-1-
MATA KULIAH : PERENCANAAN PERKERASAN JALAN DOSEN PENGASUH : IR. H. ISKANDAR RENTA, MT. I.
METODA PERENCANAAN PERKERASAN JALAN
banyak cara (metoda), antara lain : •
AASTO dan The Asphalt Institute (AS)
•
Road Note (Inggris)
•
NAASRA (Australia)
•
Dan Bina Marga (Indonesia)
Namun Di negara Indonesia digunakan Metoda perencanaan sebagai berikut : Untuk Untuk perker perkerasa asann Len Lentur tur digu digunak nakan an cara cara Bina Bina Marga, Marga, de denga ngann “meto “metoda da
•
analisis komponen” SKBI :2.3.26.1987 /SNI 03-1732-1989. Untuk perkerasan Kaku digunakan cara NAASRA (National Association of
•
Australian State Road Authorities), Interim Guide to Pavement Design” (1979), yang telah disesuaikan dengan kondisi di Indonesia oleh Bina Marga dalam SKBI: 2.3.28.1988 dan “Pavement Design” (A Guide to the Structural Design of Road Pavements) NAASRA, 1987.
PERTIMBANGAN KONSTRUKSI DAN PEMELIHARAAN
EVALUASI DAYA DUKUNG TANAH DASAR SUBGRADE
LALU-LINTAS RENCANA
PERENCANAAN STRUKTUR 1. PERKERASAN LENTUR 2. PERKE PERKERA RASA SAN N KAKU KAKU 3. PELAPISAN TAMBAHAN
LINGKUNGAN
(OVERLAY UTK JALAN LAMA)
MATERIAL PERKERASAN
PERBANDINGAN PERENCANAAN
IMPLEMENTASI PERENCANAAN
Gambar.Bagan Alir Sistem Perencanaan Perkerasan untuk Jalan Baru •
.PERTIMBANGAN PERENCANAAN PERKERASAN JALAN 1.
Konstruksi ksi dan Pemeliharaan, faktor yang perlu dipertimbangkan :
Perluasan dan jenis drainase
Penggunaan konstruksi berkotak-kotak
Ketersediaan peralatan khususnya peralatan : pencampur material,
penghamparan dan pemadatan
Penggunaan konstruksi bertahap
Penggunaan Stabilisasi
-2-
Kebutuhan dari segi lingkungan dan keamanan pemakai/pngguna
jalan
2.
Sosial dan Strategi pemeliharaan
Resiko-resiko yang mungkin terjadi.
Pertimbangan Lingkungan ♣. Kelembaban :
•
Pola hujan dan penguapan
•
Permeabilitas Permeabilitas lapisan aus
•
Kedalaman MAT (muka air tanah) •
Permeabilitas relatif dari lapisan perkerasan
•
Bahu jalan tertutup atau tidak
•
Jenis perkerasan PENGUAPAN RESAPAN KE PERKERASAN
RESAPAN KEBAHU LAPISAN PERKERASAN TRANSFER DARI BAHU JALAN PERGERAKAN UAP AIR DARI LAPISAN TANAH BAWAH
DARI MAT
REMBESAN DARI TEMPAT TINGGI
MAT FLUKTUASI MAT
Gamb Pergerakan Air pd konstruksi perkerasan ♣. Suhu Lingkungan: Suhu lingkungan pengaruhnya cukup besar pada penampilan penampilan permukaan perkerasan jika digunakan pelapisan permukaan dengan aspal, karena karakteristik dan sifat aspal yang kaku dan regas pada temperatur rendah dan sebaliknya akan lunak dan visko elastis pada suhu tinggi, sedangkan dengan perkerasan dengan beton temperatur yang tinggi juga akan berpengaruh besar, terutama pada saat pelaksanaan konstruksi. 3.
Evaluasi Lapisan Tanah Dasar (subgrade)
♣. Faktor pertimbangan estimasi daya dukung
Urutan pekerjaan tanah
Penggunaan kadar air (W) pada saat pemadatan dan kepadatan lapangan
(γd) yang dicapai
Perubahan kadar air selama usia pelayanan
Variabilitas tanah dasar
Kete Keteba bala lann lapi lapisa sann pe perk rker eras asan an tota totall yang yang da dapa patt dite diteri rima ma lapi lapisa sann luna lunakk
(subdrade). ♣. Pengukuran daya dukung subgrade
-3
California Bearing Ratio (CBR)
Parameter elastis
Modulus Reaksi tanah dasar (k) 4. Material Perkerasan
Material berbutir lepas
Material terikat
Aspal
Beton semen 5. Lau-Lintas Rencana •
Jumlah sumbu yang lewat
•
Beban sumbu
•
Konfigurasi sumbu
♣.Konfigurasi sumbu dan ekivalensi •
Jarak sumbu
•
Jumlah roda/sumbu
•
Dan beban sumbu
♣.Kebutuhan perencanaan ada empat jenis : •
Sumbu tunggal roda tunggal
•
Sumbu tandem roda ganda
•
Sumbu tunggal roda ganda
•
Sumbu triple roda ganda
♣.Lajur Rencana Lajur rencana yang diperhitungkan yaitu lajur rencana yang menerima beban terbesar. ♣.Usia Rencana, Beberapa tipikal usia rencana: •
Lapisan perkerasan aspal baru, 20 – 25 thn
•
Lapisan perkerasan kaku baru, 20 – 40 thn
•
Lapisan tambahan (aspal, 10-15), (batu pasir, 10 – 20) thn.
♣.Angka pertumbuhan lalu-lintas Jumlah lalu-lintas akan bertambah baik pada keseluruhan usia rencana atau pada sebagian sebagian masa tersebu tersebut. t. Angka pertumb pertumbuha uhann lalu-lin lalu-lintas tas dapa dapatt ditentuk ditentukan an dari dari hasil hasil survei utk setiap proyek. ♣.Metoda perhitungan Lalu-lintas Rencana Metoda yang akan digunakan tergantung dari data lalu-lintas yang ada dan prosedur perencanaan perencanaan yang digunakan. digunakan. Secara ideal data lalu-lintas lalu-lintas harus mencakup jumlah dan berat setiap jenis sumbu dalam arus lalu-lintas. 6. Lapisan Perkerasan Lentur ♣. Karakteristik Perkerasan Lentur
-4•
Bersifat elastis juka menerima beban, sehingga dapat memberi kenyamanan bagi pengguna jalan
•
Pada umumnya menggunakan bahan pengikat aspal
•
Seluruh lapisan ikut menanggung beban
•
Penyebaran Penyebaran tegangan kelapisan tanah dasar sedemikian sehingga tidak merusak lapisan tanah dasar (subgrade)
•
Usia rencana maks. 20 thn (MKJI=23 thn)
•
Sela Selama ma Usia Usia renc rencaana dipe diperl rluk ukan an pe peme meliliha hara raan an seca secara ra berka erkala la (rut (rutin in maintenance) LAPISAN PERMUKAAN (SURFACE COURSE)
▪▪▪▪▪▪▪▪
LAPISAN PONDASI ATAS (BASE COURSE)
LAPISAN PONDASI BAWAH (SUBBASE COURSE)
LAPISAN TANAH DASAR
Gambar Susunan Lapisan Perkerasan Lentur ♣. Lalu-Lintas Rencana utk Perkerasan Lentur 1. Persentas Persentasee Kendara Kendaraan an pada pada Lajur Lajur Rencan Rencanaa Tabel: Jumlah Lajur berdasarkan lebar perkerasan LEBAR PERKERASAN (L) JUMLAH LAJUR (n) L < 5,50 M 1 LAJUR 5,50 M ≤ L < 8,25 M 2 LAJUR 8,25 M ≤ L < 11,25 M 3 LAJUR 11,25 M ≤ L < 15,00 M 4 LAJUR 15,00 M ≤ L < 18,75 M 5 LAJUR 18,75 M ≤ L < 22,00 M 6 LAJUR Jika jalan tidak memiliki tanda batas lajur, maka jumlah lajur ditentukan dari lebar perkerasan, lihat tabel berikut: Tabel: Koef. Distribusi kendaraan (C) untuk kendaraan ringan dan berat yang lewat pada jalur rencana JUMLAH KENDARAAN RINGAN * KENDARAAN BERAT ** LAJUR 1 ARAH 2 ARAH 1 ARAH 2 ARAH 1 LAJUR 1,00 1,00 1,00 1,00
2. a)
2 LAJUR 0,60 0,50 0,70 3 LAJUR 0,40 0,40 0,50 4 LAJUR --0,30 --5 LAJUR --0,25 --6 LAJUR --0,20 --* Berat total < 5 ton, mobil penumpang, pick up, mobil hantaran **Berat total ≥ 5 ton, Bus, Truck, Traktor, semi trailer, dan trailer Angk Angkaa Eki Ekiva vale lenn (E) (E) Beb Beban an Sumb Sumbuu Ken Kenda dara raan an Angka Ekivalen Sumbu Tunggal : E=
(bebansatus umbutungga ldalamkg ) 4 8160
b) Angka Angka Ekiva Ekivalen len Sumb Sumbuu Ganda Ganda
0,50 0,475 0,45 0,425 0,40
-5-
E = 0,086
(bebansatus umbugandad alamkg ) 4 8160
Tabel: Angka Ekivalen (E) beban sumbu Kend. BEBAN SATU SUMBU ANGKA EKIVALEN KG LBS SUMBU TUNGGAL SUMBU GANDA 1000 2205 0,0002 ---------------2000 4409 0,0036 0,0003 3000 6614 0,0183 0,0016 4000 8818 0,0577 0,0050 5000 11023 0,1410 0,0121 6000 13228 0,2923 0,0251 7000 15432 0,5415 0,0466 8000 17637 0,9238 0,0794 8160 18000 1,0000 0,0860 9000 19841 1,4798 0,1273 10000 22046 2,2555 0,1940 11000 24251 3,3022 0,2840 12000 26455 4,6770 0,4022 13000 28660 6,4419 0,5540 14000 30864 8,6647 0,7452 15000 33069 11,4148 0,9820 16000 35276 14,7815 1,2712
3. Perhit Perhitung ungan an LaluLalu-Lin Lintas tas a)
Lintas Ekivalen Permulaan (LEP). n
LEP = ∑ LHRjxCjxEj j =1
b)
Lintas Ekivalen Akhir (LEA). n
UR LEA = ∑ LHRJ (1 + i ) xCjx Ej j =1
c)
Lintas Ekivalen Tengah (LET). LET =
d)
LEP + LEA 2
Lintas Ekivalen Rencana (LER). LER = LET x FP FP =
UR 10
Dimana : i : perkembangan lalu-lintas J : Jenis kendaraan LHR : lalu-lintas harian rata-rata UR : usia rencana (tahun) FP : faktor penyesuaian penyesuaian 4. Perhitun Perhitungan gan Daya Dukung Dukung Tana Tanahh Dasar Dasar Daya dukung tanah dasar (DDT) ditetapkan berdasarkan grafik korelasi. Daya dukung tanah dasar diperoleh dari nilai CBR atau Plate Bearing test, DCP, dll. (lihat gambar korelasi DDT dan CBR SNI 03-1732-1989).
-6-
5. Fakt Faktor or Regi Region onal al Fakto Faktorr Region Regional al ini (FR) (FR) ad adala alahh faktor faktor korela korelasi si sehubu sehubung ngan an den denga gann ad adan anya ya perbedaan perbedaan kondisi dengan kondisi percobaan percobaan AASHTO Road Test dan disesuaikan dengan keadaan di Indonesia. FR ini dipengaruhi oleh bentuk alinemen, persentase kendaraan berat yang berhenti serta iklim (lihat tabel faktor regional (FR)). Indeks Permukaan.
6.
Indeks permukaan adalah nilai kerataan/kehalusan serta kekokohan permukaan yang bertalian dengan tingkat pelayanan bagi lalu-lintas yang lewat. (dapat dilihat dalam tabel indeks permukaan pada akhir usia rencana (IP) ). 7. Indek Indekss Tebal Tebal Perke Perkeras rasan an (ITP) (ITP).. ITP = a1.D1 + a2.D2 + a3. D3 Dimana : ITP : Indeks tebal perkerasan a : Koefisien lapisan D : Tebal lapisan (cm) Nilai a dapat diambil dari tabel Koefisien kekuatan relatip (a) ). Contoh Perhitungan tebal perkerasan : Diketahui : Akan direncanakan tebal perkerasan untuk jalan baru dengan ketentuan :
Peranan jalan : Jalan arteri
Tipe Jalan : 6 lajur 2 arah terbagi (6/2 B)
Usia rencana : 20 tahun
Rencana jenis perkerasan : lentur (flexible)
Data-Data yang tersedia :
Tanah dasar : harga CBR Rencana pada beberapa titik yang mewakili : 2,5 – 2,5 – 2 – 3 – 3 – 4 – 3 – 5 – 4 – 3 – 2 – 3,5 4 – 4 – 5.
Kondisi/ Iklim setempat : Curah hujan rata-rata 750 mm/thn
Kelandaian rata-rata : 6 %
Jumlah LHR pada awal (LHRo):
Jenis kendaraan Mobil Penumpang Bus Truk 10 ton Truk 20 ton
Volume (Bh. Kend.) 1400 450 90 45
a) Angka Angka pertumbu pertumbuhan han lalu-lin lalu-lintas tas : 6 %.
Beban Sumbu (ton) Depan Belakang 1 1 3 5 4 6 6 2x7
-7-
PENYELESAIAN : 1) LALU-L LALU-LINT INTAS AS RENCAN RENCANA A: a) Menghitu Menghitung ng angka angka ekivalen ekivalen (E) masing-mas masing-masing ing Kend.: Kend.:
Mobil Penumpang = 0,0002 + 0,0002 = 0,0004
Bus
= 0,0183 + 0,1410 = 0,1593
Truk 10 ton
= 0,0577 + 0,2923 = 0,3500
Truk 20 ton
= 0,2923 + 0,7452 = 1,0375
b) Menghitu Menghitung ng Lintas Lintas Ekivalen Ekivalen Permula Permulaan an (LEP). (LEP). n
Dari Rumus : LEP = ∑ LHRjxCjxEj j =1
Mobil penumpang : 0,2 x 0,0004 x 1400 = 0,112
Bus
: 0,4 x 0,1593 x 450 = 28,656
Truk 10 ton
: 0,4 x 0,3500 x 90 = 12,600
Truk 20 ton
: 0,4 x 1,0375 x 45 = 18,675 LEP
c)
= 60,043
Menghitung Lintas Ekivalen Akhir (LEA) n
UR Dari Rumus : LEA = ∑ LHRJ (1 + i ) xCjx Ej j =1
Atau Rumus : LEA = LEP (1 + i) UR Jadi LEA = 60.043 (1 + 0,06) 20 LEA = 192,566. d)
Menghitung Lintas Ekivalen tengah (LET) Dari Rumus : LET = LET =
e)
LEP + LEA 2 60 ,043 +192 ,566 2
= 126 ,305
Menghitung Lintas Ekivalaen Rencana (LER) : Dari Rumus : LER = LET + FT FT = UR/10 Jadi LER = 126,305 x (20/10) = 252,610 2) DAYA DAYA DUK DUKUNG UNG TANA TANAH H: CBR CBR 2 2,5 3 3,5 4 5
a. Men Mencar carii harga harga CBR CBR yang yang mewak mewakili ili Juml Ju mlaah yan yangg sa sama ma ata atau ya yanng leb lebih Persen (%) yang sama atau yang lebih besar besar 15 15/15 x 100 100,00 13 13/15 x 100 86,67 11 11/15 x 100 73,33 7 7/15 x 100 46,67 6 6/15 x 100 40,00 2 2/15 x 100 13,33
-8-
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1
2 2,40
3
4
CBR (%) Dari data tanah diperoleh nilai CBR yang mewakili = 2,40 %
5
2) Men Mencari cari Nila Nilaii Daya Dukung Dukung Tanah Tanah Dasar Dasar Dari grafik di atas diperoleh nilai CBR yang mewakili adalah = 2,40 %, maka dari gambar 7.7 Korelasi DDT dan CBR diperoleh nilai Daya Dukung Tanah Dasar (DDT) = 3,5. 3) TEBAL TEBAL LAPISA LAPISAN N PERKE PERKERAS RASAN AN : a)
Faktor Regional, Dari data : Jalan Arteri dengan jurah hujan rata-rata/tahun = 750 mm, ke kellandaian rata-rata = 6% Jadi % kendaraan berat = 450 450 + 90 + 45 1400 + 450 450 + 45
x100 100 % =
29,5 %
Dari Tabel 7-8 → FR = 1,0 b) Inde Indeks ks Perm Permuk ukaa aann :
Indeks permukaan awal, direncanakan lapisan permukaan laston dengan Roughness ≤ 1000 mm/km maka dari tabel 7-10 → Ipo ≥ 4
Indeks permukaan akhir : •
Jalan arteri
•
LER = 252,610 (hasil perhitungan )
•
Dari tabel 7-9 untuk jalan arteri, Ipt = 2,0 – 2,5, diambail 2,5
c) Men Mencari cari Harga Harga Indek Indekss Tebal Tebal Perkerasa Perkerasann (ITP) (ITP) :
Ipo = ≥ 4, Ipt = 2,5, → (Digunakan Nomogram 1) Dengan : LER = 252,6; 252,6; DDT = 3,5; FR = 1,0, maka, diperoleh diperoleh ITP = 9,20, Cara penggunaan nomogram, lihat gambar 7-8.
5.
Direncanakan Susunan Lapisan Perkerasan berikut ini : Dari tabel 7-11, diambil data :
-9
Lapisan permukaan : Laston (a1) = 0,40
Lapisan pondasi atas : Laston atas (a2) = 0,28
Lapisan pondasi bawah : Batu pecah kelas A (a3)= 0,13 Maka ITP = a1.D1 + a2.D2 + a3.D3→dari tabel 7-12 diperoleh : D1 minimum = 7,5 cm D2 minimum = 10 cm, Maka : 9,2 = 0,4 x 7,5 + 0,28 x 10 + 0,13.D3, jadi Diperoleh D3 = 26,15 cm ∞ diambil D3 = 26,50 cm
7,5 cm
LASTON
10,0 cm
LASTON ATAS
26,50 cm
SIRTU KELAS A (CBR 70)
CBR = 2,40 %
Gambar. Lapisan perkerasan jalan ♠. ANALISIS DAYA DUKUNG Analisis daya dukung untuk keperluan perencanaan teknik jalan raya, yaitu daya dukung pada subgrade, baik natural subgrade maupun embankment subgrade. Daya dukung ini didasarkan pada nilai CBR hasil pengujian lapangan maupun laboratorium: •
Lapisan tanah dasar asli, yaitu natural subgrade hasil pekerjaan galian. Nilai CBR untuk lapisan ini diperoleh dari uji lapangan dengan alat DCP (Dynamic Cone Penetrometer) atau alat sondir , atau dilakukan pengambilan contoh tanah dengan selinder (Mold), untuk uji CBR asli dilaboratorium
•
Lapis La pisan an tanah tanah dasar dasar be bentu ntukan kan,, yaitu yaitu lapisa lapisann tan tanah ah dasar dasar pa pada da permuk permukaa aann timbunan timbunan (embankment (embankment subgrade subgrade)) hasil hasil pekerjaa pekerjaann urugan. urugan. Nilai Nilai CBR pad padaa lapisan ini diperoleh dari uji CBR di laboratorium terhadap contoh tanah tidak asli (hasil uji kompaksi).
Pada konstruksi badan jalan yang berupa struktur timbunan perlu dipertimbangkan hal-hal sebagai berikut : •
Jika timbunan terletak pada tanah lunak, harus dilakukan perhitungan daya dukung dan besarnya penurunan tanah asli (dibawah timbunan) yang menopang struktur timbunan
•
Kemiri Kemiring ngan an lereng lereng timbu timbunan nan harus harus diana dianalis lisis is ag agar ar ama amann terha terhadap dap ba bahay hayaa kelongsoran sehubungan dengan tinggi timbunan dan jenis material urugan.
♠. MATERIAL JALAN Material yang diperlukan untuk konstruksi jalan terdiri dari : •
Tanah
- 10 •
Agregat
•
Aspal / Beton
♠♠. Tanah Tanah pa pada da konstr konstruks uksii jalan jalan diperl diperluka ukann un untu tukk mem memben bentuk tuk ba badan dan jalan jalan be berup rupaa urugan. Urugan biasa tidak boleh digunakan apabila mempunyai sifat-sifat sebagai
berikut:
Tanah yang termasuk kelompok CH(USCS)
Tanah ekspansif yaitu tanah yang potensi ekspansif tinggi dengan LL>60 dan IP
>35. Urugan pilihan hanya digunakan pada lokasi tertentu yang mempunyai nilai
CBR rendaman berdasarkan AASHTO T 193-81 minimal 10% dan IP maks. 6%. ♠♠. Agrega Agregat, t, ad adala alahh ma mater terial ial pe perke rkeras rasan an be berbu rbutir tir yang yang digu digunak nakan an un untuk tuk lapis lapisan an perkerasan jalan, terdiri dari tiga kelompok berdasarkan mutu yaitu :
Agregat kelas A
Agregat kelas B
Dan agregat kelas C
Agregate dilihat dari jenisnya adalah :
Asli (natural), kerikil, pasir, batu pecah/belah
Buatan pabrik, letusan dari bara api, batu sabak
♠♠. Aspal, Aspal, ad adalh alhaa ma mater terial ial uta utama ma pa pada da konstr konstruks uksii lapis lapis pe perke rkeras rasan an lentu lenturr (flexi (flexible ble pave pa veme ment nt)) jala jalann raya raya,, yang yang be berf rfun ungs gsii seba sebaga gaii ba baha hann pe peng ngik ikat at ag agre rega gat, t, kare karena na mempunyai daya lekat yang kuat, sifat adhesif, kedap air dan mudah dikerjakan. Aspal yang digunakan untuk material jalan terdiri dari :
Aspal alam, di Indonesia ditemukan di pulau Buton sulawesi tenggara dan dikenal dengan sebutan Asbuton (aspal buton). Aspal ini dapat ditemukan dalam bentuk padat, plastis, dan cair, ditemukan juga di USA, prancis,dan Swiss.
Aspal buatan, adalah bitumen yang merupakan jenis aspal hasil penyulingan minyak bumi yang mempunyai kadar parafin yang rendah dan disebut : paraffin base crude oil.
Aspal buatan ini terdiri dari berbagai bentuk yaitu :
Aspal padat, sifatnya adalah : o
Mempunyai daya ikat yang kuat
o
Dapat menjadi cair
o
Dapat menjadi cukup keras kembali setelah sudah dilakukan pencampuran dengan agregat disebut aspal beton.
o
Titik lembek aspal harus diperhitungkan berdasarkan hasil laboratorium
o
Bitumen yang digunakan tidak boleh terlalu peka terhadap suhu karena waktu penetrasi sangat tergantung pada suhu.
- 11 o
Digunakan hampir seluruh pekerjaan pelaksanaan lapisan perkerasan jalan aspal dan aspal beton.
Aspal cair, adalah aspal yang dicampur dengan pelarut : o
Aspal RC (Rapid Curing), aspal yang dicampur dengan kerosin (bensin) agar cepat mengeras.
o
Aspal Aspal MC (Medi (Medium um Curin Curing), g), aspal aspal yang yang dicamp dicampur ur de deng ngan an minyak minyak disel, disel, sedang. o
Aspal SC 9Slow Curing), aspal yang dicampur dengan residu. Sifa Sifatt Aspa Aspall Cair Cair,, mu muda dahh da dann me memp mper ersi sing ngka katt wakt waktuu da dala lam m
pelaksanaan. o
Aspal Aspal Emul Emulsi si,, me meru rupa paka kann aspa aspall cair cair yang yang lebi lebihh cair cair da dari ri yang yang
lainnya, jenisnya adalah
Aspal emulsi anionik adalah aspal emulsi yang diberikan muatan listrik negatif dan umumnya dapat digunakan untuk melapisi batuan yang basa dan netral dengan baik. Aspal ini terdiri dari : MC (labil), MS (agak stabil), dan MC (stabil).
Aspal emulsi kationik adalah aspal emulsi yang bermuatan listri positif sehingga baik untuk digunakan melapisi batuan netral dan alam. Aspal ini terdiri dari : MCK (bekerja cepat), MSK (bekerja kurang cepat), dan MLK (bekerja lamban).
Aspal emulsi nonionik adalah aspal emulsi yang tidak bermuatan listrik, karena tidak mengalami proses ionisasi.
o
Sifat bahan aspal emulsi, faktor yang dapat mempengaruhi aspal
emulsi dalam pelaksanaan adalah :
Sifat kimia aspal padat
Kekerasan dan jumlah aspal semen
Ukuran partikel aspal dalam emulsi
Jenis dan konsentrasi zat emulsi
Keadaan pencampuran, suhu / tekanan
Muatan ion pada partikel emulsi
Tingkat penambahan bahan
Jenis peralatan membuat emulsi
Sifat zat emulsi
Penambahan zat kimia.
o
Penggunaan bahan aspal emulsi
Penggunaan aspal emulsi sama dengan aspal padat. Beberapa faktor yang harus dipertimbangkan dalam memilih aspal emulsi adalah :
- 12
Keadaan cuaca, (pencampuran/peralatan)
Jenis dan ketersediaan agregat
Ketersediaan peralatan pelaksanaan
Lokasi geografis: jarak angkut/kualitas angkut/kualitas air
Pengawasan lalu-lintas
Pertimbangan lingkungan
o
Aspal emulsi RS (Rapid Setting)
o
Aspal emulsi MS (Medium Stting)
o
Aspal emulsi SS (Slow Setting) T e r , adalah istilah umum untuk cairan yang diperoleh dari mineral organis
seperti kayu atau batu bara melalui proses pemijaran atau destilasi pada suhu tinggi tanpa zat asam. •
CAMPURAN ASPAL DAN AGREGATE o
Jenis campuran, Konstruksi perkerasan lentur merupakan campuran antara aspal dan aggregate. (Beton aspal) fungsinya :
o
•
Lapisan pondasi ( struktur )
Lapisan permukaan ( Struktur )
Lapisan aus (Non struktur)
Lapisan penutup ( Non struktur )
Metode Segregasi dan Metode Pracampur :
Campuran panas (HotMix)
Campuran hangat ( Warm Mix)
Campuran dingin ( Cold Mix )
BEBERAPA CAMPURAN ASPAL DAN AGREGATE YG DIKENAL : o
LAPEN (Lapis Penetrasi Makadam)
o
LATASIR (Lapis Tipis Aspal Pasir)
o
BURAS ( Laburan Aspal)
o
BURTU ( Laburan Aspal Satu Lapis )
o
BURDA ( Laburan Aspal Dua Lapi )
o
LASBUTAG ( Lapis A spal spal Buton Campuran Campuran Dingin Dingin )
o
LATASBUM ( Lapis Tipis Aspal Buton Murni Murni )
o
LASTON ( Lapis Aspal Aspal Beton) atau atau Asphaltic Concrete, Concrete, AC
o
LASTON ATAS (Lapis Aspal Aspal Beton Pondasi Atas Atas )
o
LASTON BAWAH ( Lapis Aspal Beton Pondasi Pondasi Bawah )
o
LATASTON (Lapis Tipis Aspal Beton ) atau Hot Rolled Rolled Sheet Sheet (HRS)
o
H R A ( Hot Rolled Asphalt )
o
S M A ( Stone Mastic Asphalt ).
- 13 •
SIFAT-SIFAT PENTING YG HARUS DIMILIKI DIMILIKI OLEH SUATU CAMPURAN CAMPURAN ASPAL : o
Stabilitas
o
Fleksibilitas
o
Durabilitas
o
Workabilitas
o
Ekonomis Beton, atau beton-semen baik betoan bertulang maupun beton tidak bertulang,
banyak digunakan konstruksi jalan raya yaitu : Bangunan pelengkap jalan
o
Bangunan drainase jalan Bangunan jembatan Dan lapis perkerasan kaku (rigid pavement)
o o o
Sifat-sifat beton Menghasilkan permukaan yang keras, tahan terhadap gerusan o Mempunyai kuat tekan yang tinggi o Tahan terhadap cuaca dan bebas korosi o
Semen, atau portland cement (PC) adalah material yang akan bereaksi secara kimiawi jika dicampur dengan air dalam suatu proses yang disebut hydrasi untuk membentuk benda (membatu)
Agregat : Agregate Halus adalah yang digunakan untuk campuran beton adalah pasir o dengan mutu yang baik.
Tabel : Gradasi Agregate Halus Ayakan 3/8” (9,5 mm) No. 4 (4,75 mm) No. 16 (1,18 mm) No. 50 (0,30 mm) No. 100 (0,15 mm) o
% Lolos dalam berat 100 95 - 100 45 - 80 10 - 30 2 - 10
Agregat Kasar, agregat kasar yang digunakan untuk campuran beton adalah kerikil/split.
o
A I r, semua air yang boleh diminum layak digunakan untuk campauran beton, kecuali mengandung alkali atau aksid, minyak dan bahan organik.
♣. LAPISAN PERKERASAN KAKU Perencanaan perkerasan kaku didasarkan atas perencanaan yang dikembangkan oleh NAASRA (nasional Association of Australia State Road Authorities). Susunan lapisan pada perkerasan kaku umumnya seperti pada gambar dibawah ini : Gambar Lapisan Perkerasan Kaku
Plat Beton (Concreta Slab) Lap. Pondasi Bawah (Sub. Base Coarse)
- 14 -
Lap. Tanah Dasar (Sub. Grade) Metoda perencanaan yang diambil untuk menentukan tebal lapisan perkerasan adalah : o
Kekuatan lapisan tanah dasar yang dinamakan nilai CBR atau modulus Reaksi
tanah dasar (k). o
Kekuatan beton yang digunakan untuk lapisan perkerasan
o
Prediksi volume dan komposisi lalu-lintas selama usia rencana
o
Ketebalan dan kondisi lapisan pondasi bawah (sub base), yang diperlukan untuk
menopang konstruksi, lalu-lintas, penurunan akibat air dan perubahan volume lapisan tanah dasar serta sarana perlengkapan daya dukung permukaan yang seragam dibawah dasar beton. ♣♣. Jenis Lapisan Kaku 1.
Perkerasan Beton Semen, didefinisikan sebagai perkerasan yang mempunyai lapisan dasar beton dari Portland Cement (PC). Menurut NAASRA ada lima jenis perkerasan kaku yaitu : o
Perkerasan beton semen bersambung tanpa tulangan
o
Perkerasan beton semen bersambung dengan tulangan
o
Perkerasan beton semen menerus dengan tulangan
o
Perkerasan beton semen dengan tulangan serat baja (fiber)
o
Perkerasan beton semen pratekan.
2. Perkeras Perkerasan an Kaku dengan dengan Permukaan Permukaan Aspal, didefini didefinisikan sikan sebagai sebagai salah satu dari dari jenis komposit. ♣♣. Faktor Untuk Menentukan Menentukan Ketebalan 1. Kekua Kekuatan tan Lap Lapisa isann Tanah Tanah Dasa Dasar r Untuk perencanaan tebal perkerasan kaku dibutuhkan daya dukung tanah yaitu : CBR dan modulus reaksi tanah dasar (k). Untuk menentukan modulus Reaksi Tanah Dasar (k) Rencana yang mewakili suatu seksi jalan, dipergunakan rumus: K0 = Ќ – 2 S
Untuk jalan Tol
K0 = Ќ – 1,64 S Untuk Jalan Arteri K0 = Ќ – 1,28 1,28 S Untuk Jalan Kolektor / Lokal Lokal Faktor keseragaman (Fk) : Fk =
S K
x100%
<
25%
(dianjurkan).
- 15 -
Dimana : K0 ; modulus reaksi tanah dasar yang mewakili suatu seksi Ќ : modulus reaksi tanah dasar rata-rata rata-rata dalam suatu seksi Jalan n : Jumlah data K Standar Deviasi : n( ∑ K 2 ) − ( ∑ K )
S=
2
n( n −1)
2. Keku Kekuat atan an bet beton on Beton semen adalah agregat yang dicampur dengan semen PC secara basah. Lapisan beton semen dapat digunakan sebagai lapisan pondasi bawah pada perkerasan lentur dan kaku. 1)
Beton Pondasi Bawah untuk perkerasan lentur beton mempunyai kelebihan
kemampuan untuk ditempatkan dengan dituangkan begitu saja pada kondisi tanah dasar jelek (poor subgrade) tanpa digilas. 2) Beton Beton po pond ndasi asi Atas Atas un untu tukk pe perke rkera rasan san kaku kaku da dapa patt didef didefini inisik sikan an sebaga sebagaii perke pe rkeras rasan an yang yang mem mempu punya nyaii alas alas / dasar dasar atau atau landa landasan san be beto tonn semen, semen, penentuan tebal perkerasan kaku beton didasarkan pada kuat lentur 90 hari Tipikal hubungan untuk mengubah mengubah kuat tekan beton 28 hari ke kuat lentur 90 hari yang menggunakan agregat pecah, menurut NAASRA adalah : F28 = 0,75
C 28
F90 = 1,1 F28 = 0,83
C 28
Dimana : F90 : kuat lentur beton 90 hari (Mpa) F28 : Kuat lentur beton 28 hari (Mpa) C28 : Kuat tekan rencana beton 28 hari (Mpa) Tipikal hubungan untuk mengubah kuat belah ke kuat lentur menurut NAASRA adalah : F28 = 1,3 S28 Dimana : S28 : kuat belah beton 28 hari (Mpa) Kuat tekan karakteristik beton pada usia 28 hari untuk perkerasan jalan dengan beton bertulang harus tidak kurang dari 30 Mpa. Menurut SNI T-15-1991-03 : Besarnya Modulus Keruntuhan Lentur Beton (fr), yaitu : fr = 0,7 f !c , (Mpa) untuk beton normal
Jika fct sudah ditentukan, ditentukan, maka f !c diganti 1,8. fct
Dengan ketentuan 1,8. fct < f !c → fr = 1,26 fct (Mpa)
Jika fct tidak ditentukan, maka fr harus dikalikan dengan angka sebagai berikut :
- 16 o
Untuk beton ringan Total : fr = (0,75) 0,7 f !c → fr = 0,525 f !c (Mpa)
o
Untuk Beton Ringan berpasir : fr = (0,85) 0,7 f !c → fr = 0,595 f !c (Mpa) Dimana : fc : kuat tekan karakteristik beton pada usia 28 hari fct : Kuat tarik belah rata-rata beton ringan. ( fc dan fct dalam Mpa).
Pengujian yang Dilakukan :
3. Untu Untukk me mene nent ntuk ukan an Mo Modu dulu luss Keru Kerunt ntuh uhan an Le Lent ntur ur Beto Betonn (Mod (Modul ulus us of Rupture) dilakukan dengan standar ASTM C78-75 atau AASHTO T9776(1982) “ Flexural Strength of Concrete “ menggunakan balok (simple beam) beton dengan pembebanan tiga titik. 4.
Untuk menentukan Kuat Tarik Belah Beton, dilakukan dengan standar ASTM C496-71 atau AASHTO T198-74(1982) T198-74(1982) “ Splitting Tensile Strength “ menggunakan contoh selinder beton.
3. Lalu-lin Lalu-lintas tas Rencan Rencanaa untuk untuk Perkerasa Perkerasann Kaku Kaku Tahapan Yang dilakukan sebagai berikut : 1)
Karakteristik Kendaraan : a.
Jeni Jeniss kend kendar araa aann yang yang dipe diperh rhititun ungk gkan an ha hany nyaa kend kendar araa aann niag niagaa
dengan berat total minimum 5 ton. b.
Konf Konfig igur uraasi sum umbu bu ya yanng di dipe perrhitun itunggka kann ada ada 3 ma maca cam m ya yaitu itu :
i. Sumbu Sumbu tung tungga gall roda roda tungg tunggal al ( STRT STRT ) ii. Sumbu Sumbu tung tungga gall roda roda gan ganda da ( STRG STRG ) iii. Sumbu Sumbu tandem tandem/ga /ganda nda roda roda ganda ganda ( SGRG SGRG ). 2) Tatacara Tatacara Perhit Perhitunga ungann Lalu-Lin Lalu-Lintas tas Rencan Rencanaa : a.
Hitun itungg vo volum lume lalu lalu--lin lintas (LH (LHR) R) ya yang dipe diperrkir kirak akaan pad padaa akh akhir ir
usia rencana, sesuaikan dengan kapasitas jalan b.
Untuk masing-masing jenis kelompok sumbu kendaraan
niaga niaga,, diest diestima imasi si an angka gka LHR awal awal da dari ri kelom kelompok pok sumbu sumbu de denga ngann beban masing-masing kelipatan 0,5 ton ( 5 – 5,5 ), (5,5 – 6), (6- 6,5) dst. c.
Mengubah beban trisumbu ke beban sumbu tandem
didasarkan bahwa trisumbu setara dengan dua sumbu tandem. d.
Hitung jum jumlah sum sumbu ken kendaraan ni niaga (JS (JSKN) se selama usi usia
rencana : JSKN = 365 x JSKNH x R
- 17 -
Dimana : JSKN : Jumlah sumbu kend. Maksimum JSKNH :Jumlah sumbu kend. Maksimum Harian Pada saat tahun ke 0 R : Faktor pertumbuhan lalu-lintas yang besarNya berdasarkan faktor pertumbuhan laluLintas tahunan (i) dan usia rencana (n). Untuk ( i ≠ 0 ) (1 + i ) n −1 R= e log log (1 + i )
Untuk ( i ≠ 0 ), Jika setelah m tahun pertumbuhan Lalu-lintas tidak terjadi lagi : (1 + i ) m −1 R= e + (n – m)(1 + i) m-1 log log (1 + i )
Untuk ( i ≠ 0 ), Jika setelah n tahun pertumbuhan Lalu-lintas berbeda sebelumnya ( i’ / tahun ) R
=
(1 + i ) m −1 e log log (1 + i )
+
(1 + i ) m (1 + i ') n −m −1 e log log (1 + i ')
e. Hitu Hitung ng pe pers rsen enta tase se ma masi sing ng-m -mas asin ingg komb kombin inas asii konf konfig igur uras asii be beba bann sumbu sumbu terhad terhadap ap jumla jumlahh sumbu sumbu kenda kendaraa raann niaga niaga ha haria rianHi nHitu tung ng persenta persentase se masing-m masing-masin asingg kombinas kombinasii konfigur konfigurasi asi beb beban an sumbu sumbu terhadap jumlah sumbu kendaraan niaga harian f. Hitung Hitung jumlah jumlah repetisi repetisi kumulat kumulatifif tiap kombinas kombinasii konfiguras konfigurasii / beban sumbu pada lajur rencana : JSKN x % kombinasi terhadap JSKNH x Cd Dimana : Cd : koefisien distribusi (lihat tabel). Tabel : Koefisien distribusi kend. Niaga pada Lajur Rencana Jumlah Lajur 1 2 3 4 5 6
Lajur Lajur Lajur Lajur Lajur Lajur
Kendaraan Niaga 1 Arah 1,00 0,70 0,50 ----
2 Arah 1,00 0,50 0,475 0,45 0,425 0,40
Tabel : Faktor keamanan Peranan Jalan Jalan Tol Jalan Arteri
Faktor Keamanan 1,2 1,1
- 18 -
Jalan Kolektor / Lokal
1,0
4. LAPISA LAPISAN N PONDAS PONDASII BAWAH BAWAH (Sub (Sub Base Base)) Alasan dan keuntungan digunakannya lapisan pondasi bawah (sub base) dibawah perkerasan kaku adalah :
Menambah daya dukung lapisan tanah dasar
Menyediakan lantai kerja yang stabil utk peralatan kerja
Utk mendapatkan permukaan daya dukung yg seragam
Utk Utk
meng me ngur uran angi gi lend lendut utan an pa pada da samb sambun unga gann-sa samb mbun unga gann
sehi sehing ngga ga
menjamin penyaluran beban melalui sambungan muai dalam jangka waktu lama
Utk membantu menjaga perubahan volume lapisan tanah dasar
yang besar akibat pemuaian atau penyusutan
Utk Utk me menj njeg egah ah kelu keluar arny nyaa air air pa pada da samb sambun unga gann atau atau tepi tepi-t -tep epii pe pela latt
(Pumping) Pada perkerasan kaku lapis pondasi bawah tidak dianggap sebagai lapis yang menopang (mendukung), akan tetapi jika lapis pondasi bawah dibuat dengan konstruksi lapis pengikat (bound Sub base) dan akan diperhitungkan daya dukung, maka nilai K yang digunakan adalah nilai “K-gabungan “ yang dapat ditentukan dengan perkiraan ( tabel tipikal Nilai Kekakuan lapis pondasi). a. Lap Lapisan isan pond pondasi asi bawah bawah agregat agregat lepas lepas.. Utk mencegah “pamping “ dengan syarat agregat tersebut bergaradasi baik dan dari bahan berplastisitas rendah/stabil. Tabel : Tipikal Nilai Kekakuan Lapis Pondasi Jenis Material Granular Lapis pondasi stabilisasi semen Tanah stabilisasi semen Lapis pond. diperbaiki dg. aspal Lapis po pond. Di Diperbaiki de dengan as aspal em emulsi
Kisaran kekakuan Ps i Mpa / Gpa 8.000-20.000 (55-138 Mpa) 500.000-1.000.000 (3.5-6.9 Gpa) 400.000-900.000 (2.8-6.2 Gpa) 350.000-1.000.000 (2.4-6.9 Gpa) 40.000-300.000 (0.28-2.1 Gp Gpa)
b. La Lapis pis Pon Ponda dasi si Bawah Bawah Terika Terikatt Bahan pengikat yang digunakan adalah semen, kapur atau aspal, digunakan pada jalan dengan beban lalu-lintas tinggi. Keuntungannya adalah : 1) Penyal Penyalura urann be beban ban keagreg keagregat at da dapat pat lebih bertah bertahan an lama lama jika jika lendut lendutan an dibatasi 2) Jika Jika terj terjaadi reta retakk akib akibat at be beba bann lalu lalu-l -lin inta tas, s, ma maka ka ting tingka katt keru kerusa saka kann perkerasan relatif lambat jika terdapat daya dukung lapisan pondasi dasar yang tinggi 3) Keruntuh Keruntuhan an pd. sambung sambungan an dapat dapat dijaga secara secara efektif. efektif.
- 19 -
c. La Lapis pisan an Pond Pondasi asi Bawah Bawah Beto Betonn Digu Diguna naka kann pa pada da lapi lapisa sann tana tanahh luna lunakk da dann be beba bann lalu lalu-l -lin inta tass ting tinggi gi,, un untu tukk meningkatkan daya dukung dan menambah ketahanan terhadap erosi, lapisan pondasi beton dengan campuran abu batu atau sejenisnya, mempunyai kuat tekan minimum utk 28 hari sebesar 5 Mpa. Beberapa alternatif lapisan pondasi beton yang dapat digunakan adalah : o
Beton giling
o
Beton aspal
o
Bahan yang distabilisasi dengan semen, kapur, abu batu.
5.
Tatacara Perencanaan Ketebalan
Kebutuhan tebal perkerasan ditentukan dari jumlah kendaraan niaga selama usia rencana. Perencanaan tebal pelat beton didasarkan pada total fatigue mendekati atau sama dengan 100 %. Tahapan perencanaan adalah sebagai berikut : A.
Tebal Pelat Prosedure perencanaan :
1)
Pilih su suatu te tebal pe pelat te tertentu 2)
Untuk Untuk setiap setiap kombi kombinas nasii konfigu konfiguras rasii dan beba bebann sumbu sumbu serta serta harg hargaa K tertent tertentuu maka : a. Tega Tegang ngan an lent lentur ur yang yang terj terjad adii pa pada da pe pela latt be beto tonn dite ditent ntuk ukan an da dari ri graf grafik ik terlampir. b. Perband Perbandinga ingann teg tegang angan an dihitung dihitung dengan dengan membagi tegangan tegangan lentur lentur yang terjadi pada pelat dengan modulus keruntuhan lentur beton (fr). c. Jumlah Jumlah pengulang pengulangan an beban beban yang diijinkan diijinkan ditentuk ditentukan an berdasarka berdasarkann harga perbandingan tegangan pada tabel perbandingan tegangan dan jumlah pengulangan beban yang diijinkan.
3)
Persentase fatigue untuk tiap kombinasi ditentukan dengan dengan membagi jumlah pengulangan beban rencana dengan jumlah pengulangan beban ijin
4)
Cari Cari tota totall fati fatigu guee de deng ngan an me menj njum umla lahk hkan an pe pers rsen enta tase se fati fatigu guee da dari ri selu seluru ruhh kombinasi konfigurasi / beban sumbu
5)
Lang La ngkah kah-la -lang ngkah kah diatas diatas (a→d (a→d)) diula diulangi ngi hing hingga ga dida didapat patkan kan teb tebal al pe pelat lat terkecil dengan total fatigue lebih kecil atau sama dengan 100%
B.
Dasa Dasarr Pene Penent ntua uann Kete Keteba bala lann a. Perk Perker eras asan an be bers rsam ambu bung ng,, pe pere renc ncan anaa aann kete keteba bala lann pa pada da pe perk rker eras asan an bersambu bersambung ng merupaka merupakann dasar dasar dari pene penentua ntuann ketebalan ketebalan.. Pada setiap setiap sambu sambung ngan an dipasa dipasang ng tulang tulangan an be besi si bet beton, on, fun fungsi gsi uta utaman manya ya ad adala alahh menyambu menyambung ng permukaa permukaann pelat pelat pad padaa phase phase terjadi terjadi peretak peretakan, an, deng dengan an
- 20 -
adanya tulangan yang dapat mendukung beban perkerasan maka akan mengurangi pemeliharaan yang mungkin diperlukan jika timbul retak. b.
Perkerasa Perkerasann Bertulan Bertulangg Menerus, Menerus, data data-dat -dataa berdasar berdasarkan kan pen penelit elitian ian dan teorit teo ritis is serta serta ha hasil sil be beber berap apaa pe peng nguji ujian an pem pembe beban banan an,, seirin seiringg de denga ngann penga gala lam man
dala alam
pela pe laya yana nann
perrke pe kerrasa sann,
mennurut me urut
NAAS NAASRA RA
menunjuk menunjukkan kan bahwa bahwa deng dengan an kapasita kapasitass struktur struktur yang sama, ketebalan ketebalan perke pe rkeras rasan an bet beton on be bertu rtulan langg men meneru eruss han hanya ya mem membu butu tuhka hkann 85 % da dari ri ketebalan perkerasan beton bertulang bersambung. Tebal Perkerasan Minimum
C.
Dengan mengabaikan tebal perkerasan yang ditentukan dengan berdasarkan tatacara uraian diatas, ketebalan minimum semua jenis perkerasan kaku yang akan dilalaui kendaraan niaga tidak boleh kurang dari :
Tebal perkerasan kaku tidak boleh kurang dari 150 mm.
Kecuali perkerasan bersambung tidak bertulang tanpa ruji (dowel), tebal minimum harus 200 mm.
Keteb Ketebala alann minimu minimum m juga juga berlak berlakuu utk perker perkerasa asann kaku kaku de denga ngann lapisa lapisann permukaan aspal dengan mengabaikan tebal lapisan aspal yang ada.
CONTOH PERHITUNGAN (KAKU).(I). Diketahui : Akan direncanakan tebal perkerasan kaku utk jalan baru dengan ketentuan :
Peranan jalan : Jalan Arteri
Tipe jalan : 6 lajur 2 arah terbagi (6/2 B)
Usia rencana : 20 thn
Rencanakan jenis perkerasan : Kaku (rigid)
Data Yang tersedia :
Tanah dasar : harga CBR rencana pada beberapa ttk yang mewakili : 2,5-2,5-2-33-4-3-5-4-3-2-3,5-4-4-5.
Kondisi iklim setempat :curah hujan rata-rata 750 mm/thn
Kelandaian rata-rata : 6 %
Jumlah LHR pada awal (LHR0): Jenis kendaraan
Volume (bh.kend.) Mobil penumpang 1400 Bus 450 Truk 10 ton 90 Truk 20 ton 45 Angka pertumbuhan lalu-lintas : 6 %.
6
Beban sumbu Depan Belakang 1 1 3 5 4 6 2x7
Penyelesaian : 1) Mutu Beton rencana : digunakan mutu beton kuat tekan 28 hari sebesar 350 kg/cm f ‘ = 350 / 10,2 = 34 Mpa > 30 Mpa (minimum disarankan), dari rumus : fr = 0,62 √ f ‘c (Mpa) = 0,62 . √ 34 = 3,6 Mpa > 3,5 Mpa (ok)
2
- 21 -
2) Beban Beban La Lalulu-Li Linta ntass Renc Rencan anaa : a. Jumlah sumbu kendaraan Niaga : Jenis Jumlah Beban sumbu (ton) Kendaraan Kendaraan Sumbu Depan Belakang Bus 450 900 3 5 Truk 10 ton 90 180 4 6 Truk 20 ton 45 90 6 14 Jumlah 585 1170 Dari Rumus : Jumlah sumbu kendaraan Niaga :
Konfigurasi sumbu Depan Belakang STRT STRG STRT STRG STRT SGRG
JSKN = 365 365 x JSKNH x R
Dari Rumus : dicari harga R : (1 + i ) n − 1 R= e log log (1 + i )
(1 + 0,06) 20 − 1 = e = 37,876 log log (1 + 0,06)
Maka : JSKN = 365 x 1170 x 37,876 = 16.174.945, 8 buah.
Dari Dari rumus rumus : JSKN x % kombina kombinasi si terhad terhadap ap JSKNH JSKNH x Cd, dimana dimana Cd : koef. koef. Distribusi (tabel), Cd = 0,4, diperoleh harga repetisi kumulatif dari tiap kombinasi konfigurasi / beban sumbu pada lajur rencana (lihat tabel dibawah :).
b. Jumlah Jumlah Repeti Repetisi si Beban Beban : Konfigurasi
Beban
Persentase konfigurasi
Jumlah repetisi
Sumbu
Sumbu
sumbu (%)
selama usia
(ton) STRT 3 450 : 1170 = 38,46 STRT 4 90 : 1170 = 7,69 STRG 5 450 : 1170 = 38,64 STRT 6 45 : 1170 = 3,85 STRG 6 90 : 1170 = 7,69 SGRG 14 45 : 1170 = 3,85 3) Kekuatan Kekuatan Tanah Tanah Dasar Dasar ; mencari mencari harga harga CBR yang yang mewakili mewakili : CBR
Jumlah yg sama atau lebih
rencana 24,88 x 10 5 4,98 x 10 5 24,88 x 10 5 2,49 x 10 5 4,98 x 10 5 2,49 x 10 5
Persen (%) yg sama atau lebih besar
besar 2 2,5 3 3,5 4 5
15 13 11 7 6 2
15/15 x 100 13/15 x 100 11/15 x 100 7/15 x 100 6/15 x 100 2/15 x 100 100 90 80 70 60 50 40 30
100,00 86,67 73,33 46,67 40,00 13,33
- 22 -
20 10 0 2 2,4 3 4 5 Dari data tanah diperoleh nilai CBR yang mewakili = 2,40 % Dari grafik Modulus reaksi tanah dasar K (kPa/mm) dimana korelasi hubungan antara nilai K dan CBR diperoleh K = 22 kPa/mm untuk CBR = 2,40 %. 4) KEKUATAN KEKUATAN PELAT PELAT BETON BETON (TEBAL (TEBAL = 18 CM). CM). Sebagai langkah awal diperkirakan tebal pelat beton (rencana dengan dowel) = 180 mm > 150 mm (minimum yg disyaratkan). Bantuan grafik: 10, 11, dan 12 (pada lampiran perkerasan) perkerasan) diperiksa estimasi tebal pelat cukup atau tidak, dari jumlah persentase fatigue yang terjadi (disyaratkan ≤ 100 %) Konfigurasi Sumbu
Beban Sumbu (ton)
Beban Rencana FK= 1,1
Repetisi Beban (105)
2 3 4 5 6 6 14
3 3,3 4,4 5,5 6,6 6,6 15,4
4 24,88 4,98 24,88 2,49 4,98 2,49
1 STRT STRT STRG STRT STRG SGRG
Tegangan Yg terjadi (Mpa)
Perbandingan Tegangan
5 6 --1,65 -1,45 -2,25 0,625 1,80 -2,30 0,640 Jumlah Dengan tebal pelat = 18 cm, ternyata jumlah fatigue yang terjadi :
Jumlah Repetisi Beban yg Diijinkan
Persentase Fatigue (%)
7 ---16.000 -11.000
8 ---1.556 -2.264 3.820.
> 100 %, maka perhitungan harus diulang dengan menambah tebal pelat menjadi = 20 cm (dicoba). Keterangan tabel perhitungan : Kolom 3 : kolom 2 dikali Fk (diambil dari tabel faktor keamanan) jalan arteri. Kolom 5 : dari grafik NAASRA (pada lampiran perkerasan) dengan dengan nilai K = 22 kPa/mm Kolom 6 : kolom 5 dibagi dengan fr Kolom 7 : dari tabel perbandingan tegangan (tabel 7.16) Kolom 8 : kolom 4 dibagi dengan kolom 7 dikalikan 100. 5. KEKUAT KEKUATAN AN PELAT PELAT BETON BETON (TEBAL (TEBAL = 20 20 CM) CM) Koef. Sumbu
1 STRT STRT STRG STRT STRG SGRG
Beban Sumbu (ton)
Beban Rencana FK= 1,1
Repetisi Beban (105)
2 3 4 5 6 6 14
3 3,3 4,4 5,5 6,6 6,6 15,4
4 24,88 4,98 24,88 2,49 4,98 2,49
Tegangan Yg terjadi (Mpa)
Perbandingan Tegangan
5 -1,40 1,40 1,88 1,54 1,65 Jumlah
6 ---0,520 ---
Jumlah Repetisi Beban yg Diijinkan
7 ---300.000 ---
Persentase Fatigue (%)
8 ---83 --83
Dengan tebal tebal pelat = 20 cm, ternyata jumlah jumlah fatigue yang terjadi terjadi adalah : 83 < 100 %, maka tebal pelat minimal = 20 cm (ok).
- 23 -
6. TATACAR TATACARA A PERENC PERENCANAA ANAAN N PENULA PENULANGA NGAN N Tujuan dasar distribusi penulangan baja adalah bukan untuk mencegah terjadinya retak retak pa pada da pe pelat lat be beton ton tet tetap apii un untuk tuk mem memba batas tasii lebar lebar retaka retakann yang yang timbu timbull pa pada da daerah dae rah dimana dimana beb beban an terkonse terkonsentra ntrasi si agar tidak tidak terjadi terjadi pem pembela belahan han pelat pelat pada daer da erah ah reta retakk ters terseb ebut ut sehi sehing ngga ga keku kekuat atan an pe pela latt teta tetapp da dapa patt dipe dipert rtah ahan anka kan. n. Banyak Banyaknya nya tulan tulangan gan ba baja ja yang yang didist didistrib ribusi usikan kan sesuai sesuai de deng ngan an kebut kebutuha uhann un untuk tuk kepe keperl rlua uann ini ini yang yang dite ditent ntuk ukan an oleh oleh jara jarakk samb sambun unga gann susu susut, t, da dala lam m hal ini ini dimungkinkan penggunaan pelat yang lebih panjang agar dapat mengurangi jumlah sambungan melintang sehingga dapat meningkatkan kenyamanan. 1) Kebutuhan Kebutuhan Penulangan Penulangan pd pd perkerasan perkerasan bersambung bersambung tanpa tanpa tulangan tulangan : Pada perkera perkerasan san bersambu bersambung ng tanp tanpaa tulangan tulangan,, pen penulan ulangan gan teta tetapp dibutuh dibutuhkan kan untuk unt uk menganti mengantisipa sipasi si ata atauu meminima meminimalkan lkan retak retak pad padaa temp tempat-t at-tempa empatt dimana dimana dimungkinkan terjadi konsentrasi tegangan yang tidak dapat dihindari . Tipikal penggunaan penulangan khusus ini antara lain :
Tambahan pelat tipis
Sambungan yang tidak tepat
Dan pelat kulah atau struktur lain 2) Penulangan, Penulangan, pada perkerasan bersambung bersambung dengan dengan tulangan, tulangan, luas tulangan tulangan pada pada perkerasan ini dihitung dari persamaan sebagai berikut : As = Dimana :
11 ,76 ( F . L.h )
fs
As : luas tulangan yang diperlukan, (mm 2/m lebar)
F : Koef. Gesekan antara pelat beton dengan lapisan Dibawahnya (tabel 7.17) tak berdimensi L : jarak antara sambungan , (m) h : tebal pelat, (mm). fs : tegangan tarik baja ijin, (Mpa) ± 230 Mpa. Catatan : As minimum menurut SNI’91, untuk segala keadaan dapat diambil As = 0,14% dari luas penampang beton. Tabel 7.17: Koef. Gesekan antara pelat beton dengan lapisan pondasi dibawahnya. Jenis pondasi Burtu, Lapen dan konst. Sejenis Aspal beton, LATASTON Stabilisasi kapur Stabilisasi Aspal Stabilisasi semen Koral Sungai Batu pecah Sirtu Tanah
Faktor gesekan (F) 2,2 1,8 1,8 1,8 1,8 1,5 1,5 1,2 0,9
CONTOH PERHITUNGAN .(II) Dari perhitungan soal didepan diperoleh tebal pelat = 20 cm
- 24 -
Akan direncanakan penulangan pelat beton untuk jenis perkerasan bersambung dengan tulangan : Data-data :
Tebal pelat beton = 200 mm
Lebar pelat = 10 m (untuk 3 lajur)
Panjang pelat = 20 m (jarak antar sambungan).
Penyelesaian : 1. Tulang Tulangan an mem memanj anjang ang : Dari rumus : As =
11 ,76 .( F . L.h )
dari tabel → F = 1,2 (sirtu)
fs
fs = 230 Mpa As =
11,76.(1,2) ( 20( 200 200 ) )
2
= 245 245 mm / m
230 230
lebar → As = 245 mm 2/m lebar
Luas tulangan minimum As = 0,14 % (SNI’91) As min. = 0,004 (200) (1.000) = 280 mm 2 / m lebar Digunakan tulangan ø 12 – 250 mm As = 453 mm2/m lebar > 280 mm2/m lebar. 2. Tulang Tulangan an melin melintan tangg : As =
11,76 .(1,2)(10 )( 200 ) =
230
123 mm2 / m pias
Digunakan tulangan ø 16 – 600 mm As = 335 mm 2/m lebar. 3. Pen Penulan anggan Pada perkerasan Menerus Dengan Tulangan: a. Penul Penulan angan gan Meman Memanjan jangg : Ps =
100 . ft ( fy
n. ft )
(1,3
0,2. F )
−
−
Dimana : Ps ; persentase tulangan memanjang yang dibutuhkan terhadap penampang beton, (%). ft : Kuat tarik lentur beton yang digunakan = 0,4-0,5.fr (Mpa) fy : tegangan leleh rencana baja (berdasarkan SNI’91, dimana fy < 400 Mpa – BJTD40) n : angka ekivalen antara baja dan beton =
Es Ec
tak berdimensi (lihat tabel
dibawah). F
: Koef Koef.. Gese Geseka kann an anta tara ra pe pela latt be beto tonn de deng ngan an lapi lapisa sann diba dibawa wahn hnya ya,, tak tak
berdimensi. Es : modulus elastis elastis baja (SNI”91, Es = 200.000 200.000 Mpa.) Ec : modulus elastis elastis beton (SNI”91, Ec = 4700
f ' c
, (Mpa)
Tabel. Hub. antara Kuat Tekan beton dan angka ekivalen baja & beton (N) serta (fr).
- 25 -
f’c
F’c
(kg/cm2) 115 120 – 135 140 - 165 170 - 200 205 - 250 260 - 320 330 - 425 450
(Mpa) 11,3 11,8-13,2 13,7-16,2 16,7-19,6 20,1-24,5 25,5-31,4 32,4-41,7 44,1
N
fr (rata-rata)
13 12 11 10 9 8 7 6
(Mpa) 2,2 2,2 2,4 2,6 2,9 3,3 3,7 4,1
Persentase minimum tulangan memanjang pada perkerasan beton menerus adalah 0,60 % dari luas penampang beton. Jarak antara retakan pada perkerasan beton menerus dengan tulangan dapat dihitung dengan persamaan : Ler =
ft 2 n. p 2 .u. fb .( SEc
ft )
−
Dimana : Ler = jarak teoritis antara retakan, dalam meter, jarak optimum antara 1 – 2 meter. p = luas tulangan memanjang per satuan luas beban fb = tegangan tegangan lekat antara tulangan dengan beton beton yang dikenal dikenal sebagai sebagai “lekat lentur” lentur” dalam Mpa. Tegangan lekat dasar =
9,5 f ' c d
≤ 800 Psi
Atau dalam SI unit : Tegangan lekat dasar =
0,79 d
f ' c
≤ 5,5 Mpa.
D = adalah diameter tulangan dalam cm. Dimana : S = koef. Susut beton, umumnya umumnya digunakan digunakan antara antara (0,0005-0 (0,0005-0,00 ,0006) 06) untuk untuk pelat pelat perkerasan jalan. ft = kuat tarik lentur beton yang digunakan = 0,4 – 0,5 fr, Mpa. n = angka ekivalen antara baja dan beton u = keliling penampang tulangan per per satuan luas tulangan 4 d
,
dalam (m-1)
Ec = Modulus elastis beton b. Penula Penulang ngan an Melint Melintang ang Luas tulangan melintang yang diperlukan pada perkerasan beton menerus, dihitung dengan persamaan yang sama seperti pada perhitungan penulangan perkerasan beton bersambung dengan tulangan. CONTOH PERHITUNGAN (III)
- 26 -
Soal Soal sama sama de denga ngann conto contohh (II) (II) diatas diatas,, akan akan direnc direncan anaka akann pe pelat lat be beton ton unt untuk uk jenis jenis perkerasan menerus dengan tulangan. Data-data :
Tebal pelat beton = 20 cm
Panjang pelat = 100 m
Lebar pelat = 10 m (untuk 3 lajur).
N = 7 , F = 1,2 , S = 0,0005
fc’ = 34 Mpa, fr = 3,6 Mpa, dan fy = 340 Mpa.
Penyelesaian : 1) PERSEN PERSENTAS TASE E TULANG TULANGAN AN MEMANJ MEMANJANG ANG : 100 . ft
Dari persamaan : Ps =
( fy
−
n. ft )
(1,3
0,2. F )
−
dimanan :
ft = 0,5 fr = 0,5 (3,6) = 1,80 Mpa 100 (1,8)
Ps = {340
−
7 (1,8)}
{1,3 0,2.(1,2)} = 0,580 % < 0,60 % −
Luas tulangan minimum As = 0,6 % x luas penampang beton: As min. = 0,006. (200).(1.000) = 1200 mm 2/m lebar. 2) PEMERIKSAA PEMERIKSAAN N JARAK JARAK TEORIT TEORITIS IS ANTARA ANTARA RETAKAN: RETAKAN: Dicoba dengan tulangan ø 19 – 200 mm →As = 1418 mm 2 Pemeriksaan jarak teoritis antara retakan, dengan persamaan: Ler =
ft 2 n. p 2 .u. fb .( SEc
ft )
, (diantara 1 – 2 m)
−
ft = 0,5.fr = 0,5 (3,6) = 1,8 Mpa 0,79
fb =
1,9
Ec = p= u=
4700
fc ' fc '
0,97 =
=
34
1,9 4700
34
1418 ( 200 ).( 1.000 )
4 0,019
Ler =
=
= 2,42 Mpa, = 27,405 Mpa
0,0071
= 210 (1,8) 2
(7 ).( ).( 0,0071 ) 2 ( 210 ).( ).( 2,42).[{( 0,0005 ) ( 27 .405 405 )} − (1,8 ) ]
= 1,52 m < 2 m (ok)
Jadi tulangan digunakan cukup ø 19 – 200 mm. 3) TULA TULANG NGAN AN MELI MELINT NTAN ANG G: Tulangan melintang yang digunakan, dengan persamaan : As =
11,76 .(1,2)(10 )( 200 ) =
230
123 mm2 / m pias
Digunakan tulangan ø 16 – 600 mm As = 335 mm 2/m lebar.
- 27 -
7. SAM SAMBUNG BUNGAN AN : 1) Jeni Jeniss samb sambun unga gann : Sambungan dibuat atau ditempatkan pada perkerasan beton dimaksudkan untuk menyiapkan tempat muai dan susut beton akibat terjadinya tegangan yang disebabkan : perubahan lingkungan (suhu dan kelembaban), gesekan. Sambungan pada perkerasan beton umumnya terdiri dari 3 jenis menurut fungsinya :
Sambungan susut, untuk mengalihkan tegangan tarik beton akibat : suhu, kelembaban, gesekan, dan mencegah terjadinya keretakan acak pada pelat beton.
Sambun Sambunga gann mua muai,i, fungs fungsiny inyaa unt untuk uk men menyia yiapka pkann ruang ruang mua muaii pa pada da perk pe rker eras asan an,, ini ini me menc nceg egah ah tega tegang ngan an teka tekann yang yang me meny nyeb ebab abka kann perkerasan tertekuk.
Sambunga Sambungann konstruksi konstruksi (pelaksa (pelaksanaan naan), ), diperluka diperlukann untu untukk kebutuh kebutuhan an konstruksi (berhenti dan mulai pengecoran).
2) Geome Geometri trikk Sambu Sambung ngan an :
Jarak sambungan, berdasarkan SI unit jarak sambungan = 24 – 25 kali tebal pelat
Tata Tata leta letakk samb sambun unga gan: n: samb sambun unga gann sero serong ng atau atau acak acak (ran (rando dom) m) akanmemi akanmeminima nimalkan lkan dampak dampak kekasaran kekasaran sambunga sambungann sehingg sehinggaa dap dapat at memperbaiki mutu pengendalian, keuntungan sambungan serong :
Mengurangi lendutan dan tegangan pada sambungan, sehingga menembah daya dukung beban pelat dan menambah usia pelat.
Meng Me ngur uran angi gi da damp mpak ak reak reaksi si kend kendar araa aann pa pada da saat saat me melilint ntas asii sambungan dan memberikan kenyamanan yang lebih baik.
SAMB. SERONG TEPI LUAR
1-1,5 M
BAHU LAJUR 1
TIE BAR
LAJUR 2
TIE BAR
SAMB. MEMANJANG
DOWEL
LAJUR 3 JARAK SAMB. MELINTANG
TEPI DALAM
- 28 -
DOWEL
TIE BAR
GAMBAR : TATA LETAK SAMBUNGAN PERKERASAN KAKU
Dimensi Sambungan : Biasanya kedalaman takikan sambungan susut melintang ¼ tebal pelat dan sambungan memanjang 1/3 ketebalan pelat.
3) Dimensi Dimensi Bahan Bahan Penutup Penutup Sambu Sambungan ngan :
Sambungan susut : Pada umumnya dalam nya berbanding lebar berkisar antara 1 – 1,5, dengan
kedalaman minimum 9,5 mm (3/8 inci) untuk sambungan memanjang dan 12,5 mm (1/2 inci) untuk sambungan melintang. Menurut AASHTO’86 : disyaratkan lebar bukaan ≤0,04 inci untuk sambungan tanpa ruji (dowel) Menurut Yoder & Witczak : lebar bukaan ≤ 0,04 inci untuk sambungan tanpa dowel, lebar bukaan ≤ 0,25 inci untuk sambungan dengan dowel. Menurut SKBI 2.3.28.1988 : lebar retakan minimum (mm) = 0,45 x panjang pelat (m) umumnya lebar retakan yang diijinkan berkisar antara 1 – 3 mm, tetapi untuk mempe mem permu rmuda dahh pen pengis gisian ian ba baha hann pe penut nutup up,, lebar lebar bukaa bukaann pad padaa ba bagi gian an atas atas diperlebar maks. 6 – 10 mm dengan kedalaman tidak lebih dari 20 mm, dan semua semua sambungan sambungan susut melintan melintangg harus harus dipasang dipasang ruji (dowel). (dowel). Untuk Untuk bah bahan an penutup “ Premoded “.
Sambu Sambung ngan an Mua Muai,i, sambu sambunga ngann ini berdas berdasark arkan an pe peng ngala alaman man,, ini juga juga
tergantung bahan pengisi, pada umumnya dimensi nya akan lebih besar dari sambungan susut.
Sambungan Pelaksanaan, menurut AASHTO’86, 10 mm
Takikan
¼h
Sambungan Susut Melintang tanpa Dowel 4) DOWE DOWELL (RU (RUJI JI): ):
h
- 29 -
Dowel berupa batang baja tulangan polos maupun profil, yang digunakan sarana penyambung/pengikat pada beberapa jenis sambungan pelat beton perkerasan jalan: Tabel : Ukuran dan Jarak batang dowel (ruji) disarankan : TEBAL PELAT DIAMETER
PERKERASAN
D O W E L PANJANG
JARAK
INCI MM INCI MM INCI MM INCI MM 6 150 ¾ 19 18 450 12 300 7 175 1 25 18 450 12 300 8 200 1 25 18 450 12 300 9 225 1¼ 32 18 450 12 300 10 250 1¼ 32 18 450 12 300 11 275 1¼ 32 18 450 12 300 12 300 1½ 38 18 450 12 300 13 325 1½ 38 18 450 12 300 14 350 1½ 38 18 450 12 300 Dowel Dowel be berf rfung ungsi si sebag sebagai ai pen penyal yalur ur be beba bann pada pada sambun sambungan gan,, yang yang dipasa dipasang ng dengan den gan separoh separoh pan panjang jang terikat terikat dan separoh separoh diberika diberikann pelumas pelumas agar beb bebas as bergeser.
Maks. = 20 mm 6 – 10 mm bahan penutup ¼h h
d
½ Ld
½ Ld
h/2 h/2
Btg polos diminyaki/dicat diminyaki/dicat d = diameter batang dowel, Ld = panjang batang dowel h = tebal pelat beton perkerasan Gambar : Sambungan Susut Melintang dengan dowel. Bahan Penutup 19 mm 50 mm 25 mm ¼h ½h
h
d Bahan pengisi/filler ½ Ld
½h Btg polos diminyaki ½ Ld
- 30 -
d = diameter batang dowel, Ld = panjang batang dowel h = tebal pelat beton perkerasan Gambar : Sambungan Muai dengan dowel. 5. Batang Batang Pengikat Pengikat (Tie Bar) Btg pengikat baja profil h/4 h
6-10 mm Bahan penutup 12 mm
d 50 mm Lt/4
Lt =
12 mm
h/3
Lt/4
panjang batang pengikat (tie bar) dari baja tulangan yang diprofilkan dapat dibengkokan dan diluruskan kembali kembali tanpa tanpa rusak, rusak, d = diameter diameter tie tie bar, h = tebal pelat perkerasan.
Gambar : Sambungan Pelaksanaan Memanjang dengan lidah Alur dan Tie Bar (batang pengikat).
- 31 -
K
K
- 32 -
K MK : … KOMP ……………
- 33 -
