Evaluasi Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Metode Bina Marga Pt T-01-2002-B Dengan Menggunakan Program Kenpave
BAB I
PENDAHULUAN
I.1.
UMUM
Sejarah perkembangan jalan di Indonesia yang tercatat dalam sejarah
bangsa Indonesia adalah pembangunan jalan Daendels pada Zaman Belanda, yang
di bangun dari Anyer di Banten Sampai Panarukan di Banyuwangi Jawa Timur
yang diperkirakan sepanjang 1000 km. Pembangunan tersebut dilakukan dengan
kerja paksa pada akhir abad 18. Tujuan pembangunan pada saat itu terutama untuk
kepentingan strategi dan dimasa tanam paksa untuk memudahkan pengangkutan
hasil bumi. Jalan Daendels tersebut belum direncanakan secara teknis baik
geometrik maupun perkerasannya. Konstruksi perkerasan jalan berkembang pesat
pada jaman keemasan Romawi. Pada saat itu telah mulai dibangun jalan-jalan
yang terdiri dari beberapa lapis perkerasan.[6]
Konstruksi perkerasan jalan saat ini pada umumnya ada dua jenis yaitu
perkerasan lentur (flexible pavement) dan perkerasan kaku (rigid pavement).
Selain dari kedua jenis tersebut, sekarang telah banyak digunakan jenis gabungan
(composite pavement) yaitu perpaduan antara lentur dan kaku. Perencanaan
konstruksi perkerasan juga dapat dibedakan antara perencanaan untuk jalan baru
dan untuk peningkatan (jalan lama yang sudah pernah diperkeras).[5]
Pada saat ini di Indonesia sedang giat-giatnya melakukan pembangunan di
segala bidang. Salah satunya adalah pembangunan jalan baru dan perbaikan jalan
lama (peningkatan) untuk sarana transportasi darat. Dari tahun ke tahun jumlah
Universitas Sumatera Utara
jalan yang akan dibangun dan diperbaiki semakin meningkat seiring dengan
pesatnya pertumbuhan sarana transportasi, khususnya transportasi darat.
I.2.
LATAR BELAKANG
Jaringan Jalan Raya merupakan prasarana transportasi darat yang
memegang peranan sangat penting dalam sektor perhubungan terutama untuk
kesinambungan distribusi barang dan jasa. Keberadaan jalan raya sangat
diperlukan untuk menunjang laju pertumbuhan ekonomi seiring dengan
meningkatnya kebutuhan sarana transportasi yang dapat menjangkau daerahdaerah terpencil.[5]
Persyaratan dasar suatu perkerasan jalan pada hakekatnya adalah dapat
menyediakan lapisan permukaan yang selalu rata, konstruksi yang kuat, sehingga
dapat menjamin kenyamanan dan keamanan yang tinggi untuk masa pelayanan
(umur jalan) yang cukup lama yang memerlukan pemeliharaan sekecil-kecilnya
dalam berbagai keadaan.[5] Sehingga sangat diperlukan perencanaan perkerasan
jalan yang baik dengan melakukan kajian dan penelitian tentang perkerasan lentur.
Di Indonesia metode yang digunakan dalam perencanaan tebal perkerasan
jalan adalah metode empiris Analisa Komponen 1987 yang telah digunakan sejak
lama di Indonesia. Metode Analisa Komponen 1987 adalah metode yang
bersumber dari AASHTHO ’72 dan dimodifikasi sesuai dengan kondisi berbagai
faktor di Indonesia.
Metode Analisa Komponen 1987 merupakan acuan yang digunakan di
Indonesia sampai akhirnya dikeluarkan Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan
Lentur Pt. T-01-2002-B yang bersumber dari AASHTHO 1993 dan Manual
Universitas Sumatera Utara
Desain Perkerasan Jalan No. 22.2 /KPTS/Db/2012 yang merupakan pelengkap
pedoman desain perkerasan Pt. T-01-2002-B.[8]
Mulai akhir tahun 70-an, bersamaan dengan diselenggarakannya
Konferensi ISAP di Ann Harbour, Michigan Amerika Serikat, diperkenalkan
beberapa Metoda Mekanistik oleh beberapa peneliti dan universitas terkemuka
didunia. Secara umum, metoda desain analitis lebih baik dibandingkan dengan
metoda desain empiris karena dapat menganalisis kondisi lingkungan setempat
dengan lebih rasional dan dapat menyeimbangkan antara geometrik struktur
perkerasan dengan kualitas bahan perkerasan yang tersedia.[2]
Prinsip utama dari Metode Mekanistik adalah mengasumsikan perkerasan
jalan menjadi suatu struktur “multi-layer (elastic) structure ” untuk perkerasan
lentur dan suatu struktur “beam on elastic foundation” untuk perkerasan kaku.
Akibat beban kendaraan yang bekerja diatasnya, yang dalam hal ini dianggap
sebagai beban statis merata, maka akan timbul tegangan (stress) dan regangan
(strain) pada struktur tersebut. Lokasi tempat bekerjanya tegangan/regangan
maksimum akan menjadi kriteria perancangan tebal struktur perkerasan. Tegangan
(stress), regangan (strain), dan lendutan (deflection) adalah respon dari material
perkerasan yang mengalami pembebanan.[9]
Perhitungan respon Tegangan (stress), regangan (strain), dan lendutan
(deflection) pada setiap lapisan untuk suatu perkerasan adalah sangat kompleks
yang membutuhkan ketelitian sangat tinggi sehingga akan rumit dilakukan dengan
cara manual. Untuk itu diperlukan perhitungan dengan menggunakan bantuan
komputer.
Universitas Sumatera Utara
Salah satu program bantu komputer yang sudah ada adalah program
KENPAVE yang dikembangkan oleh Dr. Yang H. Huang P.E Professor Emeritus
of Civil Engineering University of Kentucky. Program ini merupakan program
analisis untuk perkerasan yang berdasarkan pada metode mekanistik[7]. Program
KENPAVE memiliki keunggulan dari program lain karena program ini lebih user
friendly, dapat dijalankan dengan mudah dengan memasukkan input yang
diperlukan, dan program ini dapat menganalisis perkerasan sampai 19 lapisan.
I.3.
PERUMUSAN MASALAH PENELITIAN
Dalam penelitian ini akan dilakukan perencanaan tebal perkerasan lentur
dengan menggunakan metode Bina Marga Pt T-01-2002-B. Pada metode Bina
Marga akan dilakukan perhitungan dengan variasi beban lalu lintas dan variasi
nilai CBR sehingga menghasilkan perbedaaan tebal perkerasan. Tebal perkerasan
dievaluasi menggunakan program KENPAVE.
I.4.
TUJUAN DAN MANFAAT
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Merencanakan tebal perkerasan lentur menggunakan metode Bina Marga
dengan memvariasikan beban lalu lintas rencana dan nilai CBR.
2. Merencanakan tebal perkerasan lentur metode Bina Marga dengan
struktur empat lapis dan struktur dua lapis (full depth).
3. Mengevaluasi tebal perkerasan yang dihasilkan metode Bina Marga
menggunakan program KENPAVE.
Universitas Sumatera Utara
Manfaat dari penelitian ini agar dapat dijadikan referensi dalam suatu
perencanaan struktur perkerasan lentur.
I.5.
BATASAN MASALAH
Penelitian ini mempunyai ruang lingkup dan batasan masalah sebagai
berikut :
1. Metode yang digunakan dalam perencanaan tebal perkerasan lentur
adalah metode Bina Marga Pt T-01-2002-B.
2. Menggunakan
metode
mekanistik
Multilayer
Sistem
dengan
menggunakan program KENPAVE.
3. Struktur perkerasan lentur direncanakan berupa struktur empat lapis
dan struktur dua lapis (full depth).
4. Parameter yang divariasikan pada Metode Bina Marga adalah nilai
CBR dan nilai beban lalu lintas rencana, parameter lainnya ditetapkan
dengan asumsi berdasarkan kondisi yang sering terjadi.
5. Analisa perhitungan menggunakan data-data asumsi.
I.6.
METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi pada tugas akhir ini berisi kajian mengenai metode
perencanaan tebal perkerasan lentur, metode Bina Marga Pt T-01-2002-B dan
program KENPAVE. Metodologi analisis yang dipakai dalam penulisan tugas
akhir ini adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
a. Melakukan studi umum yang berhubungan dengan struktur perkerasan,
metode perencanaan, dan analisa kerusakan fatik dan ruting pada
perkerasan lentur.
b. Perencanaan tebal lapis perkerasan lentur dengan menggunakan
metode Bina Marga Pt T-01-2002-B.
c. Memvariasikan nilai beban lalu lintas dan nilai CBR dalam
perencanaan tebal perkerasan metode Bina Marga.
d. Merencanakan tebal perkerasan lentur metode Bina Marga dengan
struktur empat lapis dan struktur dua lapis (full depth).
e. Evaluasi tebal perkerasan yang dihasilkan metode Bina Marga dengan
menggunakan program KENPAVE.
f. Analisa repetisi beban yang dihasilkan program KENPAVE dengan
repetisi beban rencana.
g. Pengambilan kesimpulan dan saran untuk penelitian selanjutnya.
I.7.
SISTEMATIKA PENULISAN
Untuk memperjelas tahapan yang dilakukan dalam studi ini, di dalam
penulisan tugas akhir ini dikelompokkan ke dalam 5 (lima) bab dengan
sistematika pembahasan sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
Merupakan rancangan yang akan dilakukan yang meliputi tinjauan
umum, latar belakang, perumusan masalah, tujuan dan manfaat, batasan
masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
Universitas Sumatera Utara
BAB II METODE PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN
LENTUR
Menjelaskan
berhubungan
teori
dengan
tentang
struktur
perkerasan,
perkerasan
studi
lentur,
umum
yang
metode-metode
perencanaan tebal perkerasan, teori sistem lapis banyak, pemodelan
lapisan perkerasan, dan analisa kerusakan perkerasan.
BAB III PROGRAM KENPAVE DAN METODE BINA MARGA PtT-01-2002-B
Pada bab ini berisi tentang uraian tentang program KENPAVE, tahapan
evaluasi menggunakan program KENPAVE, uraian metode Bina Marga Pt
T-01-2002-B, dan prosedur perencanaan tebal perkerasan metode Bina
Marga
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada Bab 4 Hasil dan Pembahasan ini berisi tentang perencanaan
tebal perkerasan metode Bina Marga dan evaluasi menggunakan program
KENPAVE.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan yang telah diperoleh dari pembahasan pada bab
sebelumnya dan saran mengenai hasil penelitian yang dapat dijadikan
masukan.
Universitas Sumatera Utara
Mulai
Studi Pustaka
Perencanaan Tebal
Perkerasan lentur
Metode Bina
Marga
Variasi Nilai ESAL
Variasi Nilai CBR
Tebal Perkerasan
Evaluasi Menggunakan
Program KENPAVE
Nilai Tegangan dan Regangan
Repetisi Beban Lalu lintas
Nf dan Nd
Analisa Nf dan Nd terhadap
Nrencana
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Gambar 1.1. Diagram Flowchart Pengerjaan Tugas Akhir
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
I.1.
UMUM
Sejarah perkembangan jalan di Indonesia yang tercatat dalam sejarah
bangsa Indonesia adalah pembangunan jalan Daendels pada Zaman Belanda, yang
di bangun dari Anyer di Banten Sampai Panarukan di Banyuwangi Jawa Timur
yang diperkirakan sepanjang 1000 km. Pembangunan tersebut dilakukan dengan
kerja paksa pada akhir abad 18. Tujuan pembangunan pada saat itu terutama untuk
kepentingan strategi dan dimasa tanam paksa untuk memudahkan pengangkutan
hasil bumi. Jalan Daendels tersebut belum direncanakan secara teknis baik
geometrik maupun perkerasannya. Konstruksi perkerasan jalan berkembang pesat
pada jaman keemasan Romawi. Pada saat itu telah mulai dibangun jalan-jalan
yang terdiri dari beberapa lapis perkerasan.[6]
Konstruksi perkerasan jalan saat ini pada umumnya ada dua jenis yaitu
perkerasan lentur (flexible pavement) dan perkerasan kaku (rigid pavement).
Selain dari kedua jenis tersebut, sekarang telah banyak digunakan jenis gabungan
(composite pavement) yaitu perpaduan antara lentur dan kaku. Perencanaan
konstruksi perkerasan juga dapat dibedakan antara perencanaan untuk jalan baru
dan untuk peningkatan (jalan lama yang sudah pernah diperkeras).[5]
Pada saat ini di Indonesia sedang giat-giatnya melakukan pembangunan di
segala bidang. Salah satunya adalah pembangunan jalan baru dan perbaikan jalan
lama (peningkatan) untuk sarana transportasi darat. Dari tahun ke tahun jumlah
Universitas Sumatera Utara
jalan yang akan dibangun dan diperbaiki semakin meningkat seiring dengan
pesatnya pertumbuhan sarana transportasi, khususnya transportasi darat.
I.2.
LATAR BELAKANG
Jaringan Jalan Raya merupakan prasarana transportasi darat yang
memegang peranan sangat penting dalam sektor perhubungan terutama untuk
kesinambungan distribusi barang dan jasa. Keberadaan jalan raya sangat
diperlukan untuk menunjang laju pertumbuhan ekonomi seiring dengan
meningkatnya kebutuhan sarana transportasi yang dapat menjangkau daerahdaerah terpencil.[5]
Persyaratan dasar suatu perkerasan jalan pada hakekatnya adalah dapat
menyediakan lapisan permukaan yang selalu rata, konstruksi yang kuat, sehingga
dapat menjamin kenyamanan dan keamanan yang tinggi untuk masa pelayanan
(umur jalan) yang cukup lama yang memerlukan pemeliharaan sekecil-kecilnya
dalam berbagai keadaan.[5] Sehingga sangat diperlukan perencanaan perkerasan
jalan yang baik dengan melakukan kajian dan penelitian tentang perkerasan lentur.
Di Indonesia metode yang digunakan dalam perencanaan tebal perkerasan
jalan adalah metode empiris Analisa Komponen 1987 yang telah digunakan sejak
lama di Indonesia. Metode Analisa Komponen 1987 adalah metode yang
bersumber dari AASHTHO ’72 dan dimodifikasi sesuai dengan kondisi berbagai
faktor di Indonesia.
Metode Analisa Komponen 1987 merupakan acuan yang digunakan di
Indonesia sampai akhirnya dikeluarkan Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan
Lentur Pt. T-01-2002-B yang bersumber dari AASHTHO 1993 dan Manual
Universitas Sumatera Utara
Desain Perkerasan Jalan No. 22.2 /KPTS/Db/2012 yang merupakan pelengkap
pedoman desain perkerasan Pt. T-01-2002-B.[8]
Mulai akhir tahun 70-an, bersamaan dengan diselenggarakannya
Konferensi ISAP di Ann Harbour, Michigan Amerika Serikat, diperkenalkan
beberapa Metoda Mekanistik oleh beberapa peneliti dan universitas terkemuka
didunia. Secara umum, metoda desain analitis lebih baik dibandingkan dengan
metoda desain empiris karena dapat menganalisis kondisi lingkungan setempat
dengan lebih rasional dan dapat menyeimbangkan antara geometrik struktur
perkerasan dengan kualitas bahan perkerasan yang tersedia.[2]
Prinsip utama dari Metode Mekanistik adalah mengasumsikan perkerasan
jalan menjadi suatu struktur “multi-layer (elastic) structure ” untuk perkerasan
lentur dan suatu struktur “beam on elastic foundation” untuk perkerasan kaku.
Akibat beban kendaraan yang bekerja diatasnya, yang dalam hal ini dianggap
sebagai beban statis merata, maka akan timbul tegangan (stress) dan regangan
(strain) pada struktur tersebut. Lokasi tempat bekerjanya tegangan/regangan
maksimum akan menjadi kriteria perancangan tebal struktur perkerasan. Tegangan
(stress), regangan (strain), dan lendutan (deflection) adalah respon dari material
perkerasan yang mengalami pembebanan.[9]
Perhitungan respon Tegangan (stress), regangan (strain), dan lendutan
(deflection) pada setiap lapisan untuk suatu perkerasan adalah sangat kompleks
yang membutuhkan ketelitian sangat tinggi sehingga akan rumit dilakukan dengan
cara manual. Untuk itu diperlukan perhitungan dengan menggunakan bantuan
komputer.
Universitas Sumatera Utara
Salah satu program bantu komputer yang sudah ada adalah program
KENPAVE yang dikembangkan oleh Dr. Yang H. Huang P.E Professor Emeritus
of Civil Engineering University of Kentucky. Program ini merupakan program
analisis untuk perkerasan yang berdasarkan pada metode mekanistik[7]. Program
KENPAVE memiliki keunggulan dari program lain karena program ini lebih user
friendly, dapat dijalankan dengan mudah dengan memasukkan input yang
diperlukan, dan program ini dapat menganalisis perkerasan sampai 19 lapisan.
I.3.
PERUMUSAN MASALAH PENELITIAN
Dalam penelitian ini akan dilakukan perencanaan tebal perkerasan lentur
dengan menggunakan metode Bina Marga Pt T-01-2002-B. Pada metode Bina
Marga akan dilakukan perhitungan dengan variasi beban lalu lintas dan variasi
nilai CBR sehingga menghasilkan perbedaaan tebal perkerasan. Tebal perkerasan
dievaluasi menggunakan program KENPAVE.
I.4.
TUJUAN DAN MANFAAT
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Merencanakan tebal perkerasan lentur menggunakan metode Bina Marga
dengan memvariasikan beban lalu lintas rencana dan nilai CBR.
2. Merencanakan tebal perkerasan lentur metode Bina Marga dengan
struktur empat lapis dan struktur dua lapis (full depth).
3. Mengevaluasi tebal perkerasan yang dihasilkan metode Bina Marga
menggunakan program KENPAVE.
Universitas Sumatera Utara
Manfaat dari penelitian ini agar dapat dijadikan referensi dalam suatu
perencanaan struktur perkerasan lentur.
I.5.
BATASAN MASALAH
Penelitian ini mempunyai ruang lingkup dan batasan masalah sebagai
berikut :
1. Metode yang digunakan dalam perencanaan tebal perkerasan lentur
adalah metode Bina Marga Pt T-01-2002-B.
2. Menggunakan
metode
mekanistik
Multilayer
Sistem
dengan
menggunakan program KENPAVE.
3. Struktur perkerasan lentur direncanakan berupa struktur empat lapis
dan struktur dua lapis (full depth).
4. Parameter yang divariasikan pada Metode Bina Marga adalah nilai
CBR dan nilai beban lalu lintas rencana, parameter lainnya ditetapkan
dengan asumsi berdasarkan kondisi yang sering terjadi.
5. Analisa perhitungan menggunakan data-data asumsi.
I.6.
METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi pada tugas akhir ini berisi kajian mengenai metode
perencanaan tebal perkerasan lentur, metode Bina Marga Pt T-01-2002-B dan
program KENPAVE. Metodologi analisis yang dipakai dalam penulisan tugas
akhir ini adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
a. Melakukan studi umum yang berhubungan dengan struktur perkerasan,
metode perencanaan, dan analisa kerusakan fatik dan ruting pada
perkerasan lentur.
b. Perencanaan tebal lapis perkerasan lentur dengan menggunakan
metode Bina Marga Pt T-01-2002-B.
c. Memvariasikan nilai beban lalu lintas dan nilai CBR dalam
perencanaan tebal perkerasan metode Bina Marga.
d. Merencanakan tebal perkerasan lentur metode Bina Marga dengan
struktur empat lapis dan struktur dua lapis (full depth).
e. Evaluasi tebal perkerasan yang dihasilkan metode Bina Marga dengan
menggunakan program KENPAVE.
f. Analisa repetisi beban yang dihasilkan program KENPAVE dengan
repetisi beban rencana.
g. Pengambilan kesimpulan dan saran untuk penelitian selanjutnya.
I.7.
SISTEMATIKA PENULISAN
Untuk memperjelas tahapan yang dilakukan dalam studi ini, di dalam
penulisan tugas akhir ini dikelompokkan ke dalam 5 (lima) bab dengan
sistematika pembahasan sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
Merupakan rancangan yang akan dilakukan yang meliputi tinjauan
umum, latar belakang, perumusan masalah, tujuan dan manfaat, batasan
masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
Universitas Sumatera Utara
BAB II METODE PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN
LENTUR
Menjelaskan
berhubungan
teori
dengan
tentang
struktur
perkerasan,
perkerasan
studi
lentur,
umum
yang
metode-metode
perencanaan tebal perkerasan, teori sistem lapis banyak, pemodelan
lapisan perkerasan, dan analisa kerusakan perkerasan.
BAB III PROGRAM KENPAVE DAN METODE BINA MARGA PtT-01-2002-B
Pada bab ini berisi tentang uraian tentang program KENPAVE, tahapan
evaluasi menggunakan program KENPAVE, uraian metode Bina Marga Pt
T-01-2002-B, dan prosedur perencanaan tebal perkerasan metode Bina
Marga
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada Bab 4 Hasil dan Pembahasan ini berisi tentang perencanaan
tebal perkerasan metode Bina Marga dan evaluasi menggunakan program
KENPAVE.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan yang telah diperoleh dari pembahasan pada bab
sebelumnya dan saran mengenai hasil penelitian yang dapat dijadikan
masukan.
Universitas Sumatera Utara
Mulai
Studi Pustaka
Perencanaan Tebal
Perkerasan lentur
Metode Bina
Marga
Variasi Nilai ESAL
Variasi Nilai CBR
Tebal Perkerasan
Evaluasi Menggunakan
Program KENPAVE
Nilai Tegangan dan Regangan
Repetisi Beban Lalu lintas
Nf dan Nd
Analisa Nf dan Nd terhadap
Nrencana
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Gambar 1.1. Diagram Flowchart Pengerjaan Tugas Akhir
Universitas Sumatera Utara