PERENCANAAN PERKERASAN JALAN
PENGERTIAN
Lapis tambahan yang dibuat dari bahan khusus terpilih yang diletakkan di atas tanah untuk mendukung beban roda yang berulang tanpa adanya deformasi yang berarti (tanah saja biasanya tidak cukup kuat)
PENGELOMPOKAN
1. Perkerasan Lentur
umum terdiri dari lapis-lapis :
USA :
-. surface coarse:
-. wearing coarse
-. binder coarse
-. base coarse
-. sub base coarse
-. subgrade
UK :
-. surface coarse:
-. wearing coarse
-. binder coarse
-. road coarse
-. sub base coarse
-. subgrade
2. Perkerasan Kaku
terdiri : -. concrette slab
-. sub base course
-. subgrade
3. Perkerasan Conblok
terdiri : -. block beton
-. laying coarse (sand)
-. base coarse
-. sub base coarse
-. subgrade
TINGKAT KEANDALAN
Tergantung komponen penyusun strukturnya
Statistik : -. nilai rata-rata = x
-. standar deviasi = s
-. coefficient of variation = c
c = (s/x) . 100 %
Kontribusi terhadap keandalan struktur : -. seragam
-. tidak sama
FUNGSI LAPIS PERKERASAN:
1. Lapis Permukaan
Struktural :
-. mendukung beban dan menyebarkan beban kendaraan yang diterima
perkerasan baik gaya vertikal, maupun horizontal/geser
-. persyaratan : - kuat (mampu memikul beban
- kaku (lendutan kecil)
- stabil
Non-struktural :
-. Lapis kedap air, mencegah masuknya air ke lapis perkerasan di bawahnya
-. menyediakan permukaan yang rata --- nyaman
pengukur : roughometer, profilometer
-. membentuk permukaan tidak licin, shg ada gaya gesek yang cukup
(skid resistance)
pengukur : pendulum tester
-. sebagai lapis aus
2. Lapis Pondasi
-. sebagai lapis pendukung bagi lapis permukaan
-. pemikul beban horizontal dan vertikal
-. lapis peresapan bagi lapis pondasi bawah
3. Lapis Pondasi Bawah
-. penyebar beban roda
-. sebagai lapis peresapan
-. lapis pencegah masuknya tanah dasar ke lapis pondasi
4. Tanah dasar
dapat berupa :
-. tanah semula
-. tanah timbunan atau galian
dipadatkan; permukaan dasar perletakan perkerasan
KERUSAKAN PERKERASAN
Akibat beban lalulintas ---> perkerasan semakin menurun penampilan dan kualitasnya ---> secara bertahap mengalami peningkatan kerusakan/cacat
1. Bentuk dasar
-. fracture : cracking, spalling
-. distortion : permanen deformation, faulting
-. disintegration : stripping, ravelling
2. Jenis kerusakan yang sering
-. Retak (retak halus, retak kulit buaya, retak pinggir,
retak sambungan jalan, retak sambungan pelebaran, retak refleksi,
retak susut, retak selip)
-. Perubahan bentuk (alur, keriting, amblas, sungkur/ shoving, jembul/upheaval)
-. Cacat permukaan (lubang, pelepasan butir, pengelupas-an lapis permukaan)
-. Pengausan
-. Kegemukan --- PRD kecil
-. Penurunan pada bekas penanaman utilitas
3. Kerusakan pada unpaved road
-. keriting / corrugation
-. alur / rutting
-. lobang / pothole
-. cacat kemiringan melintang/defective camber/ crossfall
-. pelepasan butir pada lapis permukaan
4. Kerusakan pada pave road
1. Cacat permukaan / surface failure
-. cracking (tanpa rutting)
-. stripping / fretting
-. fatting-up of bitumen
2. Kerusakan struktural / Structural failure
-. rutting
-. cracking and rutting
-. pothole
5. Penyebab Kerusakan
1. Beban akibat kendaraan yang lewat
2. Faktor regional
3. Tanah dan tanah dasar :
-. ukuran daya dukung dan faktor yg mempengaruhi
-. keseragaman daya dukung
-. stabilitas tanah dasar
4. Bahan jalan/perkerasan :
sifat bahan, perencanaan, pelaksanaan, dan pengawasan
EVALUASI PERKERASAN
1. Amerika Serikat
Unsur yang ditinjau :
-. deformasi
-. cracking
-. deformation & cracking
Tolok ukur untuk menyatakan tingkatan deformasi dan retak-retak, misal :
-. PSI : present serviceability index
-. PSR : present serviceability rating (rideability)
Ukuran yang digunakan AASHTO :
1.Perkerasan Lentur
PSI = 5,03 - 1,92 Log (1 + SV.106) - 1,38 (RD)2 - 0,01 *(C+P)
dengan :
SV: slope variance (longitudinal direction)
RD: rut depth diukur dengan straight edge 1,22 m
C : cracking ( % )
P : patching ( % )
2. Perkerasan kaku
PSI = 5,41 - 1,8 Log (1 + SV.106) - 0,09 *(C+P)
dengan :
C : tranverse dan longitudinal cracking per 93 m2
2. Inggris
Unsur yang ditinjau :
-. perkerasan lentur : deformation dan cracking, pada bagian
perkerasan yang dilewati roda kendaraan
-. perkerasan kaku : transverse cracking
Kriteria yang digunakan :
-. deformasi mencapai 2,5 cm dan/atau cracking * 50% luas wheel path
-. rut depth 1,6 cm yg diukur dengan stright edge 1,9 m
3. Belgia
Unsur yang ditinjau :
1) rut depth, membandingkan rut depth/ rut width = 0,01
2) major cracking ( * 27,5 % )
3) longitudinal slope variance
FAKTOR PERENCANAAN PERKERASAN
Dalam perencanaan perkerasan, perlu dipertimbangkan :
1. Kinerja/performance perkerasan
berkaitan dengan lalu lintas selama perkerasan berfungsi
2) Umur dari Kinerja
berkaitan dengan umur rencana (waktu dalam tahun yang dihitung sejak
mulai dibukanya jalan/perkerasan tsb sampai saat diperlukan perbaikan
berat atau dianggap sebagi lapis permukaan baru)
3) Kondisi awal dan akhir perkerasan
berkaitan dengan kondisi perkerasan (cacat/kerusakan) pada awal UR
dan tingkat kerusakan akhir UR yang masih dapat diterima
METODE PENENTUAN TEBAL PERKERASAN
1. American Association of State Highway Officials (AASHO)
2. Bina Marga ----- ANALISA KOMPONEN / 87
3. National Association of Australian State Road Authorities (NAASRA)
4. The Asphalt Institute
5. Shell International Petroleum SPDM – SHELL
Pavement Design Methods (BANDS & BISAR)
6. Road Note (29 dan 31), UK
7. Brown & Brunton – ANALITYCAL METHOD
8. CBR,
9. Elastic - Semi Elastic, --- multilayer system,
10. d.l.l
PERENCANAAN PERKERASAN
PERSYARATAN DASAR
1. menyediakan permukaan jalan yang selalu rata dan kuat
2. menjamin keamanan yang tinggi selama umur rencana
3. memerlukan biaya pemeliharaan yang sekecil-kecilnya dalam berbagai cuaca.
Kemampuan memenuhi persyaratan tergantung :
1. kebutuhan dan tuntutan lalulintas
2. keadaan tanah dan iklim daerah
3. kemampuan pendanaan
BEBAN PERKERASAN
Terdiri :
1. Beban Lalulintas, baik yg sifatnya statis maupun dinamis
-. beban vertikal : beban roda
-. beban horizontal : gaya traksi, gaya rem
-. gaya isap
2. Faktor Regional
Faktor setempat yang ikut membantu timbulnya kerusakan perkerasan
-. topografi -. curah hujan
-. muka air tanah -. jenis tanah (subgrade)
-. drainase -. kelas jalan
-. alinemen jalan -. prosentase kendaran berat
-. penetrasi pembekuan -. temperatur
Bidang Kontak
beban vertikal yang diterima perkerasan tergantung :
-. beban roda/beban gandar/berat total kendaraan
-. konfigurasi roda (single/tandem/dual tandem)
-. tekanan angin ban kendaraan
Dalam menganalisis beban dasar :
-. beban total kendaraan, dan
-. beban roda tunggal
Beban roda tandem/dua tandem dengan angka ekivalen beban roda tunggal
Beban roda tunggal dipengaruhi :
-. Tekanan angin dalam ban
-. kekakuan dinding ban
Pengaruh Tumbukan
---- dapat diabaikan, karena dianggap :
-. perkerasan telah diusahakan untuk tetap selalu rata
-. lama pembebanan relatif singkat
untuk v = 15 - 100 km/j, lama pembebanan 0,1-0,01 dt
TEGANGAN YANG TERJADI
1. Teori Boussinesq
anggapan : perkerasan dan tanah dasar adalah homogen, elastis dan isotropis
2. Teori Burmister / teori dua lapis
Anggapan :
-. perkerasan terdiri dua lapis : -. lapis perkerasan
-. tanah dasar
-. lapis atas dan lapis bawah bersifat homogen, elastis dan isotropis
--- besar kekakuan lapis atas terhadap kekakuan lapis bawah, perbandingannya
memberikan pengaruh yang menentukan
Formula :
D = 1,5 ((p.a.F2)/E2)
dengan :
D = lendutan
p = beban terbagi rata (Pa)
a = jari-jari lingkaran (cm)
F2 = koefisien lendutan, tergantung E1/E2
E2 = modulus elastisitas tanah (Pa)
3. Teori Westergaard
---- analisis teoritis ttg slab diletakkan di atas tanah yang
dibebani roda kendaraan ---- tegangan terjadi dianalisis
Anggapan :
-. slab bersifat homogen, isotropik, dan elastik
-. subgrade bersifat elastik (pada arah vertikal)
-. akibat beban, reaksi subgrade arahnya vertikal dan besarnya
proporsional thd defleksi elastik slab
-. beban terbagi rata, dengan bidang kontak berbentuk lingkaran
KLASIFIKASI
1. Perkerasan Jalan
Klasifikasi perkerasan mengikuti klasifikasi jalan
-. kekuatan perkerasan didasarkan beban gandar maks.
Kelas Beban gandar (tonf)
I 7,00
II 5,00
III 3,50
III.a 2,75
IV 2,00
V 1,50
-. kekuatan yang mendasarkan pada beban gandar standar
(Standar axle load/SAL), ditetapkan :
SAL = 18.000 lbs = 8,16 tonf
---- SAL dengan bantuan angka ekivalen, jumlah kendaraan dianalisis
--- tebal perkerasan
2. Perkerasan Landas Pacu
Klasifikasi perkerasan dimasukkan dalam klasifikasi panjang landasan (mencerminkan ukuran pesawat yang akan menggunakan).
Menurut ICAO :
Kelas Panjang Landasan (ft)
A * 7000
B 5000 - 7000
C 3000 - 5000
D 2500 - 3000
E 2000 - 2500
PERANCANGAN PERKERASAN
Dalam merencanakan tabal perkerasan, faktor-faktor yang dipertimbangkan :
-. kondisi subgrade, -. lalu lintas,
-. lajur rencana (design lane), -. kondisi lingkungan,
-. bahan jalan, dan -. pertimbangan ekonomi.
1. Kondisi Subgrade
penting : kepadatan
Umumnya subgrade berasal dari tanah expansive, sifat tanah diketahui dari Plasticity Index dan Shrinkage limit
degree of expansion PI swell (%)
non expansive 0 - 10 < 2 moderately expansive 10 -20 2 - 4 highly expansive > 20 > 4
Perubahan volume tanah terjadi tergantung :
1. Iklim --- tingkat perubahan kadar air (biasanya rendah)
2. Kondisi beban
3. Keadaan pada saat pemadatan subgrade --- menunjukkan hubungan antara
kadar air dan berat volume kering
Agar subgrade berfungsi baik :
1. bahan subgrade yang baik, kembang-susut relatif kecil
2. pemadatan dilakukan pada kadar air yang tepat --- subgrade seragam
daya dukungnya dan stabil
3. alinemen vertikal yang sesuai
4. saluran drainase yang berfungsi dengan baik
2. Lalu Lintas
Lalulintas sebagai beban dalam menentukan tebal perkerasan, perlu ditetapkan sebaik-baiknya.
Keadaan yang ada akan menunjukkan :
-. berbagai jenis kendaraan (misal: sedan, bus, truk, andong) akan
memberikan variasi dalam beban
-. jumlah lintasan tiap beban gandar tidak sama, tiap lintasan
menimbulkan kerusakan pada perkerasan; jumlah lintasan kumulatif
menimbulkan kerusakan kumulatif
Analisis lalulintas: beban gandar standar dengan bantuan angka ekivalen.
Beban gandar standar (SAL) :
beban gandar tunggal sebesar 18000 lbs atau 8,16 tonf
Angka Ekivalen (E):
angka yang menyatakan jumlah lintasan sumbu tunggal 8,16 tonf yang menyebabkan derajat kerusakan yang sama bila beban sumbu tersebut lewat satu kali ----> dinyatakan dalam lintasan SAL
Data yang diperlukan untuk analisis:
-. beban gandar tiap jenis kendaraan
-. jumlah lintasan beban gandar atau lintasan kendaraan
selama UR ---- dimasukkan faktor pertumbuhan lalulintas
-. angka ekivalen terhadap SAL
Data diperoleh dari :
-.survai lalulintas
-.survai beban gandar
-.survai volume lalulintas
-.survai sosial ekonomi --- pertumbuhan lalulintas:
1. pertumbuhan ll m.p =
pertumbuhan pemilikan kendaraan penumpang * pertumbuhan produksi perkapita
2. pertumbuhan ll bus = pertumbuhan kendaraan (bus) * pertumbuhan populasi
3. pertumbuhan ll truk = pertumbuhan kendaraan (truk) * PDRB
3. Lajur Rencana (design lane)
Salah satu lajur lalulintas dari suatu ruas jalan yang menampung volume lalulintas terbesar
Di daerah carriageway, diambil perkerasan selebar x = (a-b),
Ne = Pj.fj (a-b) . Ej
dengan :
Ne= jumlah ekivalen beban yang terjadi selama UR pada selajur x = (a-b)
Pj= jumlah lintasan gandar ke j selama UR
fj(a-b) = faktor distribusi melintang untuk handar ke j,
nilai ini merupakan frekuensi pembebanan pada selajur perkerasan x = (a-b)
Ej = angka ekivalen (faktor kerusakan) yang ditimbulkan oleh gandar ke j
Di AS :
-. kerusakan terberat pada x = 2 - 2,5 ft dari tepi perkerasan
-. penyebaran lalulintas arah datar berdistribusi normal dengan
standar deviasi < 1 ft ---- fjx = 1 -. didasarkan pada single axle load 18 kipf atau 32-33 kipf sual tandem axle Persamaan menjadi : Ne = Pj.Ej Lajur rencana adalah lajur yang mengalami kerusakan kumulatif yang terbesar, yaitu lajur kiri. 4. Kondisi Lingkungan Faktor kondisi lingkungan yang mempengaruhi : -. topografi -. curah hujan -. temperatur -. muka air tanah -. jenis tanah subgrade -. kondisi drainase -. alinemen jalan Dikelompokkan menjadi : -. efek lingkungan terhadap sifat teknis bahan susun perkerasan -. efek lingkungan terhadap ketahanan (durability) bahan perkerasan -. efek lingkungan terhadap kondisi perkerasan (serviceability of pavement) 5. Bahan Jalan Bahan jalan meliputi : 1. agregat : -. ukuran : pasir, kerikil, batu pecah -. jenis batuan : beku, seimen, metamor -. gradasi batuan : rapat, terbuka, timpang -. bentuk butiran : pipih, batang, kubis -. kualitas, dll. 2. bahan ikat : -. aspal dan berbagai jenisnya -. PC :portland cement -. tanah liat, dll. 6. Pertimbangan Ekonomi Pertimbangan ekonomi yang terkait : -. harga satuan perkerasan, rendah tapi masih dapat berfungsi sesuai rencana -. biaya pemeliharaan perkerasan relatif kecil Tujuan : -.. menurunkan tingkat kerusakan yang terjadi --- >> UR
-. menekan biaya operasi kendaraan
-. meningkatkan adanya keamanan kendaraan
Pekerjaan pemeliharaan :
1) pemeliharaan rutin, tanpa memperhatikan keadaan
lalu lintas dan keadaan jalan
2) pemeliharaan periodik, dikerjakan periodik sepanjang tahun
dengan memperhatikan lalulintas, topografi dan iklimnya
-. menekan biaya operasi kendaraan (BOK) sekecil mungkin
Tidak ada komentar:
Posting Komentar