ANALISIS PENGARUH KECEPATAN KENDARAAN TERHADAPUMUR RENCANA JALAN DENGAN MENGGUNAKAN Analisis Pengaruh Kecepatan Kendaraan Terhadap Umur Rencana Jalan Dengan Menggunakan Metode Analitis (Studi Kasus Ruas Jalan Rembang - Bulu).
ANALISIS PENGARUH KECEPATAN KENDARAAN TERHADAP
UMUR RENCANA JALAN DENGAN MENGGUNAKAN
METODE ANALITIS
(STUDI KASUS RUAS JALAN REMBANG - BULU)
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
ADITYA NUGROHO
NIM : D 100 070 006
NIRM : 07 6 106 03010 50006
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012
LEMBAR PENGESAHAN
ANALISIS PENGARUH KECEPATAN KENDARAAN TERHADAP UMUR
RENCANA JALAN DENGAN MENGGUNAKAN
METODE ANALITIS
(STUDI KASUS RUAS JALAN REMBANG - BULU)
Tugas Akhir
Diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran
Tugas Akhir di hadapan Dewan Penguji
Pada Tanggal: …………..
diajukan oleh :
Aditya Nugroho
NIM : D 100 070 006
NIRM : 07 6 106 03010 50006
Pembimbing Pertama
Susunan Dewan Penguji
Pembimbing Kedua
(Senja Rum Harnaeni, S.T., M.T.)
(Muslich H. S, S.T., M.T., Ph.D.)
NIK. 815
NIK. 795
Dewan Penguji
(Ir. H. Sri Widodo, M.T.)
NIK. 542
Tugas Akhir ini diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil.
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknik
(Ir. Agus Riyanto SR., M.T.)
NIK. 483
Menyetujui,
Ketua Jurusan Teknik Sipil
(Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T.)
NIK. 732
PERNYATAAN ORIGINALITAS
Saya yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama
: ADITYA NUGROHO
NIM
: D 100 070 006
Judul Skripsi
: ANALISIS PENGARUH KECEPATAN KENDARAAN
Program Studi : S1- TEKNIK SIPIL
TERHADAP
UMUR
RENCANA
JALAN
DENGAN
MENGGUNAKAN METODE ANALITIS (STUDI KASUS
RUAS JALAN REMBANG-BULU)
Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang saya buat dan serahkan
ini, merupakan hasil karya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan ringkasan-ringkasan
yang semuanya telah saya jelaskan sumbernya. Apabila dikemudian hari dan atau dapat
dibuktikan bahwa skripsi ini hasil juplakan, maka saya bersedia menerima sanksi
apapun dari Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik dan atau gelar dan ijazah yang
diberikan Universitas Muhammadiyah Surakarta batal saya terima.
Surakarta, Agustus 2012
Aditya Nugroho
MOTTO
“Katakanlah : sesungguhnya sholatku, ibadahku, hidupku dan matiku hanyalah untuk
Allah Tuhan semesta alam. Tiada sekutu bagi-Nya dan demikianlah yang diperintahkan
kepadaku dan aku adalah orang yang pertama-tama menyerahkan diri kepada Allah”.
(Q.S Al-An’aam:162-163)
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai
(dari suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh – sungguh (urusan) yang lain. Dan
hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap.
( QS. Al-Insyirah : 6 – 8 )
Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum kecuali jika mereka
mengubah keadaan diri mereka sendiri.
( QS. Ar-Ra’d : 11 )
Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu, sesungguhnya yang demikian itu
sangat berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu’.
( QS. Al-Baqarah : 45 )
“Demi waktu. Sesungguhnya manusia itu benar-benar berada dalam kerugian, kecuali
orang-orang yang beriman dan mengerjakan amal shaleh dan nasehat-menasehati
supaya mentaati kebenaran dan menetapi kesabaran”.
(QS Al-Ashr : 1-3)
Orang yang bahagia adalah orang yang panjang umurnya dan baik amalnya. Orang
yang beruntung adalah orang yang banyak hartanya dan banyak melakukan kebaikan.
Dan orang yang mendapatkan berkah Adalah orang yang bertambah ilmunya, lalu
semakin tambah taqwanya.
Sebaik-baik manusia adalah yang bermanfaatbagi orang lain.
(A.Al-Qarni)
(Al-Hadits)
PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini aku persembahkan kepada :
Allah SWT.
Alhamdulillah atas restu-Nya lah Tugas Akhir ini dapat selesai.
Keluarga-ku tercinta.
Ayah & bunda serta adik-ku, terima kasih atas segala dukungan baik berupa doa
maupun dukungan semangat serta materil.
Semua orang - orang yang mendukung dibelakangku.
Terima kasih atas semua doa dan dukungannya.
Rekan - rekan mahasiswa Teknik Sipil UMS angkatan 2007.
Terima kasih atas hangatnya persahabatan selama ini, memberi suntikan semangat
baru sehingga terselesaikannya Tugas Akhir ini.
PRAKATA
ﺍﻠﺳﻼﻢﻋﻟﻴﮑﻢﻮﺮﺤﻣﺔﺍﷲﻮﺒﺭﮔﺎﺕﻪ
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas nikmat yang diberikan kepada
Penulis, tak lupa sholawat serta salam kepada junjunganku Nabi Besar
Muhammmad SAW, sehingga penyusunan Tugas Akhir ini dapat selesai
sebagaimana yang diharapkan.
Tugas Akhir ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat dalam
menyelesaikan program pendidikan Sarjana Strata I pada jurusanTeknik
Sipil Fakultas
Teknik
Universitas
Muhammadiyah
Surakarta
yang
mempunyai arti penting, dengan harapan mahasiswa terbiasa berpikir kritis,
objektif dan rasional. Terwujudnya Tugas Akhir ini atas bantuan dan bimbingan
dari berbagai pihak.
Terwujudnya Tugas Akhir ini atas bantuan dan bimbingan dari
berbagai pihak. Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima
kasih kepada:
1.
Allah SWT.
3.
Bapak Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
2.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik UMS.
UMS.
Bapak Ir. Muh. Ujianto, M.T., selaku Pembimbing Akademik.
Bapak Muslich Hartadi S, ST, MT., PhD, selaku Dosen Pembimbing Utama.
Ibu Senja Rum Harnaeni, ST, M.T., selaku Dosen Pembimbing Kedua.
Bapak Ir. H. Sri Widodo, M.T., selaku Dosen Penguji.
Seluruh staf dan dosen Jurusan Teknik Sipil UMS, terima kasih atas
segala pemberian ilmu yang bermanfaat selama kuliah di UMS.
Bapak Sapuan selaku Asisten Kasi Jalan Dinas Marga Jawa Tengah, d a n
Bapak Ateng selaku Wakil Kepala Dinas Marga Jawa Tengah terima kasih
banyak karena telah kooperatif dalam memberi data maupun informasi
bermanfaat bagi Penulis.
10. Ayah dan Bunda tercinta, yang senantiasa memberikan doa dan restu,
nasehat dan bimbingan, semangat, serta pengorbanan yang tiada henti,
adinda sadar bahwa masih jauh perjalanan untuk bisa membalas budi
orang tua, semoga tidak mengecewakan.
11. Adikku tersayang, serta keponakanku yang lucu, untuk segala bantuan dan
semangat.
12. Rekan - rekan mahasiswa Teknik Sipil UMS baik senior maupun junior,
khususnya angkatan 2007. Terima kasih atas segala dukungan moral
maupun spiritualnya.
13. Teman seperjuangan dalam Proyek Bisar 3.0, Nola, Agung, Gangsar,
Desnata, Arya, Himawan, Yudi, Nirwan dan Lilis terimakasih atas kerja
samanya.
14. Dan semua pihak yang belum dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah
membantu hingga terselesaikannya Tugas Akhir ini.
Penulis
menyadari,
bahwa
ini
masih
jauh
dari
sempurna. Oleh
karena itu segala koreksi dan saran yang bersifat membangun Penyusun harapkan
guna penyempurnaan Tugas Akhir ini. Besar harapan Penyusun semoga Tugas
Akhir ini bermanfaat bagi Penyusun dan Pembaca. Amin yaa robbal alamin.
ﻮﺍﻠﺳﻼﻢﻋﺎﻳﻜﻡﻮﺮﺣﻤﺔﺍﷲﻮﺑﺮﮐﺎﺕﻪ
Surakarta, Juli 2012
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .....................................................................................
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................
i
ii
HALAMAN MOTTO ................................................................................ ...
iii
PRAKATA ....................................................................................................
v
HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................
iv
DAFTAR ISI ................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ........................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN .................................................
ABSTRAKSI ...............................................................................................
I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ...................................................................................
x
xii
xiii
xv
1
B. Rumusan Masalah ..............................................................................
2
D. Manfaat Penelitian ..............................................................................
2
C. Tujuan Penelitian ................................................................................
E. Batasan Masalah .................................................................................
2
3
F. Keaslian Tugas Akhir .........................................................................
3
A. Perkerasan Jalan .................................................................................
7
1. Lapis Permukaan ............................................................................
8
II TINJAUAN PUSTAKA
B. Perkerasan Lentur ...............................................................................
8
2. Lapis Pondasi Atas .........................................................................
9
4. Tanah Dasar ....................................................................................
8
3. Lapis Pondasi bawah ......................................................................
C. Umur Rencana Jalan .........................................................................
D. Kecepatan..........................................................................................
9
10
11
III LANDASAN TEORI
A.Konsep Metode Analitis ....................................................................
13
B. Rumus-rumus yang Digunakan ........................................................
17
2. Kekakuan Tanah Dasar dan Material Berbutir .............................
18
1. Beban Gandar Standar ..................................................................
3. Temperatur Desain .......................................................................
17
20
4. Kekakuan Bitumen .......................................................................
21
6. Jumlah Kumulatif Gandar Standar................................................
24
5. Kekakuan Campuran Elastik ........................................................
7. Angka Ekivalen Beban Gandar Sumbu Kendaraan .....................
24
26
8. Structural Number (SN) atau IP0 .................................................
27
10. Umur Rencana . .............................................................................
28
A. Metode Dasar ...................................................................................
30
C. Data Penelitian .................................................................................
30
9. Indeks Permukaan pada Akhir Umur Rencana ............................
IV METODE PENELITIAN
B. Lokasi Penelitian ..............................................................................
D. Tahapan Penelitian ...........................................................................
V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
28
30
31
A. Temperatur Design ..........................................................................
33
C. Kekakuan tanah dasar .......................................................................
34
E. Lapis permukaan (dengan bahan pengikat aspal) ............................
36
B. Lama pembebanan ...........................................................................
D. Kekakuan lapisan granuler ...............................................................
F. Kekakuan bitumen ............................................................................
33
35
38
G. Kekakuan campuran elastik .............................................................
40
I. Regangan vertikal .............................................................................
45
H. Regangan horisontal .........................................................................
J. Parameter kumulatif gandar standar dalam retak lelah ....................
K. Parameter kumulatif gandar standar dalam penurunan ....................
L. Ekivalen lalu lintas harian rata-rata ..................................................
44
46
47
47
M. Umur rencana keadaan retak lelah ..................................................
N. Umur rencana keadaan penurunan ...................................................
50
51
O. Pembahasan ......................................................................................
54
A. Kesimpulan .......................................................................................
56
VI KESIMPULAN DAN SARAN
B. Saran ................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
56
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1. Hubungan stress, strain dan loading time............................
11
Gambar III.2. Tampilan worksheet progam BISAR 3.0 .................................
16
Gambar III.1. Bagan Alur Pekerjaan Progam BISAR 3.0 ...............................
15
Gambar III.3. Fatique cracking and crtical strain ..........................................
17
Gambar III.5. Variasi koefisien kekakuan lapis pondasi granular (2)..............
19
Gambar III.4. Sumbu standar 8,16 ton ............................................................
Gambar III.6. Variasi koefisien kekakuan lapis pondasi granular (3)..............
18
20
Gambar III.7. Nomogram kekakuan bitumen ..................................................
22
Gambar IV.2. Bagan alir penelitian .................................................................
32
Gambar IV.1. Peta lokasi penelitian ..............................................................
Gambar V.1. Struktur perkerasan .................................................................
Gambar V.2. Grafik dalam kondisi fatique ....................................................
Gambar V.3. Grafik dalam kondisi deformasi ................................................
30
34
54
55
DAFTAR TABEL
Tabel I.1. Perbedaan dan persamaan penelitian ini dengan sebelumnya ........
Tabel III.1. Golongan dan konfigurasi sumbu kendaraan................................
Tabel III.2. Indeks Permukaan pada Akhir Umur Rencana (Ipt).....................
5
26
28
Tabel III.3. Faktor Distribusi Lajur (DL) . .......................................................
29
Tabel V.2. CBR tanah dasar...........................................................................
34
Tabel V.4. Hasil uji mutu material untuk agregat klas A ..............................
35
Tabel V.1. Kecepatan rata-rata kendaraan ....................................................
Tabel V.3. Hasil uji mutu material untuk agregat klas B ..............................
Tabel V.5. Hasil uji penetrasi.........................................................................
33
35
36
Tabel V.6. Hasil uji penetrasi.........................................................................
37
Tabel V.8. Hasil uji sifat-sifat campuran aspal panas AC-Base Modified ....
40
Tabel V.7. Hasil uji penetrasi.........................................................................
Tabel V.9. Hasil uji sifat-sifat campuran aspal panas AC-BC Modified ........
37
41
Tabel V.10. Hasil uji sifat-sifat campuran aspal panas AC-WC Modified ......
43
Tabel V.12. Nilai regangan horisontal (εt).......................................................
45
Tabel V.11. Nilai kekakuan campuran elastik (Sme) kondisi fatique .............
44
Tabel V.13. Nilai kekakuan campuran elastik (Sme) kondisi deformasi.........
45
Tabel V.15. Nilai kadar aspal (VB) ..................................................................
46
Tabel V.17. Ekivalen roda ganda ....................................................................
49
Tabel V.19. Rekapitulasi kekakuan aspal dan campuran aspal .......................`
54
Tabel V.14. Nilai regangan vertikal (εz)..........................................................
Tabel V.16. Lalu lintas harian rata-rata ...........................................................
Tabel V.18. Rekapitulasi hasil perhitungan variasi kecepatan .......................
46
47
52
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Nilai Bitumen Stiffness Dari Nomogram Van Der Poel
Lampiran 2. Nilai Lapis Pondasi Atas dan Lapis Pondasi Bawah
Lampiran 3. Perhitungan Dengan Program BISAR
Lampiran 4. Data Perkerasan AC-WC
Lampiran 5. Data Perkerasan AC-BC
Lampiran 6. Data Perkerasan AC-BASE
Lampiran 7. Data Pondasi Atas
Lampiran 8. Data Pondasi Bawah
Lampiran 9. Data Kecepatan
Lampiran 10. Data Gambar Melintang Jalan
Lampiran 11. Data LHR
Lampiran 12. Data Tebal Perkerasan
Lampiran 13. Tabel Faktor Ekivalen Beban Gandar
Lampiran 14. Surat Kelengkapan Tugas Akhir
Lampiran 15. Lembar Konsultasi Tugas Akhir
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
a2
: Koefisien kekuatan relatif lapis pondasi atas.
AC-Base
: (Asphalt Concrete Base).
a3
: Koefisien kekuatan relatif lapis pondasi bawah.
AC-BC
: (Asphalt Concrete Binder Course).
C
: Nilai koefisien distribusi kendaraan ringan dan berat.
AC-WC
CBR
: (Asphalt Concrete-Wearing Course)
: California Bearing Ratio.
DLLAJR
: Dinas Lalu Lintas Angkutan Jalan Raya.
DL
: Faktor distribusi kendaraan.
DD
E
: Faktor distribusi arah.
: Angka ekivalen beban gandar standar sumbu kendaraan (8,16 ton)
fr
: Faktor bekas roda.
Ga
: Berat jenis campuran aggregat
Ip
: Indeks plastisitas tanah
IP0
: Indeks permukaan pada awal umur rencana.
g
h
IPt
: Tingkat pertumbuhan lalulintas (% pertahun).
: Ketebalan lapis permukaan aspal
: Indeks permukaan pada akhir umur rencana.
JMF
: Rumus campuran kerja.
MA
: Persentase dari berat aggregat dalam campuran.
LHR
MB
: Lalu lintas Harian Rata-rata
: Persentase dari berat aspal dalam campuran.
MSA
: Gandar standar dalam jutaan.
Nf
: Jumlah aplikasi beban sampai terjadinya kegagalan akibat retak lelah
N
: Jumlah kumulatif dari beban standar sumbu roda kendaraan (MSA)
P
: Proporsi kendaraan angkutan barang yang menggunakan jalur lambat
Pi
: Nilai penetrasi aspal permulaan
Pr
di umur pertengahan
: Nilai penetrasi aspal recovered
PIr
: Indeks penetrasi recovered dari aspal
Sb
: Kekakuan aspal
SKBI
: Standar Konstruksi Bangunan Indonesia.
Sme
: Modulus kekakuan campuran aspal di dalam daerah yang elastik
r
Sg
Sm
: Laju pertumbuhan tahunan dari lalu lintas
: Kekakuan elastik dari lapisan yang berbutir.
: Modulus kekakuan campuran aspal
SN
: Structural Number.
SPi,
: Titik lembek aspal permulaan
SNI
: Standar Nasional Indonesia.
SPr
: Titik lembek aspal recovered
T
: Suhu rencana
Ss
t
v
VB
: Kekakuan elastik dari tanah
: Waktu pembebanan
: Kecepatan rata-rata kendaraan
: Persentase volume binder
VMA
: Volume rongga di dalam campuran aggregat
W
: Beban roda kendaraan
Vv
x
: Persentase volume rongga udara
: Umur rencana di dalam tahun
εt
: Regangan tarik horisontal maksimum pada bagian bawah lapisan
εz
: Regangan tekan vertikal maksimum pada bagian atas tanah dasar
aspal
ANALISIS PENGARUH KECEPATAN KENDARAAN TERHADAP
UMUR RENCANA JALAN DENGAN MENGGUNAKAN
METODE ANALITIS
(STUDI KASUS : RUAS JALAN PANTURA)
ABSTRAKSI
Jalan Pantura merupakan jalan nasional sebagai jalur utama penghubung
antara Jakarta – Semarang – Surabaya yang berperan penting untuk
menggerakkan perekonomian nasional dan khusunya daerah Pulau Jawa bagian
Utara. Seiring dengan meningkatnya kepadatan lalu lintas yang melintas pada
perkerasan jalan tersebut menyebabkan berbagai kendala, salah satunya adalah
kerusakan pada bagian konstruksi jalan yang tidak sesuai dengan umur rencana
perkerasan jalan, salah satu penyebab dari kerusakan itu adalah faktor loading
time sebagian akibatnya dari kecepatan kendaraan. Berkaitan dengan hal tersebut
dalam penelitian ini akan dibahas mengenai pengaruh kecepatan dengan variasi
kecepatan yaitu, kecepatan rencana 43 km/jam sedangkan variasi kecepatannya 20
km/jam, 30 km/jam, 60 km/jam, 80 km/jam.
Metode analitis yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode
Nottingham Design Method dengan menggunakan bantuan program BISAR
(Bitumen Analysis in Roads) 3.0, data-data pendukung seperti data lalu lintas
harian rata-rata (LHR), data CBR, data temperature tahunan rata-rata, data
kecepatan, dan lain sebagainya diperoleh dari Dinas Bina Marga Jawa Tengah.
Data-data yang sudah terkumpul kemudian dianalisis untuk mencari nilai yang
dibutuhkan sebagai input ke Program BISAR (Bitumen Analysis in Roads) 3.0.
Output dari Program BISAR (Bitumen Analysis in Roads) 3.0 yaitu asphalt mix
tensile strain untuk kondisi fatigue (ԑt) dan asphalt mix vertikal strain deformasi
(ԑz) yang dipakai untuk menghitung besarnya umur rencana perkerasan jalan.
Berdasarkan hasil tentang analisis pengaruh kecepatan kendaraan terhadap
umur rencana jalan berdasarkan metode analitis (Nottingham Design Method)
dengan alat bantu program BISAR (Bitumen Analysis in Roads) 3.0, bahwa
kecepatan kendaraan berpengaruh terhadap umur rencana jalan. Dapat
ditunjukkan dengan persamaan regresi, untuk kriteria retak lelah pengaruh
kecepatan terhadap umur rencana jalan dalam kondisi kritis yaitu y = 0,000x +
0,012 dan untuk kondisi gagal yaitu y = 0,004x + 0,072. Sedangkan untuk kriteria
deformasi, pengaruh kecepatan terhadap umur rencana jalan dalam kondisi kritis
yaitu y = 0,001x + 0,294 dan kondisi gagal yaitu y = 0,007x + 2,261.
Kata kunci: loading time, Nottingham Design Mehod, BISAR 3.0.
UMUR RENCANA JALAN DENGAN MENGGUNAKAN
METODE ANALITIS
(STUDI KASUS RUAS JALAN REMBANG - BULU)
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
ADITYA NUGROHO
NIM : D 100 070 006
NIRM : 07 6 106 03010 50006
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012
LEMBAR PENGESAHAN
ANALISIS PENGARUH KECEPATAN KENDARAAN TERHADAP UMUR
RENCANA JALAN DENGAN MENGGUNAKAN
METODE ANALITIS
(STUDI KASUS RUAS JALAN REMBANG - BULU)
Tugas Akhir
Diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran
Tugas Akhir di hadapan Dewan Penguji
Pada Tanggal: …………..
diajukan oleh :
Aditya Nugroho
NIM : D 100 070 006
NIRM : 07 6 106 03010 50006
Pembimbing Pertama
Susunan Dewan Penguji
Pembimbing Kedua
(Senja Rum Harnaeni, S.T., M.T.)
(Muslich H. S, S.T., M.T., Ph.D.)
NIK. 815
NIK. 795
Dewan Penguji
(Ir. H. Sri Widodo, M.T.)
NIK. 542
Tugas Akhir ini diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil.
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknik
(Ir. Agus Riyanto SR., M.T.)
NIK. 483
Menyetujui,
Ketua Jurusan Teknik Sipil
(Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T.)
NIK. 732
PERNYATAAN ORIGINALITAS
Saya yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama
: ADITYA NUGROHO
NIM
: D 100 070 006
Judul Skripsi
: ANALISIS PENGARUH KECEPATAN KENDARAAN
Program Studi : S1- TEKNIK SIPIL
TERHADAP
UMUR
RENCANA
JALAN
DENGAN
MENGGUNAKAN METODE ANALITIS (STUDI KASUS
RUAS JALAN REMBANG-BULU)
Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang saya buat dan serahkan
ini, merupakan hasil karya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan ringkasan-ringkasan
yang semuanya telah saya jelaskan sumbernya. Apabila dikemudian hari dan atau dapat
dibuktikan bahwa skripsi ini hasil juplakan, maka saya bersedia menerima sanksi
apapun dari Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik dan atau gelar dan ijazah yang
diberikan Universitas Muhammadiyah Surakarta batal saya terima.
Surakarta, Agustus 2012
Aditya Nugroho
MOTTO
“Katakanlah : sesungguhnya sholatku, ibadahku, hidupku dan matiku hanyalah untuk
Allah Tuhan semesta alam. Tiada sekutu bagi-Nya dan demikianlah yang diperintahkan
kepadaku dan aku adalah orang yang pertama-tama menyerahkan diri kepada Allah”.
(Q.S Al-An’aam:162-163)
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai
(dari suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh – sungguh (urusan) yang lain. Dan
hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap.
( QS. Al-Insyirah : 6 – 8 )
Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum kecuali jika mereka
mengubah keadaan diri mereka sendiri.
( QS. Ar-Ra’d : 11 )
Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu, sesungguhnya yang demikian itu
sangat berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu’.
( QS. Al-Baqarah : 45 )
“Demi waktu. Sesungguhnya manusia itu benar-benar berada dalam kerugian, kecuali
orang-orang yang beriman dan mengerjakan amal shaleh dan nasehat-menasehati
supaya mentaati kebenaran dan menetapi kesabaran”.
(QS Al-Ashr : 1-3)
Orang yang bahagia adalah orang yang panjang umurnya dan baik amalnya. Orang
yang beruntung adalah orang yang banyak hartanya dan banyak melakukan kebaikan.
Dan orang yang mendapatkan berkah Adalah orang yang bertambah ilmunya, lalu
semakin tambah taqwanya.
Sebaik-baik manusia adalah yang bermanfaatbagi orang lain.
(A.Al-Qarni)
(Al-Hadits)
PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini aku persembahkan kepada :
Allah SWT.
Alhamdulillah atas restu-Nya lah Tugas Akhir ini dapat selesai.
Keluarga-ku tercinta.
Ayah & bunda serta adik-ku, terima kasih atas segala dukungan baik berupa doa
maupun dukungan semangat serta materil.
Semua orang - orang yang mendukung dibelakangku.
Terima kasih atas semua doa dan dukungannya.
Rekan - rekan mahasiswa Teknik Sipil UMS angkatan 2007.
Terima kasih atas hangatnya persahabatan selama ini, memberi suntikan semangat
baru sehingga terselesaikannya Tugas Akhir ini.
PRAKATA
ﺍﻠﺳﻼﻢﻋﻟﻴﮑﻢﻮﺮﺤﻣﺔﺍﷲﻮﺒﺭﮔﺎﺕﻪ
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas nikmat yang diberikan kepada
Penulis, tak lupa sholawat serta salam kepada junjunganku Nabi Besar
Muhammmad SAW, sehingga penyusunan Tugas Akhir ini dapat selesai
sebagaimana yang diharapkan.
Tugas Akhir ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat dalam
menyelesaikan program pendidikan Sarjana Strata I pada jurusanTeknik
Sipil Fakultas
Teknik
Universitas
Muhammadiyah
Surakarta
yang
mempunyai arti penting, dengan harapan mahasiswa terbiasa berpikir kritis,
objektif dan rasional. Terwujudnya Tugas Akhir ini atas bantuan dan bimbingan
dari berbagai pihak.
Terwujudnya Tugas Akhir ini atas bantuan dan bimbingan dari
berbagai pihak. Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima
kasih kepada:
1.
Allah SWT.
3.
Bapak Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
2.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik UMS.
UMS.
Bapak Ir. Muh. Ujianto, M.T., selaku Pembimbing Akademik.
Bapak Muslich Hartadi S, ST, MT., PhD, selaku Dosen Pembimbing Utama.
Ibu Senja Rum Harnaeni, ST, M.T., selaku Dosen Pembimbing Kedua.
Bapak Ir. H. Sri Widodo, M.T., selaku Dosen Penguji.
Seluruh staf dan dosen Jurusan Teknik Sipil UMS, terima kasih atas
segala pemberian ilmu yang bermanfaat selama kuliah di UMS.
Bapak Sapuan selaku Asisten Kasi Jalan Dinas Marga Jawa Tengah, d a n
Bapak Ateng selaku Wakil Kepala Dinas Marga Jawa Tengah terima kasih
banyak karena telah kooperatif dalam memberi data maupun informasi
bermanfaat bagi Penulis.
10. Ayah dan Bunda tercinta, yang senantiasa memberikan doa dan restu,
nasehat dan bimbingan, semangat, serta pengorbanan yang tiada henti,
adinda sadar bahwa masih jauh perjalanan untuk bisa membalas budi
orang tua, semoga tidak mengecewakan.
11. Adikku tersayang, serta keponakanku yang lucu, untuk segala bantuan dan
semangat.
12. Rekan - rekan mahasiswa Teknik Sipil UMS baik senior maupun junior,
khususnya angkatan 2007. Terima kasih atas segala dukungan moral
maupun spiritualnya.
13. Teman seperjuangan dalam Proyek Bisar 3.0, Nola, Agung, Gangsar,
Desnata, Arya, Himawan, Yudi, Nirwan dan Lilis terimakasih atas kerja
samanya.
14. Dan semua pihak yang belum dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah
membantu hingga terselesaikannya Tugas Akhir ini.
Penulis
menyadari,
bahwa
ini
masih
jauh
dari
sempurna. Oleh
karena itu segala koreksi dan saran yang bersifat membangun Penyusun harapkan
guna penyempurnaan Tugas Akhir ini. Besar harapan Penyusun semoga Tugas
Akhir ini bermanfaat bagi Penyusun dan Pembaca. Amin yaa robbal alamin.
ﻮﺍﻠﺳﻼﻢﻋﺎﻳﻜﻡﻮﺮﺣﻤﺔﺍﷲﻮﺑﺮﮐﺎﺕﻪ
Surakarta, Juli 2012
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .....................................................................................
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................
i
ii
HALAMAN MOTTO ................................................................................ ...
iii
PRAKATA ....................................................................................................
v
HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................
iv
DAFTAR ISI ................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ........................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN .................................................
ABSTRAKSI ...............................................................................................
I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ...................................................................................
x
xii
xiii
xv
1
B. Rumusan Masalah ..............................................................................
2
D. Manfaat Penelitian ..............................................................................
2
C. Tujuan Penelitian ................................................................................
E. Batasan Masalah .................................................................................
2
3
F. Keaslian Tugas Akhir .........................................................................
3
A. Perkerasan Jalan .................................................................................
7
1. Lapis Permukaan ............................................................................
8
II TINJAUAN PUSTAKA
B. Perkerasan Lentur ...............................................................................
8
2. Lapis Pondasi Atas .........................................................................
9
4. Tanah Dasar ....................................................................................
8
3. Lapis Pondasi bawah ......................................................................
C. Umur Rencana Jalan .........................................................................
D. Kecepatan..........................................................................................
9
10
11
III LANDASAN TEORI
A.Konsep Metode Analitis ....................................................................
13
B. Rumus-rumus yang Digunakan ........................................................
17
2. Kekakuan Tanah Dasar dan Material Berbutir .............................
18
1. Beban Gandar Standar ..................................................................
3. Temperatur Desain .......................................................................
17
20
4. Kekakuan Bitumen .......................................................................
21
6. Jumlah Kumulatif Gandar Standar................................................
24
5. Kekakuan Campuran Elastik ........................................................
7. Angka Ekivalen Beban Gandar Sumbu Kendaraan .....................
24
26
8. Structural Number (SN) atau IP0 .................................................
27
10. Umur Rencana . .............................................................................
28
A. Metode Dasar ...................................................................................
30
C. Data Penelitian .................................................................................
30
9. Indeks Permukaan pada Akhir Umur Rencana ............................
IV METODE PENELITIAN
B. Lokasi Penelitian ..............................................................................
D. Tahapan Penelitian ...........................................................................
V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
28
30
31
A. Temperatur Design ..........................................................................
33
C. Kekakuan tanah dasar .......................................................................
34
E. Lapis permukaan (dengan bahan pengikat aspal) ............................
36
B. Lama pembebanan ...........................................................................
D. Kekakuan lapisan granuler ...............................................................
F. Kekakuan bitumen ............................................................................
33
35
38
G. Kekakuan campuran elastik .............................................................
40
I. Regangan vertikal .............................................................................
45
H. Regangan horisontal .........................................................................
J. Parameter kumulatif gandar standar dalam retak lelah ....................
K. Parameter kumulatif gandar standar dalam penurunan ....................
L. Ekivalen lalu lintas harian rata-rata ..................................................
44
46
47
47
M. Umur rencana keadaan retak lelah ..................................................
N. Umur rencana keadaan penurunan ...................................................
50
51
O. Pembahasan ......................................................................................
54
A. Kesimpulan .......................................................................................
56
VI KESIMPULAN DAN SARAN
B. Saran ................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
56
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1. Hubungan stress, strain dan loading time............................
11
Gambar III.2. Tampilan worksheet progam BISAR 3.0 .................................
16
Gambar III.1. Bagan Alur Pekerjaan Progam BISAR 3.0 ...............................
15
Gambar III.3. Fatique cracking and crtical strain ..........................................
17
Gambar III.5. Variasi koefisien kekakuan lapis pondasi granular (2)..............
19
Gambar III.4. Sumbu standar 8,16 ton ............................................................
Gambar III.6. Variasi koefisien kekakuan lapis pondasi granular (3)..............
18
20
Gambar III.7. Nomogram kekakuan bitumen ..................................................
22
Gambar IV.2. Bagan alir penelitian .................................................................
32
Gambar IV.1. Peta lokasi penelitian ..............................................................
Gambar V.1. Struktur perkerasan .................................................................
Gambar V.2. Grafik dalam kondisi fatique ....................................................
Gambar V.3. Grafik dalam kondisi deformasi ................................................
30
34
54
55
DAFTAR TABEL
Tabel I.1. Perbedaan dan persamaan penelitian ini dengan sebelumnya ........
Tabel III.1. Golongan dan konfigurasi sumbu kendaraan................................
Tabel III.2. Indeks Permukaan pada Akhir Umur Rencana (Ipt).....................
5
26
28
Tabel III.3. Faktor Distribusi Lajur (DL) . .......................................................
29
Tabel V.2. CBR tanah dasar...........................................................................
34
Tabel V.4. Hasil uji mutu material untuk agregat klas A ..............................
35
Tabel V.1. Kecepatan rata-rata kendaraan ....................................................
Tabel V.3. Hasil uji mutu material untuk agregat klas B ..............................
Tabel V.5. Hasil uji penetrasi.........................................................................
33
35
36
Tabel V.6. Hasil uji penetrasi.........................................................................
37
Tabel V.8. Hasil uji sifat-sifat campuran aspal panas AC-Base Modified ....
40
Tabel V.7. Hasil uji penetrasi.........................................................................
Tabel V.9. Hasil uji sifat-sifat campuran aspal panas AC-BC Modified ........
37
41
Tabel V.10. Hasil uji sifat-sifat campuran aspal panas AC-WC Modified ......
43
Tabel V.12. Nilai regangan horisontal (εt).......................................................
45
Tabel V.11. Nilai kekakuan campuran elastik (Sme) kondisi fatique .............
44
Tabel V.13. Nilai kekakuan campuran elastik (Sme) kondisi deformasi.........
45
Tabel V.15. Nilai kadar aspal (VB) ..................................................................
46
Tabel V.17. Ekivalen roda ganda ....................................................................
49
Tabel V.19. Rekapitulasi kekakuan aspal dan campuran aspal .......................`
54
Tabel V.14. Nilai regangan vertikal (εz)..........................................................
Tabel V.16. Lalu lintas harian rata-rata ...........................................................
Tabel V.18. Rekapitulasi hasil perhitungan variasi kecepatan .......................
46
47
52
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Nilai Bitumen Stiffness Dari Nomogram Van Der Poel
Lampiran 2. Nilai Lapis Pondasi Atas dan Lapis Pondasi Bawah
Lampiran 3. Perhitungan Dengan Program BISAR
Lampiran 4. Data Perkerasan AC-WC
Lampiran 5. Data Perkerasan AC-BC
Lampiran 6. Data Perkerasan AC-BASE
Lampiran 7. Data Pondasi Atas
Lampiran 8. Data Pondasi Bawah
Lampiran 9. Data Kecepatan
Lampiran 10. Data Gambar Melintang Jalan
Lampiran 11. Data LHR
Lampiran 12. Data Tebal Perkerasan
Lampiran 13. Tabel Faktor Ekivalen Beban Gandar
Lampiran 14. Surat Kelengkapan Tugas Akhir
Lampiran 15. Lembar Konsultasi Tugas Akhir
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
a2
: Koefisien kekuatan relatif lapis pondasi atas.
AC-Base
: (Asphalt Concrete Base).
a3
: Koefisien kekuatan relatif lapis pondasi bawah.
AC-BC
: (Asphalt Concrete Binder Course).
C
: Nilai koefisien distribusi kendaraan ringan dan berat.
AC-WC
CBR
: (Asphalt Concrete-Wearing Course)
: California Bearing Ratio.
DLLAJR
: Dinas Lalu Lintas Angkutan Jalan Raya.
DL
: Faktor distribusi kendaraan.
DD
E
: Faktor distribusi arah.
: Angka ekivalen beban gandar standar sumbu kendaraan (8,16 ton)
fr
: Faktor bekas roda.
Ga
: Berat jenis campuran aggregat
Ip
: Indeks plastisitas tanah
IP0
: Indeks permukaan pada awal umur rencana.
g
h
IPt
: Tingkat pertumbuhan lalulintas (% pertahun).
: Ketebalan lapis permukaan aspal
: Indeks permukaan pada akhir umur rencana.
JMF
: Rumus campuran kerja.
MA
: Persentase dari berat aggregat dalam campuran.
LHR
MB
: Lalu lintas Harian Rata-rata
: Persentase dari berat aspal dalam campuran.
MSA
: Gandar standar dalam jutaan.
Nf
: Jumlah aplikasi beban sampai terjadinya kegagalan akibat retak lelah
N
: Jumlah kumulatif dari beban standar sumbu roda kendaraan (MSA)
P
: Proporsi kendaraan angkutan barang yang menggunakan jalur lambat
Pi
: Nilai penetrasi aspal permulaan
Pr
di umur pertengahan
: Nilai penetrasi aspal recovered
PIr
: Indeks penetrasi recovered dari aspal
Sb
: Kekakuan aspal
SKBI
: Standar Konstruksi Bangunan Indonesia.
Sme
: Modulus kekakuan campuran aspal di dalam daerah yang elastik
r
Sg
Sm
: Laju pertumbuhan tahunan dari lalu lintas
: Kekakuan elastik dari lapisan yang berbutir.
: Modulus kekakuan campuran aspal
SN
: Structural Number.
SPi,
: Titik lembek aspal permulaan
SNI
: Standar Nasional Indonesia.
SPr
: Titik lembek aspal recovered
T
: Suhu rencana
Ss
t
v
VB
: Kekakuan elastik dari tanah
: Waktu pembebanan
: Kecepatan rata-rata kendaraan
: Persentase volume binder
VMA
: Volume rongga di dalam campuran aggregat
W
: Beban roda kendaraan
Vv
x
: Persentase volume rongga udara
: Umur rencana di dalam tahun
εt
: Regangan tarik horisontal maksimum pada bagian bawah lapisan
εz
: Regangan tekan vertikal maksimum pada bagian atas tanah dasar
aspal
ANALISIS PENGARUH KECEPATAN KENDARAAN TERHADAP
UMUR RENCANA JALAN DENGAN MENGGUNAKAN
METODE ANALITIS
(STUDI KASUS : RUAS JALAN PANTURA)
ABSTRAKSI
Jalan Pantura merupakan jalan nasional sebagai jalur utama penghubung
antara Jakarta – Semarang – Surabaya yang berperan penting untuk
menggerakkan perekonomian nasional dan khusunya daerah Pulau Jawa bagian
Utara. Seiring dengan meningkatnya kepadatan lalu lintas yang melintas pada
perkerasan jalan tersebut menyebabkan berbagai kendala, salah satunya adalah
kerusakan pada bagian konstruksi jalan yang tidak sesuai dengan umur rencana
perkerasan jalan, salah satu penyebab dari kerusakan itu adalah faktor loading
time sebagian akibatnya dari kecepatan kendaraan. Berkaitan dengan hal tersebut
dalam penelitian ini akan dibahas mengenai pengaruh kecepatan dengan variasi
kecepatan yaitu, kecepatan rencana 43 km/jam sedangkan variasi kecepatannya 20
km/jam, 30 km/jam, 60 km/jam, 80 km/jam.
Metode analitis yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode
Nottingham Design Method dengan menggunakan bantuan program BISAR
(Bitumen Analysis in Roads) 3.0, data-data pendukung seperti data lalu lintas
harian rata-rata (LHR), data CBR, data temperature tahunan rata-rata, data
kecepatan, dan lain sebagainya diperoleh dari Dinas Bina Marga Jawa Tengah.
Data-data yang sudah terkumpul kemudian dianalisis untuk mencari nilai yang
dibutuhkan sebagai input ke Program BISAR (Bitumen Analysis in Roads) 3.0.
Output dari Program BISAR (Bitumen Analysis in Roads) 3.0 yaitu asphalt mix
tensile strain untuk kondisi fatigue (ԑt) dan asphalt mix vertikal strain deformasi
(ԑz) yang dipakai untuk menghitung besarnya umur rencana perkerasan jalan.
Berdasarkan hasil tentang analisis pengaruh kecepatan kendaraan terhadap
umur rencana jalan berdasarkan metode analitis (Nottingham Design Method)
dengan alat bantu program BISAR (Bitumen Analysis in Roads) 3.0, bahwa
kecepatan kendaraan berpengaruh terhadap umur rencana jalan. Dapat
ditunjukkan dengan persamaan regresi, untuk kriteria retak lelah pengaruh
kecepatan terhadap umur rencana jalan dalam kondisi kritis yaitu y = 0,000x +
0,012 dan untuk kondisi gagal yaitu y = 0,004x + 0,072. Sedangkan untuk kriteria
deformasi, pengaruh kecepatan terhadap umur rencana jalan dalam kondisi kritis
yaitu y = 0,001x + 0,294 dan kondisi gagal yaitu y = 0,007x + 2,261.
Kata kunci: loading time, Nottingham Design Mehod, BISAR 3.0.