STUDI KOMPARASI PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN KAKU JALAN TOL MENGGUNAKAN Studi Komparasi Perencanaan Tebal Perkerasan Kaku Jalan Tol Menggunakan Metode Bina Marga 2002 Dan Aashto 1993 ( Studi Kasus : Ruas Jalan Tol Solo – Kertosono ).
STUDI KOMPARASI PERENCANAAN TEBAL
PERKERASAN KAKU JALAN TOL MENGGUNAKAN
METODE BINA MARGA 2002 DAN AASHTO 1993
( Studi Kasus : Ruas Jalan Tol Solo – Kertosono )
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
RATNA FITRIANA
NIM : D 100 100 049
kepada :
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
MOTTO
Barang siapa merintis jalan mencari ilmu maka Allah akan memudahkan
baginya jalan ke surga.
HR. Muslim
Yang paling sulit adalah bukan mendapatkan sesuatu, tetapi yang paling sulit
adalah mempertahankannya.
~ @HitamPutihT7 @corbuzier
"Seseorang menjadi besar bukan karena kesuksesannya, melainkan karena
masalah-masalah yang menimpanya"
~ @HitamPutihT7 @corbuzier
Kita sebagai manusia tidak diberi hak untuk menentukkan sesuatu, yang
berhak adalah Allah SWT. Kita hanya diberi hak untuk selalu berusaha.
Anonim
Jika kamu ingin dihargai, maka belajarlah menghargai orang lain terlebih
dahulu
Anonim
PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini saya persembahkan untuk :
ALLAH SWT yang telah memberikan kesempatan untuk dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Bunda, Ayah dan Kakak tercinta terimakasih atas semua do’a, bimbingan
dan nasehatnya selama ini serta selalu ada disaat saya butuh. Yang selalu
setia menjadi sandaran disaat susah.
Adekku Charly Bintang ALiansyah yang selalu menjadi penghibur disaat
susah dan menjadi penyemangat disaat lelah.
Eko Yuliaritno terimakasih atas do’a, waktu dan kebersamaanya selama
masa kuliah sampai terselesaikannya Tugas Akhir ini.
Sahabat-sahabatku Lilik Riyanti, Luhur Prakasiwi, Mas Adi (Tek. Industri),
dan Pandu (UNDIP) terimakasih atas bantuannya selama ini.
Bapak Ibu dosen Teknik Sipil terimakasih telah member bimbingan dari
awal masuk kuliah sampai lulus kuliah.
Teman sepermainanku Aswan, Ambar, Agung, Agus, Cahyo, Febbi
terimakasih atas waktunya untuk traveling bersama.
Teman-teman angkatan 2010 terimakasih atas segala do’a dan
partisipasinya.
PRAKATA
Assalaamu’alaikumWr.Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah S.W.T
atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan Tugas Akhir
dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk
menyelesaikan program studi S1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dengan ini penyusun mengucapkan
terimakasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga
penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan banyak
terima kasih kepada :
1) Bapak
Dr.Sri
Sunarjono,selaku
Dekan
Fakultas
Teknik
Universitas
Muhammadiyah Surakarta dan selaku Anggota Dewan Penguji yang telah
memberi bimbingan sampai terselesaikannya Tugas Akhir ini.
2) Bapak Dr. Mochamad Solikhin, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
3) Bapak Ir.Agus Riyanto SR, M.T., selaku Pembimbing Utama sekaligus
sebagai Ketua Dewan Penguji, yang memberikan bimbingan dan pengarahan
hingga selesainya Tugas Akhir ini.
4) Ibu Senja Rum Harnaeni.S.T.,M.T., selaku Pembimbing Pendamping
sekaligus sebagai Sekretaris Dewan Penguji, yang telah memberikan
dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
5) Bapak Ir. Suhendro Tri Nugroho., M.T., selaku Pembimbing Akademik, yang
telah memberikan arahan serta bimbingan.
6) Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu
yang telah diberikan.
7) Keluarga yang tercinta terima kasih atas doa dan nasehatnya, sehingga saya
mampu menjalani semua ini.
8) Teman-teman angkatan 2010 yang kompak dan selalu ada disaat saya butuh.
9) Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir
ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih
jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat
diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kit asemua. Amin.
Wassalamu’alaikum. Wr. Wb.
Surakarta, Desember 2014
Penyusun
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR................................................. iii
MOTTO ................................................................................................................ iv
PERSEMBAHAN ...................................................................................................v
PRAKATA ............................................................................................................ vi
DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii
DAFTAR TABEL................................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ............................................................xv
ABSTRAKSI....................................................................................................... xvi
ABSTRACT ....................................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang........................................................................................ 1
B. Rumusan Masalah....................................................................................2
C. Tujuan Penelitian .....................................................................................2
D. Batasan Masalah ......................................................................................3
E. Manfaat Penelitian ...................................................................................3
F. Keaslian Penelitian..................................................................................3
G. Persamaan dan Perbedaan dengan Penelitan Sejenis Sebelumnya..........4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Perkerasan Jalan ..................................................................................5
1. Jenis Konstruksi Perkerasan dan Komponennya ............................5
a. Konstruksi Perkerasan Lentur ....................................................5
b. Konstruksi Perkerasan Kaku ......................................................6
c. Konstruksi Perkerasan Komposit ...............................................6
B. Konsepsi Perkerasan Kaku .................................................................8
1. Pengertian dan Jenis Perkerasan Kaku ...........................................8
viii
2. Komponen Perkerasan Kaku ..........................................................9
a. Lapisan-lapisan Perkerasan Kaku ............................................9
b. Tulangan.................................................................................11
c. Sambungan atau Joint ............................................................13
d. Bound Breaker .......................................................................14
e. Alur Permukaan .....................................................................15
C. Konsepsi Jalan Tol ............................................................................15
1. Pengertian Jalan Tol .....................................................................15
2. Syarat Teknis Jalan Tol ................................................................16
3. Pelayanan Jalan Tol......................................................................17
D. Penelitan Sejenis Sebelumnya ..........................................................18
BAB III LANDASAN TEORI
A. Desain Rigid Pavement Metode Bina Marga 2002 ...........................20
1. Parameter Perencanaan ..............................................................20
a. Lalu Lintas ...........................................................................20
b. Tanah Dasar .........................................................................23
c. Pondasi Bawah ....................................................................23
d. Pondasi Bawah Material Berbutir........................................24
e. Kekuatan Beton ...................................................................25
f. Faktor Erosi dan Tegangan Ekivalen...................................27
2. Perhitungan Tebal Pelat .............................................................30
B. Desain Rigid Pavement Metode AASHTO 1993 .............................32
1. Parameter Perencanaan ..............................................................32
a. Lalu Lintas ...........................................................................32
b. Modulus Reaksi Tanah Dasar ..............................................33
c. Material Konstruksi Perkerasan...........................................34
d. Realibility.............................................................................34
e. Koefisien Drainase ..............................................................35
f. Load Transfer ......................................................................36
2. Perhitungan Tebal Pelat .............................................................37
ix
C. Konsepsi Perbandingan Metode Bina Marga 2002 dengan Metode
AASHTO 1993 ................................................................................40
BAB IV METODE PENELITIAN
A. Umum ...............................................................................................41
B. Lokasi Penelitian...............................................................................41
C. Tahap-tahap Penelitian .....................................................................42
D. Bagan Alir Penelitian ........................................................................43
BAB V ANILISIS DAN PEMBAHASAN
A. Perhitungan Tebal dengan Metode Bina Marga 2002 ...........................44
B. Perhitungan Tebal dengan Metode AASHTO 1993 ..............................53
C. Perbandingan Hasil Perhitungan dengan Kondisi Existing ...................61
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan .......................................................................................62
B. Saran .................................................................................................62
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Persamaan dan Perbedaan Penelitian Sejenis Sebelumnya......................4
Tabel 2.1 Perbandingan Perkerasan Lentur dan Perkerasan Kaku ..........................7
Tabel 3.1 Jumlah Lajur Berdasarkan Lebar Perkerasan dan Koefisien Distribusi
(C) Kendaraan Niaga pada Lajur Rencana ............................................21
Tabel 3.2 Faktor Keamanan Beban (FKB) ..............................................................23
Tabel 3.3 Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk Perkerasan dengan Bahu
Beton dengan Taksiran Pelat Beton 20 cm ...........................................27
Tabel 3.4 Faktor Distribusi Lajur (DL)...................................................................32
Tabel 3.5 Realibility (R) Disarankan .....................................................................35
Tabel 3.6 Standard Normal Deviation (ZR) ...........................................................35
Tabel 3.7 Drainage Coefficient (Cd) ......................................................................36
Tabel 3.8 Load Transfer Coefficient ......................................................................36
Tabel 3.9 Perbandingan Parameter Metode Bina Marga 2002 degan Metode
AASHTO 1993 ......................................................................................40
Tabel 5.1 Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarkan Jenis dan Bebannya ..............45
Tabel 5.2 Perhitungan Repetisi Sumbu Rencana ...................................................46
Tabel 5.3 Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk Perkerasan dengan Bahu
Beton Tebal Taksiran 19 cm dan 20 cm3 .............................................50
Tabel 5.4 Analisa Fatik dan Erosi .........................................................................51
Tabel 5.5 Perbandingan Analisa Fatik dan Erosi ..................................................53
Tabel 5.6 Hasil Perhitungan W18 ..........................................................................54
Tabel 5.7 Jumlah Hari Hujan Per Tahun ...............................................................56
Tabel 5.7 Perbandingan Tebal Pelat Hasil Perhitungan .........................................61
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Komponen Perkerasan Lentur ..............................................................6
Gambar 2.2 Komponen Perkerasan Kaku ................................................................6
Gambar 2.3 Komponen Perkerasan Komposit .........................................................7
Gambar 2.4 Jenis-jenis Perkerasan Kaku .................................................................9
Gambar 2.5 Potongan Melintang Perkerasan Kaku ...............................................11
Gambar 2.6 Tulangan Sambungan Melintang dengan Dowel ...............................12
Gambar 2.7 Tulangan Sambungan Memanjang dengan Tie Bar ...........................12
Gambar 2.8 Tipikal Sambungan Memanjang ........................................................13
Gambar 2.9 Tipikal Sambungan Melintang ...........................................................14
Gambar 2.10 Proses Pemasangan Bound Breaker .................................................14
Gambar 2.11Alur Permukaan Perkerasan ..............................................................15
Gambar 3.1 Tebal Pondasi Bawah Minimum untuk Perkerasan Kaku ..................24
Gambar 3.2 CBR Tanah Dasar Efektif dan Tebal Pondasi Bawah ........................24
Gambar 3.3 Taksiran Tebal Pelat Beton Berdasarkan Nilai Kuat Tarik Lentur 4,25
MPa, Lalu Lintas Luar Kota, FKB 1,2 ................................................26
Gambar 3.4 Analisi Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan
dengan/tanpa Bahu Beton....................................................................28
Gambar 3.5 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Berdasarkan Faktor Erosi
dengan Bahu Beton .............................................................................29
Gambar 3.6 Perencanaan Rigid Pavement Metode Bina Marga 2002 ...................31
Gambar 3.4 Perencanaan Rigid Pavement Metode AASHTO 1993 ......................39
Gambar 4.1 Lokasi Penelitian ................................................................................41
Gambar 4.2 Bagan Alir Penelitian .........................................................................43
Gambar 5.1 Penampang Potongan Perkerasan Kaku Metode Bina Marga 2002 ...53
Gambar 5.2 Nomogram Rigid Pavement ...............................................................60
Gambar 5.3 Penampang potongan Perkerasan Kaku Metode AASHTO 1993 ......61
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Lokasi Penelitian
Lampiran 2. Hasil Tes CBR (California Bearing Ratio)
Lampiran 3. Hasil Uji Kuat Tekan Beton
Lampiran 4. Hasil Uji Kuat Lentur Beton
Lampiran 5. Data Lalu Lintas
Lampiran 6. Data Curah Hujan Per Tahun
Lampiran 7. Lokasi Pekerjaan Rigid Pavement Sta 5+500 – 5+600
Lampiran 8. Detail Pekerjaan Rigid Pavement
Lampiran 9. Potongan Melintang Rigid Pavement Sta 5+500 – 5+600
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
∆PSI
AASHTO
BBTT
BJTP
BJTU
BP
BS
C
Cd
CBK
CBR
DD
DL
EC
ESAL
f’c
f’cf
f’cs
FKB
fy
g
h
i
J
JS
JSKN
JSKNH
K
k
LHR
MR
MST
n
N1
Nn
pci
Pheff
= Selisih Pavement Serviceability Index
= American Assosiation of State Highway and Transportation
Official.
= Beton Semen BersambungTanpaTulangan
= Baja Tulangan Polos
= Baja Tulangan Ulir
= Bahan Pengikat
= Beban Sumbu
= Koefisien distribusi lajur kendaraan
= Koefiseien drainase
= Campuran Beton Kurus
= California Bearing Ratio
= Faktor distribusi arah
= Faktor distribusi lajur
= Modulus elastisitas beton
= Equivalent Single Axle Load
= Kuat tekan beton karakteristik 28 hari
= Kuat tarik lentur beton 28 hari
= Kuat tarik belah beton 28 hari
= Faktor Keamanan Beban
= Tegangan leleh rencana baja
= Perkembangan lalu lintas
= Tebal pelat beton
= Laju pertumbuhan lalu lintas
= Load transfer coefficient
= Jumlah Sumbu
= Jumlah Sumbu Kendaraan Niaga
= Jumlah Sumbu Kendaraaan Niaga Harian
= Konstanta 0,7 untuk agregat tidak dipecah dan 0,75 untuk
agregat
= Modulus reaksi tanah dasar
= Lalu lintas harian rata-rata
= Resillient modulus
= Muatan Sumbu Terberat
= Umur pelayanan
= Lalu lintas pada tahun pertama jalan dibuka
= Lalu lintas pada akhir umur rencana
= lbs/cm3
= Prosen hari efektif hujan dalam setahun
viii
po
PP
psi
pt
R
RB
RD
RGB
RGD
Sc’
SD
SB
SGB
SGD
SNI
STdRG
STRG
STdRG
STRT
Thari
Tjam
UR
URm
USCS
VDF
WL
ZR
= Initial serviceability
= Peraturan Pemerintah
= lbs/cm2
= Terminal serviceability
= Faktor Pertumbuhan Lalu Lintas
= Roda Belakang
= Roda Depan
= Roda Gandeng Belakang
= Roda Gandeng Depan
= Modulus of rupture
= Sumbu Depan
= Sumbu Belakang
= Sumbu Gandeng Belakang kendaraan.
= Sumbu Gandeng Depan kendaraan.
= Standar Nasional Indonesia
= Sumbu Tandem Roda Ganda
= Sumbu Tunggal Roda Ganda
= Sumbu Tandem RodaGanda
= Sumbu Tunggal Roda Tunggal
= Rata-rata hujan per hari per tahun
= Rata-rata hujan per hari
= Umur Rencana
= Umur rencana dalam waktu tertentu
= Unified Soil Classification System
= Vehicle Demage Factor
= Faktor air hujan yang masuk ke pondasi jalan
= Standar deviasi
ix
ABSTRAKSI
Jalan merupakan salah satu prasarana perhubungan darat yang mempunyai peranan
penting bagi kehidupan manusia. Selain perencanaan geometrik jalan, perkerasan jalan
merupakan bagian dari perencanaan jalan yang harus direncanakan secara efektif dan
efisien, karena kebutuhan tingkat pelayanan jalan semakin tinggi. Jalan tol Solo –
Kertosono merupakan salah satu bagian jalan tol Trans Jawa yang sampai saat ini belum
selesai pembangunannya. Pembangunan jalan tol ini menggunakan perkerasan kaku, agar
perkerasan tahan sampai pada masa layannya, maka perlu metode desain yang tepat
dalam perencanaannya.Terdapat banyak metode untuk mendesain tebal pelat beton ini,
diantaranya menggunakan metode Bina Marga 2002 dan AASHTO 1993. Tugas Akhir ini
bertujuan untuk menganalisis alternatif desain tebal perkerasan mengkaji pada parameter
perencanaan kedua metode, perencanaan tebal pelat beton, dan melakukan analisa
perbandingan hasil kedua metode dengan kondisi existing. Metode ini dimulai dengan
pengumpulan data sekunder berupa data lalu lintas, data tanah dan data hidrologi,
kemudian dilakukan perhitungan tebal pekerasan dengan menggunakan kedua metode,
dan hasil perhitungannya dibandingkan dengan kondisi existing. Dalam perencanaan
perhitungan tebal pelat dibutuhkan parameter input untuk masing-masing metode.
Parameter input perencanaan tebal perkerasan untuk metode Bina Marga 2002 adalah
parameter lalu lintas, tanah dasar, pondasi bawah, pondasi bawah material berbutir, dan
kekuatan beton. Parameter input perencanaan tebal perkerasan untuk metode AASHTO
1993 adalah parameter lalu lintas, modulus reaksi tanah dasar, material konstruksi
perkerasan, realibility, dan koefisien drainase. Untuk studi kasus jalan tol Solo-Kertosono
tebal pelat beton berdasarkan perhitungan metode Bina Marga 2002 adalah 15 cm,
sedangkan berdasarkan metode AASHTO 1993 adalah 40 cm. Selisih yang didapat cukup
besar yaitu 25 cm. Hal ini dikarenakan perbedaan parameter input dari masing-masing
metode.Berdasarkan survei yang telah dilakukan diperoleh tebal pelat beton kondisi
existing adalah 29 cm, tebal tersebut sama dengan hasil perhitungan dengan
menggunakan metode AASHTO 1993.
Kata kunci :Tebal perkerasan, Kaku, Bina Marga 2002, AASHTO1993
ABSTRACT
The road is one of the land communications with an important role for human
life. In addition to the geometric design, pavementis part of the planning of the path to be
planne deffectively and efficiently, because it needs the higher level of service. SoloKertosono toll road is one part of the Trans Java toll road that has yet to be completed.
This toll road construction using rigid pavement, so that pavement hold up during the
using, it is necessary to design nappropriate methods of planning. There are many
methods for designing a concrete slab thickness of this, including using the method of
Bina Marga 2002 and AASHTO 1993. This final project aims to analyze alternative
pavement thickness design examines the planning parameters of the two methods,
planning concrete slab thickness, and a comparative analysis with the results of both
methods existing condition. This methods tarts with the collection of secondary file,
traffic, soil file and hydrological file, then calculate pavement thick using both methods,
and the results of the calculation compared with existing conditions. In planning the plate
thickness calculation require input parameters foreach method. Pavement thickness
design input parameters for the method of Bina Marga 2002 is traffic parameters,
subgrade, sub-base, sub-base grained material, and the strength of the concrete.
Pavement thickness design input parameters for the AASHTO 1993 method is the traffic
parameters, modulus of subgrade reaction, pavement construction material, realibility,
and drainage coefficient. For a case study of Solo-Kertosono highway thick concrete slab
based on the calculation method of Bina Marga 2002 is 15 cm, while based on the
AASHTO 1993 method is 40 cm. Obtained difference is large enough that 25 cm. This is
due to differences input parameter so feach method. Based on a survey that was
conducted obtained thick concrete slab existing conditionis 29 cm thick, the same as the
results of calculations using the AASHTO 1993 method.
Keywords: Pavement thickness, Rigid, Bina Marga 2002, AASHTO 1993
PERKERASAN KAKU JALAN TOL MENGGUNAKAN
METODE BINA MARGA 2002 DAN AASHTO 1993
( Studi Kasus : Ruas Jalan Tol Solo – Kertosono )
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
RATNA FITRIANA
NIM : D 100 100 049
kepada :
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
MOTTO
Barang siapa merintis jalan mencari ilmu maka Allah akan memudahkan
baginya jalan ke surga.
HR. Muslim
Yang paling sulit adalah bukan mendapatkan sesuatu, tetapi yang paling sulit
adalah mempertahankannya.
~ @HitamPutihT7 @corbuzier
"Seseorang menjadi besar bukan karena kesuksesannya, melainkan karena
masalah-masalah yang menimpanya"
~ @HitamPutihT7 @corbuzier
Kita sebagai manusia tidak diberi hak untuk menentukkan sesuatu, yang
berhak adalah Allah SWT. Kita hanya diberi hak untuk selalu berusaha.
Anonim
Jika kamu ingin dihargai, maka belajarlah menghargai orang lain terlebih
dahulu
Anonim
PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini saya persembahkan untuk :
ALLAH SWT yang telah memberikan kesempatan untuk dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Bunda, Ayah dan Kakak tercinta terimakasih atas semua do’a, bimbingan
dan nasehatnya selama ini serta selalu ada disaat saya butuh. Yang selalu
setia menjadi sandaran disaat susah.
Adekku Charly Bintang ALiansyah yang selalu menjadi penghibur disaat
susah dan menjadi penyemangat disaat lelah.
Eko Yuliaritno terimakasih atas do’a, waktu dan kebersamaanya selama
masa kuliah sampai terselesaikannya Tugas Akhir ini.
Sahabat-sahabatku Lilik Riyanti, Luhur Prakasiwi, Mas Adi (Tek. Industri),
dan Pandu (UNDIP) terimakasih atas bantuannya selama ini.
Bapak Ibu dosen Teknik Sipil terimakasih telah member bimbingan dari
awal masuk kuliah sampai lulus kuliah.
Teman sepermainanku Aswan, Ambar, Agung, Agus, Cahyo, Febbi
terimakasih atas waktunya untuk traveling bersama.
Teman-teman angkatan 2010 terimakasih atas segala do’a dan
partisipasinya.
PRAKATA
Assalaamu’alaikumWr.Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah S.W.T
atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan Tugas Akhir
dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk
menyelesaikan program studi S1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dengan ini penyusun mengucapkan
terimakasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga
penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan banyak
terima kasih kepada :
1) Bapak
Dr.Sri
Sunarjono,selaku
Dekan
Fakultas
Teknik
Universitas
Muhammadiyah Surakarta dan selaku Anggota Dewan Penguji yang telah
memberi bimbingan sampai terselesaikannya Tugas Akhir ini.
2) Bapak Dr. Mochamad Solikhin, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
3) Bapak Ir.Agus Riyanto SR, M.T., selaku Pembimbing Utama sekaligus
sebagai Ketua Dewan Penguji, yang memberikan bimbingan dan pengarahan
hingga selesainya Tugas Akhir ini.
4) Ibu Senja Rum Harnaeni.S.T.,M.T., selaku Pembimbing Pendamping
sekaligus sebagai Sekretaris Dewan Penguji, yang telah memberikan
dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
5) Bapak Ir. Suhendro Tri Nugroho., M.T., selaku Pembimbing Akademik, yang
telah memberikan arahan serta bimbingan.
6) Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu
yang telah diberikan.
7) Keluarga yang tercinta terima kasih atas doa dan nasehatnya, sehingga saya
mampu menjalani semua ini.
8) Teman-teman angkatan 2010 yang kompak dan selalu ada disaat saya butuh.
9) Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir
ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih
jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat
diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kit asemua. Amin.
Wassalamu’alaikum. Wr. Wb.
Surakarta, Desember 2014
Penyusun
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR................................................. iii
MOTTO ................................................................................................................ iv
PERSEMBAHAN ...................................................................................................v
PRAKATA ............................................................................................................ vi
DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii
DAFTAR TABEL................................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ............................................................xv
ABSTRAKSI....................................................................................................... xvi
ABSTRACT ....................................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang........................................................................................ 1
B. Rumusan Masalah....................................................................................2
C. Tujuan Penelitian .....................................................................................2
D. Batasan Masalah ......................................................................................3
E. Manfaat Penelitian ...................................................................................3
F. Keaslian Penelitian..................................................................................3
G. Persamaan dan Perbedaan dengan Penelitan Sejenis Sebelumnya..........4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Perkerasan Jalan ..................................................................................5
1. Jenis Konstruksi Perkerasan dan Komponennya ............................5
a. Konstruksi Perkerasan Lentur ....................................................5
b. Konstruksi Perkerasan Kaku ......................................................6
c. Konstruksi Perkerasan Komposit ...............................................6
B. Konsepsi Perkerasan Kaku .................................................................8
1. Pengertian dan Jenis Perkerasan Kaku ...........................................8
viii
2. Komponen Perkerasan Kaku ..........................................................9
a. Lapisan-lapisan Perkerasan Kaku ............................................9
b. Tulangan.................................................................................11
c. Sambungan atau Joint ............................................................13
d. Bound Breaker .......................................................................14
e. Alur Permukaan .....................................................................15
C. Konsepsi Jalan Tol ............................................................................15
1. Pengertian Jalan Tol .....................................................................15
2. Syarat Teknis Jalan Tol ................................................................16
3. Pelayanan Jalan Tol......................................................................17
D. Penelitan Sejenis Sebelumnya ..........................................................18
BAB III LANDASAN TEORI
A. Desain Rigid Pavement Metode Bina Marga 2002 ...........................20
1. Parameter Perencanaan ..............................................................20
a. Lalu Lintas ...........................................................................20
b. Tanah Dasar .........................................................................23
c. Pondasi Bawah ....................................................................23
d. Pondasi Bawah Material Berbutir........................................24
e. Kekuatan Beton ...................................................................25
f. Faktor Erosi dan Tegangan Ekivalen...................................27
2. Perhitungan Tebal Pelat .............................................................30
B. Desain Rigid Pavement Metode AASHTO 1993 .............................32
1. Parameter Perencanaan ..............................................................32
a. Lalu Lintas ...........................................................................32
b. Modulus Reaksi Tanah Dasar ..............................................33
c. Material Konstruksi Perkerasan...........................................34
d. Realibility.............................................................................34
e. Koefisien Drainase ..............................................................35
f. Load Transfer ......................................................................36
2. Perhitungan Tebal Pelat .............................................................37
ix
C. Konsepsi Perbandingan Metode Bina Marga 2002 dengan Metode
AASHTO 1993 ................................................................................40
BAB IV METODE PENELITIAN
A. Umum ...............................................................................................41
B. Lokasi Penelitian...............................................................................41
C. Tahap-tahap Penelitian .....................................................................42
D. Bagan Alir Penelitian ........................................................................43
BAB V ANILISIS DAN PEMBAHASAN
A. Perhitungan Tebal dengan Metode Bina Marga 2002 ...........................44
B. Perhitungan Tebal dengan Metode AASHTO 1993 ..............................53
C. Perbandingan Hasil Perhitungan dengan Kondisi Existing ...................61
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan .......................................................................................62
B. Saran .................................................................................................62
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Persamaan dan Perbedaan Penelitian Sejenis Sebelumnya......................4
Tabel 2.1 Perbandingan Perkerasan Lentur dan Perkerasan Kaku ..........................7
Tabel 3.1 Jumlah Lajur Berdasarkan Lebar Perkerasan dan Koefisien Distribusi
(C) Kendaraan Niaga pada Lajur Rencana ............................................21
Tabel 3.2 Faktor Keamanan Beban (FKB) ..............................................................23
Tabel 3.3 Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk Perkerasan dengan Bahu
Beton dengan Taksiran Pelat Beton 20 cm ...........................................27
Tabel 3.4 Faktor Distribusi Lajur (DL)...................................................................32
Tabel 3.5 Realibility (R) Disarankan .....................................................................35
Tabel 3.6 Standard Normal Deviation (ZR) ...........................................................35
Tabel 3.7 Drainage Coefficient (Cd) ......................................................................36
Tabel 3.8 Load Transfer Coefficient ......................................................................36
Tabel 3.9 Perbandingan Parameter Metode Bina Marga 2002 degan Metode
AASHTO 1993 ......................................................................................40
Tabel 5.1 Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarkan Jenis dan Bebannya ..............45
Tabel 5.2 Perhitungan Repetisi Sumbu Rencana ...................................................46
Tabel 5.3 Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk Perkerasan dengan Bahu
Beton Tebal Taksiran 19 cm dan 20 cm3 .............................................50
Tabel 5.4 Analisa Fatik dan Erosi .........................................................................51
Tabel 5.5 Perbandingan Analisa Fatik dan Erosi ..................................................53
Tabel 5.6 Hasil Perhitungan W18 ..........................................................................54
Tabel 5.7 Jumlah Hari Hujan Per Tahun ...............................................................56
Tabel 5.7 Perbandingan Tebal Pelat Hasil Perhitungan .........................................61
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Komponen Perkerasan Lentur ..............................................................6
Gambar 2.2 Komponen Perkerasan Kaku ................................................................6
Gambar 2.3 Komponen Perkerasan Komposit .........................................................7
Gambar 2.4 Jenis-jenis Perkerasan Kaku .................................................................9
Gambar 2.5 Potongan Melintang Perkerasan Kaku ...............................................11
Gambar 2.6 Tulangan Sambungan Melintang dengan Dowel ...............................12
Gambar 2.7 Tulangan Sambungan Memanjang dengan Tie Bar ...........................12
Gambar 2.8 Tipikal Sambungan Memanjang ........................................................13
Gambar 2.9 Tipikal Sambungan Melintang ...........................................................14
Gambar 2.10 Proses Pemasangan Bound Breaker .................................................14
Gambar 2.11Alur Permukaan Perkerasan ..............................................................15
Gambar 3.1 Tebal Pondasi Bawah Minimum untuk Perkerasan Kaku ..................24
Gambar 3.2 CBR Tanah Dasar Efektif dan Tebal Pondasi Bawah ........................24
Gambar 3.3 Taksiran Tebal Pelat Beton Berdasarkan Nilai Kuat Tarik Lentur 4,25
MPa, Lalu Lintas Luar Kota, FKB 1,2 ................................................26
Gambar 3.4 Analisi Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan
dengan/tanpa Bahu Beton....................................................................28
Gambar 3.5 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Berdasarkan Faktor Erosi
dengan Bahu Beton .............................................................................29
Gambar 3.6 Perencanaan Rigid Pavement Metode Bina Marga 2002 ...................31
Gambar 3.4 Perencanaan Rigid Pavement Metode AASHTO 1993 ......................39
Gambar 4.1 Lokasi Penelitian ................................................................................41
Gambar 4.2 Bagan Alir Penelitian .........................................................................43
Gambar 5.1 Penampang Potongan Perkerasan Kaku Metode Bina Marga 2002 ...53
Gambar 5.2 Nomogram Rigid Pavement ...............................................................60
Gambar 5.3 Penampang potongan Perkerasan Kaku Metode AASHTO 1993 ......61
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Lokasi Penelitian
Lampiran 2. Hasil Tes CBR (California Bearing Ratio)
Lampiran 3. Hasil Uji Kuat Tekan Beton
Lampiran 4. Hasil Uji Kuat Lentur Beton
Lampiran 5. Data Lalu Lintas
Lampiran 6. Data Curah Hujan Per Tahun
Lampiran 7. Lokasi Pekerjaan Rigid Pavement Sta 5+500 – 5+600
Lampiran 8. Detail Pekerjaan Rigid Pavement
Lampiran 9. Potongan Melintang Rigid Pavement Sta 5+500 – 5+600
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
∆PSI
AASHTO
BBTT
BJTP
BJTU
BP
BS
C
Cd
CBK
CBR
DD
DL
EC
ESAL
f’c
f’cf
f’cs
FKB
fy
g
h
i
J
JS
JSKN
JSKNH
K
k
LHR
MR
MST
n
N1
Nn
pci
Pheff
= Selisih Pavement Serviceability Index
= American Assosiation of State Highway and Transportation
Official.
= Beton Semen BersambungTanpaTulangan
= Baja Tulangan Polos
= Baja Tulangan Ulir
= Bahan Pengikat
= Beban Sumbu
= Koefisien distribusi lajur kendaraan
= Koefiseien drainase
= Campuran Beton Kurus
= California Bearing Ratio
= Faktor distribusi arah
= Faktor distribusi lajur
= Modulus elastisitas beton
= Equivalent Single Axle Load
= Kuat tekan beton karakteristik 28 hari
= Kuat tarik lentur beton 28 hari
= Kuat tarik belah beton 28 hari
= Faktor Keamanan Beban
= Tegangan leleh rencana baja
= Perkembangan lalu lintas
= Tebal pelat beton
= Laju pertumbuhan lalu lintas
= Load transfer coefficient
= Jumlah Sumbu
= Jumlah Sumbu Kendaraan Niaga
= Jumlah Sumbu Kendaraaan Niaga Harian
= Konstanta 0,7 untuk agregat tidak dipecah dan 0,75 untuk
agregat
= Modulus reaksi tanah dasar
= Lalu lintas harian rata-rata
= Resillient modulus
= Muatan Sumbu Terberat
= Umur pelayanan
= Lalu lintas pada tahun pertama jalan dibuka
= Lalu lintas pada akhir umur rencana
= lbs/cm3
= Prosen hari efektif hujan dalam setahun
viii
po
PP
psi
pt
R
RB
RD
RGB
RGD
Sc’
SD
SB
SGB
SGD
SNI
STdRG
STRG
STdRG
STRT
Thari
Tjam
UR
URm
USCS
VDF
WL
ZR
= Initial serviceability
= Peraturan Pemerintah
= lbs/cm2
= Terminal serviceability
= Faktor Pertumbuhan Lalu Lintas
= Roda Belakang
= Roda Depan
= Roda Gandeng Belakang
= Roda Gandeng Depan
= Modulus of rupture
= Sumbu Depan
= Sumbu Belakang
= Sumbu Gandeng Belakang kendaraan.
= Sumbu Gandeng Depan kendaraan.
= Standar Nasional Indonesia
= Sumbu Tandem Roda Ganda
= Sumbu Tunggal Roda Ganda
= Sumbu Tandem RodaGanda
= Sumbu Tunggal Roda Tunggal
= Rata-rata hujan per hari per tahun
= Rata-rata hujan per hari
= Umur Rencana
= Umur rencana dalam waktu tertentu
= Unified Soil Classification System
= Vehicle Demage Factor
= Faktor air hujan yang masuk ke pondasi jalan
= Standar deviasi
ix
ABSTRAKSI
Jalan merupakan salah satu prasarana perhubungan darat yang mempunyai peranan
penting bagi kehidupan manusia. Selain perencanaan geometrik jalan, perkerasan jalan
merupakan bagian dari perencanaan jalan yang harus direncanakan secara efektif dan
efisien, karena kebutuhan tingkat pelayanan jalan semakin tinggi. Jalan tol Solo –
Kertosono merupakan salah satu bagian jalan tol Trans Jawa yang sampai saat ini belum
selesai pembangunannya. Pembangunan jalan tol ini menggunakan perkerasan kaku, agar
perkerasan tahan sampai pada masa layannya, maka perlu metode desain yang tepat
dalam perencanaannya.Terdapat banyak metode untuk mendesain tebal pelat beton ini,
diantaranya menggunakan metode Bina Marga 2002 dan AASHTO 1993. Tugas Akhir ini
bertujuan untuk menganalisis alternatif desain tebal perkerasan mengkaji pada parameter
perencanaan kedua metode, perencanaan tebal pelat beton, dan melakukan analisa
perbandingan hasil kedua metode dengan kondisi existing. Metode ini dimulai dengan
pengumpulan data sekunder berupa data lalu lintas, data tanah dan data hidrologi,
kemudian dilakukan perhitungan tebal pekerasan dengan menggunakan kedua metode,
dan hasil perhitungannya dibandingkan dengan kondisi existing. Dalam perencanaan
perhitungan tebal pelat dibutuhkan parameter input untuk masing-masing metode.
Parameter input perencanaan tebal perkerasan untuk metode Bina Marga 2002 adalah
parameter lalu lintas, tanah dasar, pondasi bawah, pondasi bawah material berbutir, dan
kekuatan beton. Parameter input perencanaan tebal perkerasan untuk metode AASHTO
1993 adalah parameter lalu lintas, modulus reaksi tanah dasar, material konstruksi
perkerasan, realibility, dan koefisien drainase. Untuk studi kasus jalan tol Solo-Kertosono
tebal pelat beton berdasarkan perhitungan metode Bina Marga 2002 adalah 15 cm,
sedangkan berdasarkan metode AASHTO 1993 adalah 40 cm. Selisih yang didapat cukup
besar yaitu 25 cm. Hal ini dikarenakan perbedaan parameter input dari masing-masing
metode.Berdasarkan survei yang telah dilakukan diperoleh tebal pelat beton kondisi
existing adalah 29 cm, tebal tersebut sama dengan hasil perhitungan dengan
menggunakan metode AASHTO 1993.
Kata kunci :Tebal perkerasan, Kaku, Bina Marga 2002, AASHTO1993
ABSTRACT
The road is one of the land communications with an important role for human
life. In addition to the geometric design, pavementis part of the planning of the path to be
planne deffectively and efficiently, because it needs the higher level of service. SoloKertosono toll road is one part of the Trans Java toll road that has yet to be completed.
This toll road construction using rigid pavement, so that pavement hold up during the
using, it is necessary to design nappropriate methods of planning. There are many
methods for designing a concrete slab thickness of this, including using the method of
Bina Marga 2002 and AASHTO 1993. This final project aims to analyze alternative
pavement thickness design examines the planning parameters of the two methods,
planning concrete slab thickness, and a comparative analysis with the results of both
methods existing condition. This methods tarts with the collection of secondary file,
traffic, soil file and hydrological file, then calculate pavement thick using both methods,
and the results of the calculation compared with existing conditions. In planning the plate
thickness calculation require input parameters foreach method. Pavement thickness
design input parameters for the method of Bina Marga 2002 is traffic parameters,
subgrade, sub-base, sub-base grained material, and the strength of the concrete.
Pavement thickness design input parameters for the AASHTO 1993 method is the traffic
parameters, modulus of subgrade reaction, pavement construction material, realibility,
and drainage coefficient. For a case study of Solo-Kertosono highway thick concrete slab
based on the calculation method of Bina Marga 2002 is 15 cm, while based on the
AASHTO 1993 method is 40 cm. Obtained difference is large enough that 25 cm. This is
due to differences input parameter so feach method. Based on a survey that was
conducted obtained thick concrete slab existing conditionis 29 cm thick, the same as the
results of calculations using the AASHTO 1993 method.
Keywords: Pavement thickness, Rigid, Bina Marga 2002, AASHTO 1993