Analisa Koefisien Grip Antara Ban Dan Permukaan Jalan
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Ban menjadi satu-satunya komponen pada kendaraan yang bersentuhan
langsung dengan permukaan jalan. Maka perannya penting dan turut menentukan
keamanan,
kenyamanan,
kestabilitas
kendaraan
terhadap
jalan
dan
untuk
meningkatkan percepatan serta mempermudah pergerakan. Dilihat dari struktur
carcass atau casing ban, maka ban dapat digolongkan atas ban bias dan ban radial [1].
Ban bias yang sering juga disebut ban dengan serat silang yaitu dimana serat-serat
penguat pada carcass disusun menyilang sedangkan ban radial adalah ban dimana
serat-serat penguat pada carcass disusun secara radial. Ban radial mempunyai aspek
ratio yaitu perbandingan tinggi dan lebar lebih kecil dari ban bias [2].
Ban mobil telah dibekali beragam teknologi yang terdiri dari banyak
komponen bangun, ada satu yang juga menjadi ujung tombak kinerja ban, yakni pada
bagian karet terluar pada permukaan atau dikenal juga sebagai tapak ban. Tapak
inilah yang bertanggung jawab terhadap kontak dengan jalanan, sehingga sangat
penting peranannya. Tapak ban sangat mempengaruhi daya cengkram antara ban dan
permukaan jalan. Secara aktual kedua faktor ini saling terintegrasi satu dengan yang
lainnya. Jika salah satu dari kedua faktor tersebut tidak terintegrasi dengan baik maka
akan dapat menyebabkan kecelakaan. Kejadian seperti ini tentu saja tidak diinginkan
Universitas Sumatera Utara
terjadi pada saat mengendarai kendaraan. Seperti contoh kecelakaan yang terjadi
pada balapan MotoGP 2015 selalu ada joki yang terjatuh mulai dari Valentino Rossi
hingga Marc Marquez, rata-rata para pembalap mengeluhkan kinerja cengkraman ban
depan Michelin yang dianggap terlalu lemah saat berada di lintasan. "Ketika menuju
tikungan, saya kehilangan keseimbangan dan juga ketika kami sedang dalam
kecepatan penuh," ucap Lorenzo beberapa waktu lalu.
Karena ban peranannya penting dan turut menentukan keamanan,
kenyamanan, kestabilitas kendaraan terhadap jalan dan untuk meningkatkan
percepatan serta mempermudah pergerakan perlu diperhatikan pemakaian ban yang
tepat saat berkendaraan. Cengkram ban juga dipengaruhi oleh tekanan udara yang
digunakan, karena hal ini menentukan besar defleksi ban saat bersentuhan dengan
permukaan jalan.
Mungkin kita sering bertanya-tanya kesesuaian antara kecepatan dan tekanan
udara ban agar diperoleh kenyamanan saat berkendaraan, ada juga yang berpendapat
supaya awet ban harus diberi tekanan >34 psi. Rata-rata pemakaian tekanan ban
depan untuk mobil pribadi adalah 30-32 psi dan pada ban mobil belakang 32-34 psi.
Kurangnya tekanan udara ban dapat menghasilkan kelenturan yang berlebihan
demikian juga tekanan udara berlebih dapat mempengaruhi umur masa pakai ban.
Tekanan udara ban mempengaruhi cengkraman ban terhadap permukaan jalan.
Cengkraman ban dipengaruhi juga oleh kekasaran permukaan jalan dan defleksi
permukaan jalan yang diakibatkan berat kendaraan. Permukaan jalan yang dilalui
Universitas Sumatera Utara
kendaraan umumnya terdiri dari permukaan aspal dan permukaan beton. Jalan AH.
Nasution Medan seperti terlihat pada Gambar 1.1 memiliki dua tekstur permukaan
jalan yaitu permukaan jalan aspal dan permukaan jalan beton pekerjaan tahun 2014.
Keterangan:
1-2 Permukaan jalan aspal
2-3 Permukaan jalan beton
3
2
1
Gambar 1.1 Peta jalan AH. Nasution Medan
sebagai tempat penelitian koefisien grip.
Berdasarkan pedoman bina Marga tahun 1997, tata cara pedoman
perencanaan geometrik jalan antar kota (TPGJAK), klasifikasi jalan terbagi menjadi
jalan alteri, jalan kolektor dan jalan lokal. Jalan AH. Nasution merupakan jalan lokal
yaitu jalan yang melayani angkutan setempat dengan ciri – ciri perjalanan jarak
dekat, kecepatan rata–rata rendah dan jumlah jalan masuk tidak dibatasi. Sementara
muatan sumbu maksimalnya adalah 8 ton. Pada Gambar 1.1 terlihat angka (1-2)
adalah permukaan jalan aspal sepanjang 3200 m dan angka (2-3) adalah permukaan
jalan beton sepanjang 1400 m. Mengendarai mobil dengan penggunaan tekanan udara
ban yang tepat akan memberikan koefisien grip yang maksimal terhadap kontak
tapak ban dengan permukaan jalan sehingga akan menjaminan
keselamatan,
kenyamanan, peforma, maupun efisiensi, tentunya menjadi lebih tinggi. Penyelidikan
terhadap koefisien grip jalan yang diakibatkan oleh kendaraan telah dilakukan oleh
beberapa Peneliti di antaranya adalah:
Universitas Sumatera Utara
Riki Hendarto (2014) melakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh
komposisi kompon ban pada koefisien grip pada lintasan semen. Komposisi kompon
terdiri dari campuran karet mentah dengan bahan-bahan kimia yang belum
divulkanisasi. Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, komposisi kompon
sangat berpengaruh terhadap koefisien grip ban. Penambahan carbon black dan sulfur
pada spesimen kompon sangat berpengaruh terhadap koefisien grip ban.
Ihwan Basirun Nur Soleh (2016) melakukan penelitian untuk mengetahui
pengaruh black carbon dan sulfur terhadap koefisien grip bahan ban luar dengan
batikan bulat di lintasan beton pada kondisi kering dan basah, serta mempelajari
perbandingan hasil pengujian koefisien grip antara kompon buatan dan pasaran. Hasil
pengujian menunjukkan penambahan beban saat pengujian koefisien grip pada bahan
ban luar batikan bulat dapat meningkatkan koefisien grip. Peningkatan jumlah sulfur
dan karbon mengakibatkan penurunan koefisien grip pada bahan ban luar batikan
bulat.
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka yang menjadi permasalahan dalam
penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kekasaran dan kelendutan
permukaan jalan yang terintergrasi kepada tekanan udara ban terhadap koefisien grip.
1.2.
Perumusan Masalah
Ban bekerja dengan memanfaatkan gaya gesek (Ff) permukaannya dengan
permukaan jalan, gaya gesek ini disebut dengan istilah grip [3]. Gaya gesek
Universitas Sumatera Utara
merupakan salah satu jenis gaya sentuh. Gaya gesek selalu bekerja dalam arah yang
berlawanan dari kecepatan bergerak [4]. Gaya gesek ialah gaya yang diakibatkan oleh
dua permukaaan benda yang bersentuhan. Gaya gesek ban
dipengaruhi oleh
kekasaran permukaan jalan (IRI) dan kelendutan permukaan jalan (dL).
Gaya gesek dipengaruhi oleh kekasaran permukaan jalan karena semakin
kasar permukaan dua benda yang bersentuhan, gaya gesek yang bekerja juga akan
semakin besar, begitupun sebaliknya semakin licin permukaan dua benda yang
bersentuhan semakin kecil pula gaya gesek yang bekerja
.Penelitian ini adalah untuk menganalisa pengaruh koefisien grip ban yang
disebabkan kekasaran permukaan jalan µk = ƒ (IRI) dan pengaruh koefisien grip ban
yang disebabkan kelendutan permukaan jalan µk = ƒ (dL), adapun kendaraan yang
digunakan dalam penelitian ini adalah mobil Toyota kijang 2.4 D GLX 2003 mesin
diesel memiliki daya maksimum 83 Ps pada 4200 rpm dengan torsi maksimum 16,3
kgm pada 2400 rpm memakai bahan bakar solar dengan sistem pasokan bahan bakar
injection
dengan massa 1500 kg, menggunakan ban Radial (Bridgestone)
195/70R14, diameter ban 610 mm, pola ban Rib-Lug simetris dan kisaran tekanan
udara ban 28 psi, 30 psi, 32 psi, 34 psi dan 36 psi.
Nilai koefisien grip yang diperoleh dari hasil eksperimen terhadap permukaan
jalan akan diintegrasikan ke nilai koefisien gesek yaitu kekesatan jalan yang
diterbitkan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 19/PRT/M/20011 tentang Persyaratan
Teknis Jalan Untuk Ruas Jalan Dalam Sistem Jaringan Jalan Primer yaitu kekesatan
Universitas Sumatera Utara
memanjang paling tinggi 0, 33 sehingga dapat menentukan tekanan udara ban yang
aman saat melintas dipermukaan jalan aspal dan permukaan jalan beton.
1.3.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah yang telah diuraikan, maka
penelitian ini bertujuan untuk:
1. Mengetahui kekasaran permukaan jalan aspal dan kekasaran permukaan
jalan beton.
2. Mengetahui pengaruh kekasaran permukaan jalan terhadap koefisien grip.
3. Mengetahui pengaruh kelendutan permukaan jalan terhadap koefisien grip.
4. Menentukan penggunaan tekanan udara ban yang aman saat melintas pada
permukaan jalan aspal dan jalan beton.
1.4.
Manfaat Penelitian
Adapun hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi:
1. Kementerian Pekerjaan Umum Direktorat Jendral Bina Marga Balai Besar
Pelaksanaan Jalan Nasional-I Jl. Sakti lubis Medan sebagai bahan kajian.
2. Mahasiswa lainnya yang ingin mengembangkan hasil penelitian ini serta
dapat dijadikan sebagai pembanding dalam pembahasan kajian yang sama.
3. Pengemudi mobil agar mendapatkan keamanan dan kenyamanan saat
berkendaraan.
4. Industri pembuatan ban mobil sebagai data untuk mendapatkan konstruksi
ban yang lebih baik.
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Ban menjadi satu-satunya komponen pada kendaraan yang bersentuhan
langsung dengan permukaan jalan. Maka perannya penting dan turut menentukan
keamanan,
kenyamanan,
kestabilitas
kendaraan
terhadap
jalan
dan
untuk
meningkatkan percepatan serta mempermudah pergerakan. Dilihat dari struktur
carcass atau casing ban, maka ban dapat digolongkan atas ban bias dan ban radial [1].
Ban bias yang sering juga disebut ban dengan serat silang yaitu dimana serat-serat
penguat pada carcass disusun menyilang sedangkan ban radial adalah ban dimana
serat-serat penguat pada carcass disusun secara radial. Ban radial mempunyai aspek
ratio yaitu perbandingan tinggi dan lebar lebih kecil dari ban bias [2].
Ban mobil telah dibekali beragam teknologi yang terdiri dari banyak
komponen bangun, ada satu yang juga menjadi ujung tombak kinerja ban, yakni pada
bagian karet terluar pada permukaan atau dikenal juga sebagai tapak ban. Tapak
inilah yang bertanggung jawab terhadap kontak dengan jalanan, sehingga sangat
penting peranannya. Tapak ban sangat mempengaruhi daya cengkram antara ban dan
permukaan jalan. Secara aktual kedua faktor ini saling terintegrasi satu dengan yang
lainnya. Jika salah satu dari kedua faktor tersebut tidak terintegrasi dengan baik maka
akan dapat menyebabkan kecelakaan. Kejadian seperti ini tentu saja tidak diinginkan
Universitas Sumatera Utara
terjadi pada saat mengendarai kendaraan. Seperti contoh kecelakaan yang terjadi
pada balapan MotoGP 2015 selalu ada joki yang terjatuh mulai dari Valentino Rossi
hingga Marc Marquez, rata-rata para pembalap mengeluhkan kinerja cengkraman ban
depan Michelin yang dianggap terlalu lemah saat berada di lintasan. "Ketika menuju
tikungan, saya kehilangan keseimbangan dan juga ketika kami sedang dalam
kecepatan penuh," ucap Lorenzo beberapa waktu lalu.
Karena ban peranannya penting dan turut menentukan keamanan,
kenyamanan, kestabilitas kendaraan terhadap jalan dan untuk meningkatkan
percepatan serta mempermudah pergerakan perlu diperhatikan pemakaian ban yang
tepat saat berkendaraan. Cengkram ban juga dipengaruhi oleh tekanan udara yang
digunakan, karena hal ini menentukan besar defleksi ban saat bersentuhan dengan
permukaan jalan.
Mungkin kita sering bertanya-tanya kesesuaian antara kecepatan dan tekanan
udara ban agar diperoleh kenyamanan saat berkendaraan, ada juga yang berpendapat
supaya awet ban harus diberi tekanan >34 psi. Rata-rata pemakaian tekanan ban
depan untuk mobil pribadi adalah 30-32 psi dan pada ban mobil belakang 32-34 psi.
Kurangnya tekanan udara ban dapat menghasilkan kelenturan yang berlebihan
demikian juga tekanan udara berlebih dapat mempengaruhi umur masa pakai ban.
Tekanan udara ban mempengaruhi cengkraman ban terhadap permukaan jalan.
Cengkraman ban dipengaruhi juga oleh kekasaran permukaan jalan dan defleksi
permukaan jalan yang diakibatkan berat kendaraan. Permukaan jalan yang dilalui
Universitas Sumatera Utara
kendaraan umumnya terdiri dari permukaan aspal dan permukaan beton. Jalan AH.
Nasution Medan seperti terlihat pada Gambar 1.1 memiliki dua tekstur permukaan
jalan yaitu permukaan jalan aspal dan permukaan jalan beton pekerjaan tahun 2014.
Keterangan:
1-2 Permukaan jalan aspal
2-3 Permukaan jalan beton
3
2
1
Gambar 1.1 Peta jalan AH. Nasution Medan
sebagai tempat penelitian koefisien grip.
Berdasarkan pedoman bina Marga tahun 1997, tata cara pedoman
perencanaan geometrik jalan antar kota (TPGJAK), klasifikasi jalan terbagi menjadi
jalan alteri, jalan kolektor dan jalan lokal. Jalan AH. Nasution merupakan jalan lokal
yaitu jalan yang melayani angkutan setempat dengan ciri – ciri perjalanan jarak
dekat, kecepatan rata–rata rendah dan jumlah jalan masuk tidak dibatasi. Sementara
muatan sumbu maksimalnya adalah 8 ton. Pada Gambar 1.1 terlihat angka (1-2)
adalah permukaan jalan aspal sepanjang 3200 m dan angka (2-3) adalah permukaan
jalan beton sepanjang 1400 m. Mengendarai mobil dengan penggunaan tekanan udara
ban yang tepat akan memberikan koefisien grip yang maksimal terhadap kontak
tapak ban dengan permukaan jalan sehingga akan menjaminan
keselamatan,
kenyamanan, peforma, maupun efisiensi, tentunya menjadi lebih tinggi. Penyelidikan
terhadap koefisien grip jalan yang diakibatkan oleh kendaraan telah dilakukan oleh
beberapa Peneliti di antaranya adalah:
Universitas Sumatera Utara
Riki Hendarto (2014) melakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh
komposisi kompon ban pada koefisien grip pada lintasan semen. Komposisi kompon
terdiri dari campuran karet mentah dengan bahan-bahan kimia yang belum
divulkanisasi. Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, komposisi kompon
sangat berpengaruh terhadap koefisien grip ban. Penambahan carbon black dan sulfur
pada spesimen kompon sangat berpengaruh terhadap koefisien grip ban.
Ihwan Basirun Nur Soleh (2016) melakukan penelitian untuk mengetahui
pengaruh black carbon dan sulfur terhadap koefisien grip bahan ban luar dengan
batikan bulat di lintasan beton pada kondisi kering dan basah, serta mempelajari
perbandingan hasil pengujian koefisien grip antara kompon buatan dan pasaran. Hasil
pengujian menunjukkan penambahan beban saat pengujian koefisien grip pada bahan
ban luar batikan bulat dapat meningkatkan koefisien grip. Peningkatan jumlah sulfur
dan karbon mengakibatkan penurunan koefisien grip pada bahan ban luar batikan
bulat.
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka yang menjadi permasalahan dalam
penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kekasaran dan kelendutan
permukaan jalan yang terintergrasi kepada tekanan udara ban terhadap koefisien grip.
1.2.
Perumusan Masalah
Ban bekerja dengan memanfaatkan gaya gesek (Ff) permukaannya dengan
permukaan jalan, gaya gesek ini disebut dengan istilah grip [3]. Gaya gesek
Universitas Sumatera Utara
merupakan salah satu jenis gaya sentuh. Gaya gesek selalu bekerja dalam arah yang
berlawanan dari kecepatan bergerak [4]. Gaya gesek ialah gaya yang diakibatkan oleh
dua permukaaan benda yang bersentuhan. Gaya gesek ban
dipengaruhi oleh
kekasaran permukaan jalan (IRI) dan kelendutan permukaan jalan (dL).
Gaya gesek dipengaruhi oleh kekasaran permukaan jalan karena semakin
kasar permukaan dua benda yang bersentuhan, gaya gesek yang bekerja juga akan
semakin besar, begitupun sebaliknya semakin licin permukaan dua benda yang
bersentuhan semakin kecil pula gaya gesek yang bekerja
.Penelitian ini adalah untuk menganalisa pengaruh koefisien grip ban yang
disebabkan kekasaran permukaan jalan µk = ƒ (IRI) dan pengaruh koefisien grip ban
yang disebabkan kelendutan permukaan jalan µk = ƒ (dL), adapun kendaraan yang
digunakan dalam penelitian ini adalah mobil Toyota kijang 2.4 D GLX 2003 mesin
diesel memiliki daya maksimum 83 Ps pada 4200 rpm dengan torsi maksimum 16,3
kgm pada 2400 rpm memakai bahan bakar solar dengan sistem pasokan bahan bakar
injection
dengan massa 1500 kg, menggunakan ban Radial (Bridgestone)
195/70R14, diameter ban 610 mm, pola ban Rib-Lug simetris dan kisaran tekanan
udara ban 28 psi, 30 psi, 32 psi, 34 psi dan 36 psi.
Nilai koefisien grip yang diperoleh dari hasil eksperimen terhadap permukaan
jalan akan diintegrasikan ke nilai koefisien gesek yaitu kekesatan jalan yang
diterbitkan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 19/PRT/M/20011 tentang Persyaratan
Teknis Jalan Untuk Ruas Jalan Dalam Sistem Jaringan Jalan Primer yaitu kekesatan
Universitas Sumatera Utara
memanjang paling tinggi 0, 33 sehingga dapat menentukan tekanan udara ban yang
aman saat melintas dipermukaan jalan aspal dan permukaan jalan beton.
1.3.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah yang telah diuraikan, maka
penelitian ini bertujuan untuk:
1. Mengetahui kekasaran permukaan jalan aspal dan kekasaran permukaan
jalan beton.
2. Mengetahui pengaruh kekasaran permukaan jalan terhadap koefisien grip.
3. Mengetahui pengaruh kelendutan permukaan jalan terhadap koefisien grip.
4. Menentukan penggunaan tekanan udara ban yang aman saat melintas pada
permukaan jalan aspal dan jalan beton.
1.4.
Manfaat Penelitian
Adapun hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi:
1. Kementerian Pekerjaan Umum Direktorat Jendral Bina Marga Balai Besar
Pelaksanaan Jalan Nasional-I Jl. Sakti lubis Medan sebagai bahan kajian.
2. Mahasiswa lainnya yang ingin mengembangkan hasil penelitian ini serta
dapat dijadikan sebagai pembanding dalam pembahasan kajian yang sama.
3. Pengemudi mobil agar mendapatkan keamanan dan kenyamanan saat
berkendaraan.
4. Industri pembuatan ban mobil sebagai data untuk mendapatkan konstruksi
ban yang lebih baik.
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara