PEMODELAN LAPISAN PERKERASAN TINJAUAN PUSTAKA

57 Dalam menentukan σ z1 dan σ z2 diperlukan grafik. Dari grafik tersebut didapat nilai faktor tegangan ZZ1 atau ZZ2 yang didapatkan dengan memasukkan parameter di atas. Untuk perhitungan tegangan vertikal digunakan rumus sebagai berikut: z1 = p ZZ1…………………………………………………………….2.13 z2 = pZZ2 …………………………………………………….……...2.14 Sedangkan untuk tegangan horisontal σ r1 , σ r2 , dan σ r3 dapat diperoleh juga dari tabel. Pada tabel tersebut didapatkan nilai ZZ1 – RR1, ZZ2–RR2, ZZ3 – RR3, maka diperlukan rumus : z1 − σ r1 = pZZ1 – RR1 ………………………………………………2.15 z2 − σ r2 = pZZ2 - RR2 ……………………………………………….2.16 Untuk menghitung regangan tarik horizontal di bawah lapis permukaan menggunakan rumus: …………………………………………..……..... 2.17

II.5. PEMODELAN LAPISAN PERKERASAN

Sistem lapis banyak atau model lapisan elastis dapat menghitung tekanan dan regangan pada suatu titik dalam suatu struktur perkerasan. Model ini berasumsi bahwa setiap lapis perkerasan memiliki sifat-sifat seperti homogen, isotropis dan linear elastik yang berarti akan kembali ke bentuk aslinya ketika beban dipindahkan. Dalam permodelan lapis perkerasan jalan dengan model lapisan elastis ini diperlukan data input untuk mengetahui tegangan dan regangan pada struktur perkerasan dan respon terhadap beban. Paramer – parameter yang digunakan adalah: 58 a. Parameter setiap lapis  Modulus Elastisitas Hampir semua bahan adalah elastis, artinya dapat kembali ke bentuk aslinya setelah direnggangkan atau ditekan. Modulus elastisitas adalah perbandingan antara tegangan dan regangan suatu benda. Modulus elastisitas biasa disebut juga Modulus Young dan dilambangkan dengan E. …………………………………………………….….2.18 E = Modulus Elastsitas ; Psi atau kPa σ = Tegangan ; kPa ε = Regangan Modulus elastisitas untuk suatu benda mempunyai batas regangan dan tegangan elastisitasnya. Grafik tegangan dan regangan dapat dilihat pada gambar 2.12 batas elastisitas suatu bahan bukan sama dengan kekuatan bahan tersebut menanggung tegangan atau regangan, melainkan suatu ukuran dari seberapa baik suatu bahan kembali ke ukuran dan bentuk aslinya. 59 Gambar 2.12 Modulus Elastisitas Tabel 2.14 Nilai Modulus, Koefisien Relatif, dan Poisson Rasio Jenis Bahan Modulus Tipikal Koefisien Relatif a Rasio Poissons HRS WC 800 Mpa 0.28 0.4 HRS BC 900 Mpa 0.28 AC WC 1100 Mpa 0.31 AC BC lapis atas 1200 Mpa 0.31 AC Base atau AC BC sebagai base 1600 Mpa 0.31 Bahan bersemen CTB 500 Mpa retak 0.2 mulus 0.35 retak Tanah dasar disesuaikan musiman 10 x CBR Mpa 0.45 tanah kohesif 0.35 tanah non kohesif Sumber : Bina Marga 2013  Poisson Ratio Salah satu parameter penting yang digunakan dalam analisa elastis dari sistem perkerasan jalan adalah Perbandingan Poisson ratio. Perbandingan Poison digambarkan sebagai rasio garis melintang sampai regangan bujur dari 60 satu spesimen yang dibebani. Konsep ini digambarkan di dalam Gambar. Di dalam terminologi realistis, perbandingan Poisson dapat berubah-ubah pada awalnya 0 sampai sekitar 0.5 artinya tidak ada volume berubah setelah dibebani. Gambar 2.13 Model Poisson Ratio b. Ketebalan Lapisan Ketebalan setiap lapisan diperlukan dalam teori sistem lapis banyak sebagai input dalam penyelasaian menggunakan program. Ketebalan setiap lapis dalam satuan cm atau inch. 61 c. Kondisi beban Data ini terdiri dari data beban roda, P KNLbs , tekanan ban, q Kpa Psi dan khusus untuk sumbu roda belakang , jarak antara roda ganda, d mminch. Nilai q dan nilai d pada prinsipnya dapat ditentukan sesuai dengan data spesifikasi teknis dari kendaraan yang digunakan .Sedangkan nilai P dipengaruhi oleh barang yang diangkut oleh kenderaan. Nilai P pada sumbu roda belakang dan pada sumbu roda depan juga berbeda. Dengan metode analitis kedua beban sumbu roda depan dan sumbu roda belakang dapat dianalisis secara bersamaan. Analisis struktural perkerasan yang akan dilakukan pada langkah selanjutnya juga memerlukan jari-jari bidang kontak, a mm,inch antara roda bus dan permukaan perkerasan yang dianggap berbentuk lingkaran. √ ………………………………………………..……2.19 a = jari-jari bidang kontak P = beban kendaraan q = tekanan beban Nilai yang akan dihasilkan dari permodelan lapis perkerasan dengan sistem lapis banyak adalah nilai tegangan, regangan dan lendutan. a. Tegangan. Intensitas internal di dalam struktur perkerasan pada berbagai titik. Tegangan satuan gaya per daerah satuan Nm 2 , Pa atau psi. b. Regangan, pada umumnya menyatakan sebagai rasio perubahan bentuk dari bentuk asli mmmm atau inin. Karena regangan di dalam perkerasan adalah sangat kecil, dinyatakan dalam microstrain 10 -6 . 62 c. Defleksilendutan. Perubahan linier dalam suatu bentuk. Defleksi dinyatakan di dalam satuan panjang μm atau inchi atau mm. Penggunaan program komputer analisis lapisan elastis akan memudahkan untuk menghitung tegangan, regangan, dan defleksi di berbagai titik dalam suatu struktur perkerasan. Beberapa titik penting yang biasa digunakan dalam analisa perkerasan adalah sebagai berikut: Tabel 2.15 Analisa Struktur Perkerasan Lokasi Respon Analisa struktur perkerasan Permukaan perkerasan Defleksi Digunakan dalam desain lapis tambah Bawah lapisan perkerasan Regangan tarik horizontal Digunakan untuk memprediksi retak fatik pada lapis permukaan Bagian atas tanah dasarbawah lapis pondasi bawah Regangan tekan vertical Digunakan untuk memprediksi kegagalan rutting yang terjadi . 63 Gambar 2.14 Lokasi Analisa Struktur Perkerasan

II.6. KERUSAKAN PADA PERKERASAN