkan pada lapisan kedua menggunakan ATBL (Asphalt Treatment Base Layer).

Sedangkan lapis tambah dihitung menggunakan rumus :

Di =

i a

ITPsisa ITPperlu−

(23)

ITPperlu dihitung berdasarkan beban lalu lintas untuk masa layan berikutnya. Perhitungan ITP ini sama dengan menghitung ITP untuk pembangunan perkerasan baru. Perhitungan ini juga mempertimbangkan kondisi tanah dasar, faktor regional, indeks perkerasan awal dan akhir, dan sebagainya untuk kondisi layan berikutnya.

II.3. PROSEDUR DEFLEKSI

Pada umumnya perancangan tebal lapis tambah (overlay) dilakukan berdasarkan prinsip pengukuran lendutan yang terjadi pada permukaan perkerasan. Alat yang biasa digunakan di Indonesia adalah alat Benkelman Beam dan alat FWD (Failling Weight Deflectometer). Besarnya lendutan ini dibandingkan dengan suatu nilai lendutan yang dapat diterima untuk semua kondisi lalu lintas. Jika lendutan yang diukur melebihi harga yang ditetapkan, maka diperlukan lapis tambah. Tebal lapis tambah merupakan suatu fungsi dari sejumlah harga terukur yang melebihi harga yang telah ditentukan.

Nilai lendutan perkerasan merupakan indikator kemampuan perkerasan untuk memikul beban lalu lintas. Adapun prosedur defleksi yang umum digunakan di Indonesia adalah :

- RDS (Roadworks Design System) - Metoda Asphalt Institute MS-17 - Metoda Pd T-05-2005-B

II.3.1. RDS ( Road Design System )

RDS (Road Design System) adalah suatu sistim perencanaan teknis jalan dengan menggunakan program komputer yang pada mulanya dikembangkan oleh

(24)

Central Design Office (COD)-BIPRAN pada tahun 1983.5 RDS merupakan alat bantu perencanaan perkerasan yang dibuat berdasarkan Metoda HRODI (Hot Rolled

Overlay Design for Indonesia) yang merupakan perkembangan dari metoda ACODI

(Asphaltic Concrete Overlay Design Indonesia).2 Alat bantu ini digunakan untuk mengkoordinasi dan menelaah desain pekerjaan peningkatan jalan (betterment) dan pemeliharan jalan (maintenance).

HRODI merupakan sebuah metoda praktis yang melibatkan kwalitas aspal beton dalam proses rancangan pelapisan. Metoda ini menjelaskan bahwa perubahan dari campuran aspal beton (AC) menjadi campuran aspal beton bergradasi senjang yang awet dengan kadar aspal yang tinggi dapat menghasilkan pelapisan yang lebih tipis dan ekonomis. HRODI didasarkan dengan asumsi-asumsi sederhana dan diperiksa dengan teori elastis “multi layer” dan hasilnya konservatif untuk banyak situasi di Indonesia.

Pada dasarnya metoda HRODI tidak jauh berbeda dengan metoda ACODI, metoda ACODI menggunakan tipe campuran aspal beton (AC) sedangkan pada metoda HRODI digunakan tipe campuran Hot Rolled Sheet (HRS), yaitu tipe campuran aspal beton yang lebih flexsibel dan lebih tahan lama dengan kadar aspal yang lebih tinggi. Untuk mencegah terjadinya “bleeding” digunakan agregat bergradasi senjang sebagai ganti agregat bergradasi baik, dan stabilitasnya dikontrol dengan pemakaian kadar bahan pengisi yang tinggi (yang akan meningkatkan viscositas dari bahan pengikat) bukan dengan saling mengunci partikel-partikelnya.

Tipe campuran HRS mempunyai manfaat yang lebih baik dibandingkan dengan aspal beton (AC) untuk dipakai sebagai pelapisan di Indonesia. Secara teknis, lapisan ini lebih cocok untuk iklim Indonesia yang panas serta basah karena tidak

(25)

begitu porous, lebih tahan lama, lebih flexibel dan lebih tahan terhadap “fatigue”. Secara praktis, HRS memiliki keuntungan karena sifat teknisnya lebih tidak sensitif dibandingkan dengan AC dalam hal variasi kwalitas produksi yang diakibatkan oleh macam-macam material atau ketidak tepatan penakaran.

Kuantitas aspal yang diperlukan untuk membentuk kembali permukaan perkerasan ditentukan secara visual dengan Indeks Kondisi Jalan (RCI) atau dari Indeks Kekasaran Internasional (IRI) dari data Roughometer NAASRA. Nilai IRI di dapat dengan mengkonversikan dari data RCI. Besarnya nilai RCI dapat di lihat pada Tabel 2.1, hubungan antara RCI dan IRI dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Tabel 2.1 Nilai Kekasaran Permukaan Perkerasan Secara Visual

RCI Kondisi Awal Type Permukaan

8 - 10 Sangat rata dan halus Hotmix (AC dan HRS) yang baru dibuat / ditingkatkan dengan beberapa lapisan aspal 7 - 8 Sangat baik, rata Hotmix setelah dipakai beberapa tahun atau

lapisan tipis hotmix diatas penetrasi Macadam 6 - 7 Baik Hotmix lama, NACAS / Lasbutag baru

5 - 6 Cukup, sedikit / tidak ada lubang, permukaan rata

Penetrasi Macadam, NACAS baru atau Lasbutag berumur beberapa tahun

4 - 5 Jelek, kadang - kadang berlubang, tidak rata

Penetrasi Macadam berumur 2 – 3 tahun, NACAS lama, jalan kerikil

3 - 4 Rusak, bergelombang, banyak lubang

Penetrasi Macadam lama, NACAS lama, jalan kerikil tidak terawat

2 - 3 Rusak berat Semua tipe perkerasan yang sudah lama tidak terpelihara

1 - 2 Tidak dapat dilalui oleh jeep WD

(26)

Gambar 2.1 Hubungan antara RCI dan IRI Sumber: optomising pavement overlay design in Indonesia

Seiring dengan perkembangan teknologi komputer, teknologi perkerasan jalan dan perkembangan spesifikasi, RDS juga dimodifikasi sesuai kebutuhan. Sejak 1983, telah dihasilkan banyak versi RDS yang mencakup berbagai standar desain dan definisi. Adapun perkembangan RDS adalah :

 Versi 1, RDS dibuat oleh CDO dengan mempergunakan program Aplikasi Symphony (1983)

 Versi 2, sesuai perkembangan teknologi perencanaan, RDS dimodifikasi oleh Sub Dit Perencanaan Teknis Jalan dan Wilayah (1994)

 Versi 3, berdasarkan perkembangan teknologi informatika, aplikasi RDS dirubah menjadi Microsoft Excel oleh Sub Dit Perencanaan Teknik Jalan dan Wilayah (1996).

 Versi 4, aplikasi RDS mempergunakan Visual Besic oleh N.D. Lea Internastional Ltd, in Association. (1997)

(27)

 Versi 5.00, aplikasi RDS mempergunakan Microsoft Excel spesifikasi 2002 oleh Sub Dit Penyiapan Standar dan Pedoman (2003).

 Versi 5.01, aplikasi RDS mempergunakan Microsoft Excel spesifikasi 2003 oleh Sub Dit Penyiapan Standar dan Pedoman (2005).

Perencanaan RDS terdiri dari suatu paket program yang terdiri dari beberapa sub-paket program, yaitu :

 RDSESA, yaitu sub-paket program untuk perhitungan beban lalu lintas pada suatu ruas jalan dalam suatu umur rencana tertentu.

 RDSSORT, yaitu sub-paket program yang digunakan untuk menganalisa data lapangan sebelum digunakan dalam perencanaan.

 RDS DISAIN merupakan program utama, yaitu untuk perhitungan perencanaan teknis konstruksi jalan dengan menggunakan hasil dari analisa RDSESA, RDSSORT dan data tambahan lainnya.

 RDSBID, yaitu sub-paket program untuk mencetak Bis Schedule dan Engineering Estimate.

 SUMMARY, yaitu sub-paket program untuk membuat summary.

Adapun langkah-langkah pengoperasian RDS dapat dilihat pada bagan alir pengoperasian RDS seperti terlihat pada Gambar 2.2 berikut :

(28)

Gambar 2.2 Bagan Alir Proses Pengoperasian RDS Versi 5.01

II.3.1.1. Beban Lalu Lintas

Data lalu lintas yang digunakan diambil dari hasil perhitungan lalu lintas pada ruas jalan yang akan dilakukan lapis tambah. Kalau data tersebut tidak bisa didapatkan, maka data LHR BIPRAN yang paling akhir harus digunakan, dan diproyeksikan ke saat ini dengan menggunakan tingkat pertumbuhan lalu lintas. Pembebanan gandar disain untuk masing-masing ruas jalan dalam bentuk jumlah Ekivalen Standar Gandar 8,2 ton (ESA).3

(29)

Asumsi data lalu lintas dihitung dengan menggunakan sub-paket program RDS ESA. Pada RDS beban lalu lintas diklasifikasikan dalam 4 kategori, yaitu :

- M + B + T = Mobil, bus dan truk - Heavy Bus = Bus besar

- Medium Truck = Truk sedang

- Heavy Truck & T/T = Truk berat dan Truk Tandem

Dalam program ini juga dipertimbangkan Sensitivity, yaitu angka sensitivity terhadap perubahan tingkat pertumbuhan (Growth Rate Change) lalu lintas yang ada. Pada umumnya nilai sensitivity ≥ 1,0.

II.3.1.2. Lendutan

Kehomogenan data hasil pengukuran lendutan digunakan sebagai dasar pembagian segmen jalan. Semakin pendek pembagian segmen tersebut maka penggunaan biaya akan semakin ekonomis. Akan tetapi pembagian segmen tersebut harus tetap berisi pengukuran lendutan yang statistik dari nilai yang mewakili. Biasanya, paling sedikit 10 titik data harus termasuk dalam setiap segmen, jika koefisien variasi dari pembacaan pengukuran ternyata tinggi maka diperlukan titik yang lebih banyak. Pedoman tentang perkiraan jumlah minimum titik yang diperlukan, diberikan dalam tabel berikut ini :

Tabel 2.2 Jumlah Minimum Titik Data Dalam Segmen Koefisien Variasi dari

Data Pengukuran Perkerasan

Jumlah Minimum Titik Data Dalam Segmen 20 %

40 % 60 % 80 %

5 10 25 40 Sumber: bipran designmonitoring and administration project

(30)

II.3.1.3. Tebal Lapis Tambah

Tebal lapis tambah merupakan tebal yang dibutuhkan untuk mengurangi lendutan yang terjadi selama umur rencana sampai batas yang dizinkan (t) ditambah tebal lapisan yang dibutuhkan untuk membentuk kembali permukaan perkerasan ke bentuk yang dikehendaki (T), sehingga tebal lapis tambah = t + T.

Tebal lapisan yang dibutuhkan untuk mengurangi lendutan yang terjadi dapat dihitung dengan mengunakan rumus :

t =

0,013logL 0,08

logL) 0,408(1

2,303logD

−− −

dimana :

D = Lendutan balik segmen atau lendutan balik rencana (mm) L = Total lalu lintas selama umur rencana (juta, equivalent 8,2 ton)

Sedangkan tebal lapisan yang dibutuhkan untuk membentuk kembali permukaan perkerasan yang telah aus atau rusak dihitung dengan mempergunakan rumus dibawah ini.

T = 0,001 (9 – RCI)4,5 + Pd . CAM / 4 + Tmin dimana :

Pd = lebar perkerasan ( m )

CAM = Perubahan kemiringan melintang yang dibutuhkan untuk menghasilkan

kemiringan melintang yang direncanakan ( 2 % ) Tmin = Tebal minimum berdasarkan ukuran agregat minimum yang dipergunakan.

Ketebalan aspal dengan keawetan tinggi atau pelapisan komposit aspal/agregat base diperlukan untuk mengurangi lendutan perkerasan sampai tingkat

(31)

yang disyaratkan pada umur rencana. Penggunaan hubungan HRODI yang disederhanakan ditunjukkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.3 Grafik Desain HRODI untuk Kadar Bitumen Efektif 6,8 % Sumber: optomising pavement overlay design in Indonesia

II.3.2. METODA ASPHALT INSTITUTE MS-17

Metoda Asphalt Institute dikembangkan oleh Amerika Serikat melalui Federal Highway Administration (FHWA).11 Badan ini menghitung analisa lalu lintas dengan menggunakan berat truk faktor sebagai dasar perhitungan dengan satuan EAL (Equivalent Axle Load), sedangkan desain ketebalannya menerapkan teori lapisan elastis pada desain perkerasan. Metoda ini jauh berbeda dari metoda AASHTO dan California karena ia lebih mengandalkan hukum-hukum mekanika untuk memperkirakan tegangan dan regangan kritis dari pada hubungan empiris antara kekuatan tanah dan kondisi lalu lintas pada tebal perkerasan. Adapun langkah-langkah perhitungannya dapat dilihat pada Gambar 2.4 dibawah ini.

(32)

Gambar 2.4 Bagan alir perhitungan Metoda Asphalt Institute MS-17

II.3.2.1. Beban Lalu Lintas

Perhitungan beban lalu lintas didasarkan pada berat truk faktor ekivalensi terhadap beban standar 8,2 ton (80 KN) single-axle load applications dengan satuan EAL (Equivalent Axle Load). EAL merupakan jumlah kendaraan pada setiap kelas berat dan dikalikan dengan faktor pembebanan yang sesuai. EAL dihitung dengan rumus :

EAL = ∑ (jumlah kendaraan x truk faktor x faktor pertumbuhan) dengan,

Truk faktor =

kendaraan jumlah

muatan) ekivalensi

faktor sumber x

(jumlah 13

∑

Faktor Umur Rencana (Growth Factor)

Metoda Asphalt Institute MS-17

Lalu Lintas Lendutan

Faktor Distribusi Beban

Ekivalent Exle Load (EAL)

Lendutan Rata-rata

Standard Deviasi

Lendutan Wakil

Tebal Lapis Tambah

(33)

Truk faktor untuk situasi umum di Amerika Serikat diberikan dalam Tabel 2.2,tetapi perubahan di dalam bobot yang diizinkan akan mengubah faktor ini.

Langkah-langkah untuk menentukan EAL adalah sebagai berikut :

1. Tentukan jumlah rata-rata tiap kelas kendaraan desain jalan yang akan terjadi pada tahun pertama lalu lintas.

2. Dari Tabel 2.3, tentukan suatu truk faktor dari data gandar tiap kelas kendaraan seperti yang telah ditentukan pada langkah satu.

3. Dari Tabel 2.4, pilihlah sebuah faktor pertumbuhan untuk seluruh kendaraan atau faktor-faktor terpisah bagi masing-masing jenis kendaraan.

4. Kalikan jumlah kendaraan dari setiap kelas dengan truk faktor dan faktor pertumbuhan sesuai dengan langkah 2 dan 3.

(34)

Tabel 2.3 Truk Faktor Untuk Kelas Jalan Yang Berbeda

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 Sumber: asphalt institute manual series no.17 (MS-17); edisi 1983

(35)

Tabel 2.4 Faktor Pertumbuhan* Periode

Rencana, n (tahun)

Laju Pertumbuhan Tahunan, r (%)

2 4 5 6 7 8 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1.0 2.02 3.06 4.12 5.20 6.31 7.43 8.58 9.75 10.95 1.0 2.04 3.12 4.25 5.42 6.63 7.90 9.21 10.58 12.01 1.0 2.05 3.15 4.31 5.53 6.80 8.14 9.55 11.03 12.58 1.0 2.06 3.18 4.37 5.64 6.98 8.39 9.90 11.49 13.18 1.0 2.7 3.21 4.44 5.75 7.15 8.65 10.26 11.98 13.82 1.0 2.08 3.25 4.51 5.87 7.34 8.92 10.64 12.49 14.49 1.0 2.10 3.31 4.64 6.11 7.72 9.49 11.44 13.58 15.94 Sumber: asphalt institute manual series no.17 (MS-17); edisi 1983

*Faktor =

( )

r n 1

1+ −

, dimana r = 100

Rate

dan bukan nol

Jika Pertumbuhan Tahunan adalah nol, Faktor Pertumbuhan = Periode Rencana

II.3.2.2. Lendutan

Lendutan yang digunakan dalam perhitungan ini adalah lendutan hasil pengujian Benkelman Beam (BB). Lendutan perkerasan di dapat dengan menetapkan korelasi antara beban roda, lendutan balik perkerasan dan repitisi (pengulangan) beban. Prosedur umum mengunakan lendutan perkerasan untuk evaluasi struktural adalah sebagai berikut :

1. Menentukan panjang perkerasan yang termasuk dalam evaluasi struktur. 2. Melakukan survey lendutan

3. Menghitung lendutan wakil (RRD)

4. Memperkirakan jumlah beban standar (EAL) 5. Menentukan tebal lapis tambah

(36)

Tebal lapis tambah yang dibutuhkan pada suatu perkerasan biasanya dipengaruhi oleh panjang jalan. Penentuan panjang jalan berdasarkan pada kondisi perkerasan, kekuatan tanah dasar, dan kondisi drainase. Pada umumnya panjang jalan dikelompokkan menjadi seksi-seksi jalan berdasarkan keseragaman data lendutan. Tebal lapis tambah yang dibutuhkan didasarkan menurut pembagian seksi dan dihitung secara terpisah untuk masing-masing seksi jalan. Pembagian seksi jalan merupakan salah satu cara untuk dapat mengurangi tebal lapis tambah yang dibutuhkan.

Nilai lendutan yang digunakan dalam perhitungan adalah lendutan wakil/ Representative Rebound Deflection (RRD). Untuk menentukan besarnya lendutan yang mewakili suatu sub ruas/seksi jalan, digunakan rumus sebagai berikut :

RRD = (x + 2 s) f c dimana :

RRD = lendutan yang mewakili suatu seksi jalan

x = lendutan rata-rata pada suatu seksi jalan yang telah dikoreksi dengan faktor temperatur = d x f

s = deviasi standar (penyimpangan baku)

f = faktor koreksi temperatur (0,8 pada 95ºF ; 1,0 pada 70ºF ; 1,6 pada 40ºF). Defleksi aktual disesuaikan pada temperatur 70ºF

c = faktor koreksi waktu kritis

c = 1, jika test dilakukan pada musim semi c > 1, jika test dilakukan pada musim panas.

(37)

faktor 2s dalam persamaan di atas memberikan suatu lendutan desain yang lebih besar atau sama dengan 95 % dari seluruh pengukuran pada temperatur perkerasan 70ºF.

Deviasi standar s, dihitung dengan menggunakan rumus :

s =

1 2

− −

∑

x x x

dimana :

s = standard deviasi

x = nilai tes individu, koreksi untuk temperatur

x = nilai tes rata-rata ∑ x / n. n = jumlah nilai tes individu.

Lendutan yang diperkenankan (lendutan rencana) merupakan fungsi dari lalu lintas (DTN, yaitu : muatan gandar tunggal harian 80 KN). Besarnya nilai DTN dapat ditentukan dengan cara membagi seluruh muatan gandar tunggal 80 KN yang diperkirakan dengan 365 x periode rencana (dalam tahun). Lendutan rencana diperlihatkan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Grafik Defleksi Sedikit Dimodifikasi Sumber: asphalt institute manual series no.17 (MS-17); edisi 1983

(38)

II.3.2.3. Tebal Lapis Tambah

Tebal lapisa tambah didasarkan dari data lendutan yang mewakili (RRD). Dimana nilai tebal lapis tambah didapat dengan menggunakan grafik hubungan antara RRD dan tebal lapis tambah (overlay thicknees). Prosedur menentukan tebal lapis tambah yang dibutuhkan adalah :

1. Menentukan lendutan wakil rencana (RRD) 2. Menetapkan EAL rencana

3. Menentukan tebal lapis tambah yang dibutuhkan dengan melihat hubungan antara RRD, EAL dan tebal lapis tambah pada Gambar 2.6

Gambar 2.6 menyajikan sebuah grafik desain (desain chart) yang dipakai untuk menentukan tebal lapis tambah. Dikembangkan dari teori lapisan, gambar ini menetapkan tebal lapis ulang, setelah diketahui lendutan rencana dan perkiraan lalu lintas.

Gambar 2.6 Grafik Desain Untuk Menentukan Tebal Lapis Tambah Sumber: asphalt institute manual series no.17 (MS-17); edisi 1983

(39)

II.3.3. METODA Pd T-05-2005-B

Pedoman perencanaan tebal lapis tambah metoda Pd T-05-2005-B dibuat oleh Pusat Litbang Prasarana Transportasi yang merupakan bekas Departemen Pemukiman dan prasarana wilayah. Pedoman ini menetapkan kaidah-kaidah dan tata cara perhitungan tebal lapis tambah perkerasan lentur berdasarkan kekuatan struktrur perkerasan yang diilustrasikan dengan nilai lendutan. Perhitungan tebal lapis tambah yang diuraikan dalam pedoman ini hanya berlaku untuk konstruksi perkerasan lentur atau konstruksi perkerasan dengan lapis pondasi agregat dan lapis permukaan menggunakan bahan pengikat aspal.

Pedoman ini dibuat karena pedoman perencanaan tebal lapis tambah dengan metoda lendutan yang menggunakan alat Falling Weight Deflectometer (FWD) belum dibuat NSPM nya sedangkan Manual Pemeriksaan Perkerasan Jalan Dengan Alat Benkelman Beam (01/MN/B/1983) dipandang perlu direvisi karena ada beberapa parameter yang perlu penyesuaian. Salah satu penyesuaian yang perlu dilakukan adalah pada grafik atau rumus tebal lapis tambah/overlay. Rumus atau grafik overlay yang terdapat dalam pedoman dan manual tersebut berbentuk asimtot dan lendutan setelah lapis tambah terbatas sebesar 0,5 mm. Hal ini tidak realistis terutama untuk perencanaan dengan cara mekanistik (teori elastis linier) yang mengatakan bahwa kebutuhan kekuatan struktur perkerasan yang dicerminkan dengan besaran lendutan sejalan dengan akumulasi beban lalu lintas rencana, maka makin banyak lalu lintas yang akan dilayani, lendutan rencana harus makin kecil.

Upaya untuk memenuhi tuntutan tersebut perlu disusun pedoman perencanaan tebal lapis tambah dengan metoda lendutan yang disesuaikan dengan kondisi lalu lintas dan lingkungan di Indonesia. Sehingga metoda Pd T-05-2005-B

(40)

ini merupakan revisi Manual Pemeriksaan Perkerasan Jalan Dengan Alat Benkelman Beam (01/MN/B/1983) dan selain berlaku untuk data lendutan yang diperoleh berdasarkan alat Benkelman Beam (BB) juga berlaku untuk data lendutan yang diperoleh dengan alat Falling Weight Deflectometer (FWD). Disamping mengacu pada Manual Pemeriksaan Perkerasan Jalan Dengan Alat Benkelman Beam (01/MN/B/1983), pedoman ini mengacu juga pada Metoda Pengujian Lendutan Perkerasan Lentur Dengan Alat Benkelman Beam (SNI 07-2416-1991) dan Perencanaan Tebal Perkerasan dengan Analisa Komponen (SNI 03-1732-1989).

Penilaian kekuatan struktur perkerasan yang ada, didasarkan atas lendutan yang dihasilkan dari pengujian lendutan langsung dengan menggunakan alat

Benkelman Beam (BB). Benkelman Beam (BB) merupakan suatu alat untuk

mengukur lendutan balik dan lendutan langsung perkerasan yang menggambarkan kekuatan struktur perkerasan jalan. Hasil pengujian dapat digunakan dalam perencanaan pelapisan (overlay) perkerasan jalan.

Metoda pengujian ini dimaksudkan sebagai pegangan dalam pengujian perkerasan jalan dengan alat Benkelman Beam yaitu mengukur gerakan vertikal pada permukaan lapis jalan dengan cara mengatur pemberian beban roda yang diakibatkan oleh pengujian beban tertentu. Data yang diperoleh dari lapangan ini dapat digunakan untuk penilaian struktur perkerasan, perbandingan sifat-sifat struktural sistem perkerasan yang berlainan dan perencanaan teknik perkerasan atau lapis tambahan di atas perkerasan lama. Metode pengujian ini menguraikan dengan detail cara pengukuran lendutan balik, lendutan maksimum, mengukur temperatur, mengukur tebal dan jenis konstruksi permukaan.

(41)

Berbeda dengan prosedur RDS dan Metoda Asphalt Institute MS-17, metoda ini mempertimbangkan Faktor Keseragaman (FK) untuk menentukan pembagian segmen lendutan, seperti terlihat pada Gambar 2.7 berikut :

Gambar 2.7 Bagan alir perhitungan Metoda Pd T-05-2005-B

II.3.3.1. Volume Lalu Lintas

Analisis lalu lintas yang digunakan mengacu pada AUSTROADS, 1992. Dimana beban lalu lintas dihitung berdasarkan ekivalensi terhadap muatan sumbu standar sebesar 80 KN dengan satuan CESA (Cummulative Equavalent Standard

Axle). CESA merupakan akumulasi ekivalen beban sumbu standar selama umur

rencana, CESA ditentukan dengan Rumus: Jumlah lajur dan koefisien

kendaraan (C)

Metoda Pd T-05-2005-B

Lalu Lintas Lendutan

Ekivalen beban sumbu kendaraan (E) Faktor Umur Rencana

(Growth Factor)

Lendutan Balik

Keseragaman Lendutan

Lendutan Wakil

Tebal Lapis Tambah Akumulasi ekivalen beban

(42)

CESA =

∑

−

Trailer Traktor

N x C x E x 365 x m

dimana :

CESA = akumulasi ekivalen beban sumbu standar m = jumlah masing-masing jenis kendaraan 365 = jumlah hari dalam satu tahun

E = ekivalen beban sumbu (Tabel 2.7)

C = koefisien distribusi kendaraan (Tabel2.6)

N = faktor hubungan umur rencana dengan perkembangan lalu lintas (Tabel 2.8) Dari rumus diatas, perhitungan CESA dipengaruhi 3 faktor utama, yaitu :

 Koefisien Distribusi Kendaraan (C)

Metoda ini mempertimbangkan koefisien distribusi kendaraan (C) untuk kendaraan ringan dan berat. Besarnya nilai C tergantung jumlah lajur rencana. Lajur rencana merupakan salah satu lajur lalu lintas dari suatu ruas jalan, yang menampung lalu lintas terbesar. Jika jalan tidak memiliki tanda batas lajur, maka jumlah lajur ditentukan dari lebar perkerasan sesuai Tabel 2.5 dan Koefisien distribusi kendaraan (C) ditentukan sesuai Tabel 2.6.

Tabel 2.5 Jumlah Lajur Berdasarkan Lebar Perkerasan Lebar Perkerasan (L) Jumlah Lajur

L < 4,50 m 4,50 m ≤ L < 8,00 m 8,00 m ≤ L < 11,25 m 11,25 m ≤ L < 15,00 m 15,00 m ≤ L < 18,75 m 18,75 m ≤ L < 22,50 m

1 2 3 4 5 6 Sumber : Dinas Pekerjaan Umum Pd. T-05-2005-B

(43)

Tabel 2.6 Koefisien Distribusi Kendaraan (C)

Jumlah Lajur Kendaraan ringan* Kendaraan berat** 1 arah 2 arah 1 arah 2 arah 1 2 3 4 5 6 1,00 0,60 0,40 - - - 1,00 0,50 0,40 0,30 0,25 0,20 1,00 0,70 0,50 - - - 1,00 0,50 0,475 0,45 0,425 0,40 Sumber : Dinas Pekerjaan Umum Pd. T-05-2005-B

Keterangan : *) Mobil Penumpang **) Truk dan Bus

 Ekivalen Beban Sumbu Kendaraan (E)

Angka ekivalen beban sumbu kendaraan (E) merupakan angka yang menyatakan perbandingan tingkat kerusakan yang ditimbulkan oleh suatu lintasan beban sumbu kendaraan terhadap tingkat kerusakan yang ditimbulkan oleh suatu lintasan beban sumbu standar. Angka ekivalen masing-masing golongan beban sumbu (setiap kendaraan) ditentukan menggunakan Tabel 2.7 atau menurut Rumus :

Angka ekivalen (E) =

( )

4       ton ES ton sumbu beban dimana :

ES = Standar Ekivalen

nilai ES = 5,40 untuk beban sumbu STRT (Sumbu Tunggal Roda Tunggal) nilai ES = 8,16 untuk beban sumbu STRG (Sumbu Tunggal Roda Ganda) nilai ES = 13,76 untuk beban sumbu SDRG (Sumbu Dual Roda Ganda) nilai ES = 18,45 untuk beban sumbu STrRG (Sumbu Triple Roda Ganda)

(44)

Tabel 2.7 Ekivalen Beban Sumbu Kendaraan (E) Beban sumbu

(ton)

Ekivalen beban sumbu kendaraan (E)

STRT STRG SDRG STrRG

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 0,00118 0,01882 0,09526 0,30107 0,73503 1,52416 2,82369 4,81709 7,71605 11,76048 17,21852 24,38653 33,58910 45,17905 59,53742 77,07347 98,22469 123,45679 153,26372 188,16764 0,00023 0,00361 0,01827 0,05774 0,14097 0,29231 0,54154 0,92385 1,47982 2,25548 3,30225 4,67697 6,44188 8,66466 11,41838 14,78153 18,83801 23,67715 29,39367 36,08771 0,00003 0,00045 0,00226 0,00714 0,01743 0,03615 0,06698 0,11426 0,18302 0,27859 0,40841 0,57843 0,79671 1,07161 1,41218 1,82813 2,32982 2,92830 3,63530 4,46320 0,00001 0,00014 0,00070 0,00221 0,00539 0,01118 0,02027 0,03535 0,05662 0,08630 0,12635 0,17895 0,24648 0,33153 0,43695 0,56558 0,72079 0,90595 1,12468 1,38081 Sumber : Dinas Pekerjaan Umum Pd. T-05-2005-B

(45)

 Faktor umur rencana dan perkembangan lalu lintas

Faktor hubungan umur rencana dan perkembangan lalu lintas ditentukan menurut Tabel 2.8 atau Rumus dibawah ini :

N = 1/2 _

     ₊ ₊ ₊ ₊ + − − r r r r n

n (1 ) 1

) 1 ( 2 ) 1 ( 1 1

Tabel 2.8 Faktor Hubungan Antara Umur Rencana Dengan Perkembangan Lalu Lintas (N)

r (%)

n (tahun) 2 4 5 6 8 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 30 1,01 2,04 3,09 4,16 5,26 6,37 7,51 8,67 9,85 11,06 12.29 13.55 14.83 16.13 17.47 24.54 32.35 40.97 1,02 2,08 3,18 4,33 5,52 6,77 8,06 9,40 10,79 12,15 13,76 15,33 16,96 18,66 20,42 30,37 42,48 57,21 1,03 2,10 3,23 4,42 5,66 6,97 8,35 9,79 11,30 12,89 14,56 16,32 18,16 20,09 22,12 33,89 48,92 68,10 1,03 2,12 3,28 4,51 5,81 7,18 8,65 10,19 11,84 13,58 15,42 17,38 19,45 21,65 23,97 37,89 56,51 81,43 1,04 2,16 3,38 4,69 6,10 7,63 9,28 11,06 12,99 15,07 17,31 19,74 22,36 25,18 28,24 47,59 76,03 117,81 1,05 2,21 3,48 4,87 6,41 8,10 9,96 12,01 14,26 16,73 19,46 22,45 25,75 29,37 33,36 60,14 103,26 172,72

(46)

II.3.3.2. Lendutan

Lendutan yang digunakan dalam perhitungan ini adalah lendutan hasil pengujian dengan alat Falling Weight Deflectometer (FWD) atau Benkelman Beam (BB). Pengukuran lendutan pada perkerasan yang mengalami kerusakan berat dan deformasi plastis disarankan dihindari. Apabila pada waktu pengujian lendutan ditemukan data yang meragukan maka pada lokasi atau titik tersebut dianjurkan untuk dilakukan pengujian ulang atau titik pengujian dipindah pada lokasi atau titik disekitarnya. Karena pada kajian ini, penulis mengasumsikan data lendutan di dapat dari hasil pengujian alat Benkelman Beam maka pembahasan penulis difokuskan pada pengujian lendutan dengan alat tersebut. Gambar alat Benkelman Beam (BB) ditunjukkan pada Gambar B2 pada Lampiran B.

 Lendutan dengan Benkelman Beam (BB)

Lendutan yang digunakan untuk perencanaan adalah lendutan balik. Nilai lendutan tersebut harus dikoreksi dengan faktor muka air tanah (faktor musim), koreksi temperatur dan faktor koreksi beban uji (bila beban uji tidak tepat sebesar 8,16 ton). Besarnya lendutan balik adalah sesuai Rumus :

dB = 2 X (d3 – d1) x Ft x Ca x FKB-BB dimana :

dB = lendutan balik (mm)

d1 = lendutan pada saat beban tepat pada titik pengukuran (mm)

d3 = lendutan pada saat beban berada pada jarak 6 meter dari titik pengukuran Ft = faktor penyesuaian lendutan terhadap temperatur standar 35°C, didapat dari Tabel 2.9 atau pada Gambar 2.8 (Kurva A untuk HL < 10 cm dan Kurva B

(47)

untuk HL cm ataupun dengan menggunakan rumus :

= 4,184 x TL-0,4025 untuk HL < 10 cm = 14,785 x TL-0,7573 untuk HL≥ 10 cm

TL = temperatur lapis beraspal, diperoleh dari hasil pengukuran langsung dilapangan atau dapat diprediksi dari temperatur udara, yaitu :

TL = 1/3 (Tp + Tt + Tb)

Tp = temperatur permukaan lapis beraspal

Tt = temperatur tengah lapis beraspal atau dari Tabel 2.10 Tb = temperatur bawah lapis beraspal atau dari Tabel 2.10 Ca = faktor pengaruh muka air tanah (faktor musim)

= 1,2 ; untuk pemeriksaan pada musim kemarau atau muka air tanah rendah = 0,9 ; untuk pemeriksaan pada musim hujan atau muka air tanah tinggi FKB-BB = faktor koreksi beban uji Benkelman Beam (BB)

= 77,343 x (Beban Uji dalam ton)(-2,0715)

Gambar 2.8 Faktor Koreksi Lendutan Terhadap Temperatur Standar (Ft) Sumber : Dinas Pekerjaan Umum Pd. T-05-2005-B

(48)

Tabel 2.9 Faktor koreksi lendutan terhadap temperatur standar TL

(ºC)

Faktor Koreksi (FT) TL (ºC)

Faktor Koreksi (FT) Kurva A

(HL < 10 cm)

Kurva B (HL ≥ 10 cm)

Kurva A (HL < 10 cm)

Kurva A (HL ≥ 10 cm) 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 1,25 1,21 1,16 1,13 1,09 1,06 1,04 1,01 0,99 0,97 0,95 0,93 0,91 1,53 1,42 1,33 1,25 1,19 1,13 1,07 1,02 0,98 0,94 0,90 0,87 0,84 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 0,90 0,88 0,87 0,85 0,84 0,83 0,82 0,81 0,79 0,78 0,77 0,77 0,76 0,81 0,79 0,76 0,74 0,72 0,70 0,68 0,67 0,65 0,63 0,62 0,61 0,59 Sumber : Dinas Pekerjaan Umum Pd. T-05-2005-B

Catatan :

Kurva A adalah faktor koreksi (Ft) untuk tebal lapis beraspal (HL) kurang dari 10 cm Kurva A adalah faktor koreksi (Ft) untuk tebal lapis beraspal (HL) minimum 10

Tabel 2.10 Temperatur tengah (Tt) dan bawah (Tb) lapis beraspal berdasarkan data temperatur udara (Tu) dan temperatur permukaan (Tp)

TU + TP (ºC)

Temperatur lapis beraspal (ºC) pada kedalaman

2,5 cm 5,0 cm 10 cm 15 cm 20 cm 30 cm 45 46 47 48 49 50 51 52 53 26.8 27.4 28.0 28.6 29.2 29.8 30.4 30.9 31.5 25.6 26.2 26.7 27.3 27.8 28.4 28.9 29.5 30.0 22.8 23.3 23.8 24.3 24.7 25.2 25.7 26.2 26.7 21.9 22.4 22.9 23.4 23.8 24.3 24.8 25.3 25.7 20.8 21.3 21.7 22.2 22.7 23.1 23.6 24.0 24.5 20.1 20.6 21.1 21.5 21.9 22.4 22.8 23.3 23.7

(49)

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 81 82 83 84 85 32.1 32.7 33.3 33.9 34.5 35.1 35.7 36.3 36.9 37.5 38.1 38.7 39.3 39.9 40.5 41.1 41.7 42.2 42.8 43.4 44.0 44.6 45.2 45.8 46.4 47.0 48.2 48.8 49.4 50.0 50.6 30.6 31.2 31.7 32.3 32.8 33.4 33.9 34.5 35.1 35.6 36.2 36.7 37.3 37.8 38.4 39.0 39.5 40.1 40.6 41.2 41.7 42.3 42.9 43.4 44.0 44.5 45.6 46.2 46.8 47.3 47.9 27.1 27.6 28.1 28.6 29.1 29.6 30.0 30.5 31.0 31.5 32.0 32.5 32.9 33.4 33.9 34.4 34.9 35.4 35.8 36.3 36.8 37.3 37.8 38.3 38.7 39.2 40.2 40.7 41.2 41.6 42.1 26.2 26.7 27.2 27.6 28.1 28.6 29.1 29.5 30.0 30.5 31.0 31.4 31.9 31.4 32.9 33.3 33.8 34.3 34.8 35.2 35.7 36.2 36.7 37.1 37.6 38.1 39.0 39.5 40.0 40.5 40.9 25.0 25.4 25.9 26.3 26.8 27.2 27.7 28.2 28.6 29.1 29.5 30.0 30.5 30.9 31.4 31.8 32.3 32.8 33.2 33.7 34.1 34.6 35.0 35.5 36.0 36.4 37.3 37.8 38.3 38.7 39.2 24.2 24.6 25.1 25.5 26.0 26.4 26.9 27.3 27.8 28.2 28.7 29.1 29.6 30.0 30.5 30.9 31.4 31.8 32.3 32.8 33.2 33.7 34.1 34.6 35.0 35.5 36.4 36.8 37.3 37.7 38.2 Sumber : Dinas Pekerjaan Umum Pd. T-05-2005-B

(50)

 Keseragaman Lendutan

Perhitungan tebal lapis tambah dapat dilakukan pada setiap titik pengujian atau berdasarkan panjang segmen (seksi). Apabila berdasarkan panjang seksi maka cara menentukan panjang seksi jalan harus dipetimbangkan terhadap keseragaman lendutan. Secara sederhana pembagian seksi dapat dilakukan dengan menggambarkan grafik lendutan terhadap jarak kemudian menarik garis untuk pembagian seksi berdasarkan pengamatan visual.

Dari grafik tersebut selanjutnya dihitung tingkat keseragaman lendutan. Pada metoda Pd T-5-2005-B tingkat keseragaman lendutan dalam satu ruas dinyatakan dalam Faktor keseragaman (FK) dimana nilainya merupakan hasil bagi antara deviasi standar dan nilai rata-rata.

ijin R

FK x

d s

FK = 100%<

dimana:

FK = faktor keseragaman

FK ijin = faktor keseragaman yang diijinkan = 0 % - 10 %; keseragaman sangat baik = 11 % - 20 %; keseragaman baik = 21 % - 30 %; keseragaman cukup baik dR = lendutan rata-rata pada suatu seksi jalan

∑

s n

n d

(51)

s = deviasi standar/simpangan baku

= ) 1 ( 2 1 1 2 −     −    

_∑

s s n n s n n d d n s s

d = lendutan balik (dB) atau lendutan langsung (dL) dari setiap titik seksi jalan ns = jumlah titik pemeriksaan pada suatu seksi jalan.

 Lendutan Wakil

Untuk menentukan besarnya lendutan yang mewakili suatu sub ruas/seksi jalan, digunakan rumus yang disesuaikan dengan fungsi/kelas jalan, yaitu:

Dwakil = dR + 2 s; untuk jalan arteri / tol (tingkat kepercayaan 98%) Dwakil = dR + 1,64 s; untuk jalan kolektor (tingkat kepercayaan 95%) Dwakil = dR + 1,28 s; untuk jalan lokal (tingkat kepercayaan 90%) dimana :

Dwakil = lendutan yang mewakili suatu seksi jalan dR = lendutan rata-rata pada suatu seksi jalan s = deviasi standar

II.3.3.3. Tebal Lapis Tambah

 Faktor Koreksi Tebal Lapis Tambah

Tebal lapis tambah yang diperoleh adalah berdasarkan temperatur standar 35ºC, maka untuk masing-masing daerah perlu dikoreksi karena memiliki temperatur perkerasan rata tahunan (TPRT) yang berbeda. Data temperatur perkerasan rata-rata tahunan untuk setiap daerah atau kota ditunjukkan pada Lampiran A, sedangkan

(52)

faktor koreksi tebal lapis tambah/overlay (Fo) dapat diperoleh dengan menggunakan Gambar 2.9 atau Rumus:

Fo = 0,5032 x EXP(0,0194 x TPRT) dimana :

Fo = faktor koreksi tebal lapis tambah

TPRT = temperatur perkerasan rata-rata tahunan untuk daerah/kota tertentu (Tabel A1 pada lampiran A)

Gambar 2.9 Faktor Koreksi Tebal Lapis Tambah/Overlay (Fo) Sumber : Dinas Pekerjaan Umum Pd. T-05-2005-B

 Jenis Lapis Tambah

Pedoman ini berlaku untuk lapis tambah dengan Laston, yaitu modulus resilient (MR) sebesar 2000 MPa dan Stabilitas Marshall minimum 800 kg. Nilai modulus resilient (MR) diperoleh berdasarkan pengujian UMATTA atau alat lain dengan temperatur pengujian 25ºC. Apabila jenis campuran beraspal untuk lapis tambah menggunakan Laston Modifikasi dan Lataston atau campuran beraspal yang mempunyai sifat berbeda (termasuk untuk Laston) dapat menggunakan faktor

(53)

koreksi tebal lapis tambah penyesuaian (FKTBL) sesuai Gambar 2.10 dan Tabel 2.11 atau Rumus:

FKTBL = 12,51 x MR-0,333 dimana :

FKTBL = faktor koreksi tebal lapis tambah penyesuian MR = Modulus Resilient (MPa)

Gambar 2.10 Faktor Koreksi Tebal Lapis Tambah Penyesuaian (FKTBL) Sumber : Dinas Pekerjaan Umum Pd. T-05-2005-B

Tabel 2.11 Faktor Koreksi Tebal Lapis Tambah Penyesuaian (FKTBL)

Jenis Lapisan

Modulus Resilien, MR (MPa)

Stabilitas Marshall (kg)

FkTBL

Laston Modifikasi 3000 min. 1000 0,85

Laston 2000 min. 800 1,00

Lataston 1000 min. 800 1,23

(54)

Perhitungan tebal lapis tambah perkerasan lentur dapat menggunakan rumus-rumus atau gambar yang telah dijelaskan sebelumnya. Tahapan perhitungan tebal lapis tambah adalah sebagai berikut :

a. Hitung repitisi beban lalu-lintas rencana (CESA) dalam ESA

b. Hitung lendutan hasil pengujian dengan alat FWD atau BB dan koreksi dengan faktor muka air tanah (faktor musim, Ca) dan faktor temperatur standar (Ft) serta faktor beban beban uji (FKB-FWD untuk pengujian dengan FWD dan FKB-BB untuk pengujian dengan BB bila beban uji tidak tepat sebesar 8,16 ton)

c. Tentukan panjang seksi yang memiliki keseragaman (FK) yang sesuai dengan tingkat keseragaman yang diinginkan

d. Hitung lendutan wakil (Dwakil) untuk masing-masing seksi jalan yang tergantung dari kelas jalan

e. Hitung lendutan rencana/ijin (Drencana) untuk lendutan dengan alat FWD atau untuk lendutan dengan alat BB

Drencana = 17,004 x CESA(0,2307) Drencana = 22,208 x CESA(0,2307) dimana :

Drencana = lendutan rencana (mm)

CESA = akumulasi ekivalen beban sumbu standar (ESA)

atau dengan memplot data lalu lintas rencana (CESA) pada Gambar 2.11 Kurva C untuk lendutan dengan alat FWD dan Kurva D untuk lendutan balik dengan alat BB

(55)

f. Hitung tebal lapis tambah/overlay (Ho) dengan memplot pada Gambar 2.12 atau menggunakan Rumus:

Ho =

[

(

)

]

0597 , 0

) ln(

0364 , 1

ln + Dsblov − Dstlov

dimana :

Ho = tebal lapis tambah sebelum dikoreksi temperatur rata-rata tahunan daerah tertentu (cm)

Dsbl ov = lendutan sebelum lapis tambah/Dwakil (mm) Dstl ov = lendutan setelah lapis tambah/Drencana (mm)

g. Hitung tebal lapis tambah/overlay terkoreksi (Ht) dengan mengkalikan Ho dengan faktor koreksi overlay (Fo), yaitu sesuai Rumus:

Ht = Ho x Fo dimana :

Ht = tebal lapis tambah /overlay Laston setelah dikoreksi dengan temperatur rata-rata tahunan daerah tertentu (cm)

Ho = tebal lapis tambah/overlay Laston sebelum dikoreksi dengan temperatur rata-rata tahunan daerah tertentu (cm)

Fo = faktor koreksi tebal lapis tambah/overlay

h. Bila jenis atau sifat campuran beraspal yang akan digunakan tidak sesuai dengan ketentuan di atas maka tebal lapis tambah harus dikoreksi dengan faktor koreksi tebal lapis tambah penyesuaian (FKTBL).

(56)

Gambar 2.11 Hubungan Antara Lendutan Rencana dan Lalu Lintas Sumber : Dinas Pekerjaan Umum Pd. T-05-2005-B

Gambar 2.12 Tebal lapis tambah/overlay (Ho) Sumber : Dinas Pekerjaan Umum Pd. T-05-2005-B

II.4.3. Pendekatan Mekanistik

Prinsip utama dari Metoda Analitis Mekanistik pada perkerasan lentur adalah mengasumsikan perkerasan jalan menjadi suatu struktur “multi-layer (elastic) structure”.5 Akibat beban kendaraan yang bekerja diatasnya, yang dalam hal ini dianggap sebagai beban statis merata, maka akan timbul tegangan (stress) dan

(57)

regangan (strain) pada struktur tersebut. Lokasi tempat bekerjanya tegangan/regangan maksimum dan karakteristik material perkerasan merupakan kriteria perancangan tebal struktur perkerasan.

Pada Metoda ini prinsip pengukuran lendutan masih tetap digunakan, tetapi dilakukan pada beberapa titik secara bersamaan. Alat untuk mengukurnya dinamakan

“Falling Weight Deflectometer” (FWD), yang bekerja dengan prinsip beban

tumbukan (impuls) yang dijatuhkan diatas permukaan perkerasan dan reaksi baliknya ditangkap oleh 7 (tujuh) buah deflektor yang terpasang dengan jarak tertentu.9 Selain itu, karakteristik dari setiap lapis perkerasan tidak lagi dinyatakan oleh ”layer

Coefficient” melainkan oleh suatu besaran ”intrinsik’ material yang dinamakan

”Stiffness Modulus” atau ”Dynamic Modulus” untuk lapis beraspal dan ”Resilient

Modulus” untuk lapis agregat maupun lapis tanah dasar.

Besarnya nilai lendutan akibat beban yang bekerja pada struktur perkerasan

existing akan di iterasi sehingga akan diperoleh nilai-nilai modulus yang mewakili

struktur perkerasan tersebut. Pada umumnya nilai-nilai ini akan lebih rendah dari nilai awalnya, sehingga tegangan/regangan yang terjadi akibat beban akan melibihi nilai batasnya. Oleh karena itu diperlukan lapis tambah yang dapat menurunkan nilai-nilai tegangan/regangan tersebut, agar tetap memenuhi persyaratan nilai batas.

Beberapa contoh metoda perencanaan tebal overlay yang mengacu kepada metoda Analisis-Mekanistik dan ditampilkan dalam bentuk chart atau nomogram, antara lain metoda NAASRA-Auatralia dan metoda Nottingham. Sedangkan metoda ini yang ditampilkan dalam bentuk software atau program komputer antara lain: program CIRCLY, program DAMA, program ELMOD, program MODCALC, dan program BACKCALC. 9

(58)

BAB III APLIKASI

III.I. DATA KONDISI PERKERASAN

Data kondisi perkerasan yang dibutuhkan meliputi : - Lebar perkerasan jalan = 6 meter

- jumlah lajur = 2 lajur dan 2 arah - Kemiringan (Camber) = 0,5 %

- Jenis perkerasan yang ada = Aspal Beton (AC)

III.2. DATA VOLUME LALU-LINTAS

Data lalu lintas yang digunakan merupakan asumsi data survey selama 5 hari pada ruas JALINTIM (Jalan Lintas Timur) Sumatera segmen Palembang - Jambi. Sedangkan jenis kendaraan yang digunakan merupakan jenis kendaraan faktual yang beroperasi pada ruas jalan tersebut. Berikut ini diperlihatkan data lalu-lintas seperti ditunjukkan Tabel 3.1.

(59)

Tabel 3.1 Data Lalu-lintas

No Tipe

Kendaraan

Berat Sumbu Rata-rata (Ton) Arah (Hari Ke-1) Arah (Hari Ke-2) Arah (Hari Ke-3) Arah (Hari Ke-4) Arah (Hari Ke-5) LHR

Depan Tengah Belakang X Y X Y X Y X Y X Y

1 2 3 4 5

Truck 2 as Truck 3 as Trailer 4 as Trailer 5 as Trailer 6 as

6,966 6,949 7,486 6,914 7,088 - - 10,670 10,904 19,853 12,040 21,733 22,754 31,766 28,686 394 84 4 3 5 396 81 3 2 2 400 79 2 2 4 385 82 5 4 2 402 77 2 1 1 361 85 3 5 5 378 79 1 2 4 388 83 4 3 3 403 83 3 4 17 392 86 3 1 15 780 164 6 5 7

(60)

III.3. DATA LENDUTAN

Kondisi struktural jalan diasumsikan dari survey alat BB (Benkelman Beam) untuk pengukuran lendutan tiap 100 m, seperti terlihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2 Data Lendutan STATION LENDUTA

N (MM)

STATION LENDUTAN (MM)

0.000 0,9 2.700 1,0 5.400 0,7

0.100 0,7 2.800 1,0 5.500 0,9

0.200 0,6 2.900 1,1 5.600 0,7

0.300 0,5 3.000 1,3 5.700 1,1

0.400 0,4 3.100 0,6 5.800 0,5

0.500 0,7 3.200 0,7 5.900 0,9

0.600 1,7 3.300 0,6 6.000 0,7

0.700 0,6 3.400 0,5 6.100 1,0

0.800 0,4 3.500 1,0 6.200 0,9

0.900 0,5 3.600 0,5 6.300 1,8

1.000 0,6 3.700 0,4 6.400 2,1

1.100 0,9 3.800 1,0 6.500 1,9

1.200 1,1 3.900 1,1 6.600 0,9

1.300 0,8 4.000 1,1 6.700 0,8

1.400 1,2 4.100 0,7 6.800 1,6

1.500 1,0 4.200 0,5 6.900 1,8

1.600 0,7 4.300 0,9 7.000 2,0

1.700 0,4 4.400 3,4 7.100 1,1

1.800 0,9 4.500 2,3 7.200 0,8

1.900 0,7 4.600 1,8 7.300 1,0

2.000 1,4 4.700 0,9 7.400 0,7

2.100 1,6 4.800 0,6 7.500 1,2

2.200 1,1 4.900 1,0 7.600 1,6

2.300 0,4 5.000 1,3 7.700 1,1

2.400 0,8 5.100 0,6 7.800 0,8

2.500 0,9 5.200 1,4 7.900 0,6

(61)

III.4. PERHITUNGAN VOLUME LALU-LINTAS

Perhitungan volume lalu lintas dilakukan untuk mengetahui beban yang harus didukung oleh struktur perkerasan selama umur layan jalan. Asumsi yang digunakan dalam simulasi ini adalah pertumbuhan lalu lintas 5%, serta umur rencana 5 tahun dan 10 tahun.

Diketahui : r = 5 % n1 = 5 tahun n2 = 10 tahun LHR = Tabel 3.1

III.4.1. Roadwork Desain System (RDS)

Pada RDS jumlah beban sumbu standar dihitung dengan RDS ESA, yaitu sub-paket program untuk perhitungan beban lalu lintas pada suatu ruas jalan dalam suatu umur rencana tertentu. Adapun input dan output perhitungannya adalah :

(62)

 Input

Bina Marga Road Design System Traffic Analysis

Link Number... :

3,0010

Project Name... ... : Lapis Tambah

Terrain type, (F or M) ... : F

(Flat or Mountainous)

Link Classification (A,K or L) ... : A

(Arteri, Kolektor or Lokal)

Data Source... : FIELD SURVEY

Programme... : Tugas Akhir Rustam Miswandi

TRAFFIC INPUT DATA

Year of traffic count : 2008

Year of first traffic : 2009

Design life : 10

2-WAY Ave ADT

M+B+T : 0

Heavy Bus : 0

Medium Truck : 780

Heavy Truck & T/T : 182

Growth Rates (%)

M+B+T : 5

Heavy Bus : 5

Medium Truck : 5

Heavy Truck & T/T : 5

ADT Graph

(63)

 Output

TUGAS AKHIR RUSTAM MISWANDI TRAFFIC ANALYSIS

LINK NUMBER... : 3,0010

NAME... : Lapis Tambah PROVINCE... : Sumut ROAD CLASS... : Flat Arterial

DATA SOURCE... : FIELD SURVEY

TRAFFIC INPUT DATA

Year of traffic count (T0) : 2008

Year of first traffic (T1) : 2009

Design Life (TL) : 10

2-WAY Ave ADT

M+B+T 0

Heavy Bus 0

Medium Truck 780

Heavy Truck & T/T 182

GROWTH RATES (%)

M+B+T 5,0

Heavy Bus 5,0

Medium Truck 5,0

Heavy Truck & T/T 5,0

AVERAGE VEHICLE DAMAGE FACTORS (VDF)

(avg VDF)

Heavy Bus 0,81

Medium Truck 2,20

Heavy Truck & T/T 3,62

OUTPUT DATA

DESIGN LIFE (YEARS) ESAX106

2.5 1,18

5.0 2,51

7.5 4,02

10.0 5,72

Midlife 2 way ADT 2014 1.289

(64)

III.4.2. Metoda Asphalt Institute MS-17

EAL = ∑ (jumlah kendaraan x truk faktor x faktor pertumbuhan)

 Jumlah kendaraan

 Truck 2 as = 780

 Truck 3 as = 164

 Trailer 4 as = 6

 Trailer 5 as = 5

 Trailer 6 as = 6

 Truck faktor

 Truck 2 as = 0,42 (Tabel 2.3)

 Truck 3 as = 1,99 (Tabel 2.3)

 Trailer 4 as = 1,64 (Tabel 2.3)

 Trailer 5 as = 1,69 (Tabel 2.3)

 Trailer 6 as = 1,69 (Tabel 2.3)

 Faktor pertumbuhan

 Untuk r = 5 % dan n = 5 tahun, maka N = 5,53 (Tabel 2.4)

(65)

 Umur Rencana 5 Tahun

Jenis kendaraan

Jumlah Kendaraan

Truk Faktor

Faktor Pertumbuhan

EAL

1 2 3 1 x 2 x 3

Truck 2 as 284.700 0,42 5,53 661.244

Truck 2 as 59.860 1,99 5,53 658.741

Trailer 4 as 2.190 1,64 5,53 19.862

Trailer 5 as 1.825 1,69 5,53 17.056

Trailer 6 as 2.555 1,69 5,53 23.878

EAL Total 1.380.781

Jumlah Kendaraan berdasarkan AADT = LHR x 365

 Umur Rencana 10 Tahun

Jenis kendaraan

Jumlah Kendaraan

Truk Faktor

Faktor Pertumbuhan

EAL

1 2 3 1 x 2 x 3

Truck 2 as 284.700 0,42 12,58 1.504.241

Truck 2 as 59.860 1,99 12,58 1.498.547

Trailer 4 as 2.190 1,64 12,58 45.182 Trailer 5 as 1.825 1,69 12,58 38.800 Trailer 6 as 2.555 1,69 12,58 54.320

EAL Total 3.141.090

(66)

III.4.3. Metoda Pd T-05-2005-B

CESA =

∑

− MP Trailer Traktor N x C x E x 365 x m

 m = Jumlah masing-masing jenis kendaraan

 Truck 2 as = 780

 Truck 3 as = 164

 Trailer 4 as = 6

 Trailer 5 as = 5

 Trailer 6 as = 6

 365 = Jumlah hari dalam satu tahun

 E = Ekivalen beban sumbu

 Truck 2 as =

4 4 16 , 8 040 , 12 40 , 5 966 , 6     +    

= 7,51

 Truck 3 as =

4 4 76 , 13 733 , 21 40 , 5 949 , 6     +    

= 8,97

 Trailer 4 as =

4 4 4 76 , 13 754 , 22 16 , 8 670 , 10 40 , 5 486 , 7     +     +    

(67)

 Trailer 5 as = 4 4 4 45 , 18 766 , 31 16 , 8 904 , 10 40 , 5 914 , 6     +     +    

= 14,66

 Trailer 6 as =

4 4 4 45 , 18 686 , 28 76 , 13 853 , 19 40 , 5 088 , 7     +     +    

= 13,15

 C = koefisien distribusi kendaraan = 0,5 (Tabel 2.6)

 N = faktor hubungan umur rencana dengan perkembangan lalu lintas

 Untuk r = 5 % dan n = 5 tahun, maka N = 5,66 (Tabel 2.8)

 Untuk r = 5 % dan n = 10 tahun, maka N = 12,89 (Tabel 2.8 )

 Umur Rencana 5 Tahun

Jenis kendaraan

Jumlah hari (1 tahun)

E C N EAL

1 2 3 4 5 1 x 2 x 3 x 4 x 5

Truck 2 as 780 365 7,51 0,5 5,66 6.050.815 Truck 2 as 164 365 8,97 0,5 5,66 1.519.522 Trailer 4 as 6 365 14,09 0,5 5,66 87.326 Trailer 5 as 5 365 14,66 0,5 5,66 75.715 Trailer 6 as 7 365 13,15 0,5 5,66 95.083

(68)

 Umur Rencana 10 Tahun

Jenis kendaraan

Jumlah hari (1 tahun)

E C N EAL

1 2 3 4 5 1 x 2 x 3 x 4 x 5

Truck 2 as 780 365 7,51 0,5 12,89 13.780.035 Truck 2 as 164 365 8,97 0,5 12,89 3.460.605 Trailer 4 as 6 365 14,09 0,5 12,89 198.874 Trailer 5 as 5 365 14,66 0,5 12,89 172.433 Trailer 6 as 7 365 13,15 0,5 12,89 216.541

EAL Total 17.828.488

III.5 DESAIN LENDUTAN

Untuk menentukan desain lendutan, pertama-tama harus dilakukan pembagian seksi berdasarkan keseragaman data lendutan. Secara sederhana pembagian seksi dapat dilakukan dengan mengambarkan grafik lendutan terhadap jarak kemudian menarik garis untuk pembagian seksi berdasarkan pengamatan visual, seperti terlihat pada Gambar 3.2

Dalam perhitungan ini jumlah lalu lintas rencana (CESA) diasumsikan sebesar = 7.828.490 dan Temperatur Perkerasan Rata - Rata Tahunan ( TPRT ) untuk kota Medan = 35ºC (lihat Lampiran A).

(69)

Gambar 3.1 Data Lendutan Sebelum Penyesuaian FK & Pembagian Seksi

(70)

III.5.1. Metoda Pd T-05-2005-B

 SEKSI I

Station 0,00 – 5,70

∑ = 53,80 NO STATION LENDUTAN

(MM)

NO STATION LENDUTAN (MM)

1 0.000 0,9 30 2.900 1,1

2 0.100 0,7 31 3.000 1,3

3 0.200 0,6 32 3.100 0,6

4 0.300 0,5 33 3.200 0,7

5 0.400 0,4 34 3.300 0,6

6 0.500 0,7 35 3.400 0,5

7 0.600 1,7 36 3.500 1,0

8 0.700 0,6 37 3.600 0,5

9 0.800 0,4 38 3.700 0,4

10 0.900 0,5 39 3.800 1,0

11 1.000 0,6 40 3.900 1,1

12 1.100 0,9 41 4.000 1,1

13 1.200 1,1 42 4.100 0,7

14 1.300 0,8 43 4.200 0,5

15 1.400 1,2 44 4.300 0,9

16 1.500 1,0 45 4.400 3,4

17 1.600 0,7 46 4.500 2,3

18 1.700 0,4 47 4.600 1,8

19 1.800 0,9 48 4.700 0,9

20 1.900 0,7 49 4.800 0,6

21 2.000 1,4 50 4.900 1,0

22 2.100 1,6 51 5.000 1,3

23 2.200 1,1 52 5.100 0,6

24 2.300 0,4 53 5.200 1,4

25 2.400 0,8 54 5.300 1,0

26 2.500 0,9 55 5.400 0,7

27 2.600 0,6 56 5.500 0,9

28 2.700 1,0 57 5.600 0,7

(71)

 Lendutan rata-rata (dR)

∑

= s s d d d 1 58 80 , 53 =

= 0,928 mm

 Deviasi Standar (s)

) 1 ( ) ( ) ( 1 1 2 2 − − =

∑

s s n n s n n d d n s s ) 1 58 ( 58 ) 80 , 53 ( ) 34 , 64 ( 58 2 − − = 3306 44 , 2894 72 , 3731 − =

= 0,503

 Tingkat Keseragaman (FK)

% 100 × = R d s % 100 928 , 0 503 , 0 × =

(72)

 Dwakil (Dsbl ov) = dR + 1,64 s

= 0,928 + 1,64 x 0,503 = 1,752 mm

 Drencana (Dstl ov) = 22,208 x CESA(-0,2307) = 22,208 x 7.828.490(-0,2307) = 0,570 mm

 Tebal Lapis Tambah Sebelum Dikoreksi Temperatur (Ho)

(

)

(

)

(

)

[

]

0597 , 0 0364 ,

1 Ln D_wakil Ln D_rencana

Ln + −

(

)

(

)

(

)

[

]

0597 , 0

570 , 0 752

, 1 0364

1 Ln Ln

Ln + −

= 19,408 cm

 Faktor Koreksi Tebal Lapis Tambah (Fo)

= 1,00 (Gambar 2.9)

 Tebal Lapis Tambah Setelah Dikoreksi Temperatur (Ht)

= Ho x Fo = 19,408 x 1,00 = 19,408 cm

(73)

 SEKSI II

Station 5,80 – 8,00

∑ = 26,50

 Lendutan rata-rata (dR)

∑

= s

s d

23 50 , 26

= 1,152 mm

NO STATION LENDUTAN (MM)

1 5.800 0,5 13 7.000 2,0

2 5.900 0,9 14 7.100 1,1

3 6.000 0,7 15 7.200 0,8

4 6.100 1,0 16 7.300 1,0

5 6.200 0,9 17 7.400 0,7

6 6.300 1,8 18 7.500 1,2

7 6.400 2,1 19 7.600 1,6

8 6.500 1,9 20 7.700 1,1

9 6.600 0,9 21 7.800 0,8

10 6.700 0,8 22 7.900 0,6

11 6.800 1,6 23 8.000 0,7

(74)

 Deviasi Standar (s) ) 1 ( ) ( ) ( 1 1 2 2 − − =

∑

s s n n s n n d d n s s ) 1 23 ( 23 ) 50 , 26 ( ) 91 , 35 ( 23 2 − − = 506 25 , 702 93 , 825 − =

= 0,494

 Tingkat Keseragaman (FK)

% 100 × = R d s % 100 152 , 1 494 , 0 × =

= 43 %

 Dwakil (Dsbl ov) = dR + 1,64 s

= 1,152 + 1,64 x 0,494 = 1,962 mm

(1)

Lampiran B

Gambar Alat Pengujian Lendutan

Gambar B.1a. Rangkaian Alat Falling Weight Deflectometer (FWD)

Gambar B.1b. Trailer Alat Falling Weight Deflectometer (FWD)

(2)

Gambar B.2a. Rangkaian Alat Benkelman Beam (BB)

Gambar B.2b. Skema Benkelman Beam (BB)

Gambar B.2c. Ban Roda Belakang Truk Standar

(3)

Lampiran C Tampilan Rds

Gambar C.1 Tampilan Macro Security

(4)

Gambar C.3 Tampilan Isian Data

(5)

Gambar C.5 Tampilan RDSSORT

(6)

Kajian Metoda Perencanaan Tebal Lapis Tambah Perkerasan Lentur