JURNAL HIMASAPTA , Vol. 1, No.2, Agustus 2016 : 50 - 56
EVALUASI JALAN TAMBANG BERDASARKAN GEOMETRI DAN DAYA DUKUNG PADA LAPISAN TANAH DASAR PIT TUTUPAN AREA HIGHWALL Thoni Riyanto1*, Agus Triantoro2, Riswan2, Yosua Dinata Olla3 1
Mahasiswa Program Studi Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Lambung Mangkurat 2 Program Studi Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Lambung Mangkurat 3 Deputy Operation Department Head, PT Pama Indo Mining e-mail: *
[email protected]
ABSTRAK Pada kegiatan pemindahan material overburden, jalan tambang merupakan parameter penting untuk menunjang kinerja alat angkut. Pada jalan tambang sering dijumpai kerusakan-kerusakan di badan jalan seperti, jalan berlubang dan permukaan jalan tidak mulus. Hal ini biasanya disebabkan oleh kondisi geometri jalan dan daya dukung tanah pada jalan tambang yang belum memenuhi standar, sehingga perlu dilakukan evaluasi. Penelitian penelitian dilakukan di Jalan Alphard, Dodge dan Cadillac dengan jalan 3720 meter di Pit Tutupan Highwall PT Pamapersada Nusantara Jobsite PT Adaro Indonesia. Pemilihan lokasi jalan penelitian berdasarkan jalan yang memiliki data jumlah alat angkut dan jumlah fleet paling banyak, banyak, serta serta data kecepatan kecepatan alat angkut angkut paling paling rendah. rendah. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah dengan menganalisis geometri jalan, daya dukung tanah jalan terhadap beban yang melewatinya, serta faktor-faktor yang mempengaruhi kerusakan jalan dan perbaikan geometri. Penelitian dimulai dengan pengambilan data geometri aktual jalan dan daya dukung tanah aktual jalan (CBR subgrade dan rolling resistance). Kemudian membandingkan dengan standar teoritis, diperoleh geometri ideal untuk desain kecepatan 60 km/jam yaitu lebar jalan lurus 24 meter, lebar jalan tikungan 28 meter, grade maksimal 8%, superelevasi 8% dan cross slope 2 - 4%. Daya dukung tanah jalan diperoleh CBR CBR ideal 40% dan rolling resistance 65 lb/ton (3,25%). Dapat diketahui bahwa jalan dalam kondisi paling rusak adalah jalan Cadillac Kemudian membandingkan membandingkan travel speed alat angkut kondisi jalan aktual dan kondisi simulasi pada jalan Cadillac, dan didapat selisih waktu tempuh sebesar 0.67 - 1.31 menit. Tidak terlalu menjadi masalah jika alat angkut harus kehilangan waktu cycle time sebesar 0.67 – 1.31 1.31 menit. Berdasarkan pertimbangan tersebut, tidak terlalu disarankan untuk melakukan perbaikan perkerasan di jalan Cadillac, cukup dengan hanya melakukan pemeliharaan dan perawatan jalan meliputi grading, compacting dan water spraying. Namun jika jalan Cadillac dalam kondisi kondisi rusak parah, mengganggu mengganggu keselamatan keselamatan kerja dan diharuskan diharuskan melakukan perkerasan, perkerasan, maka berdasarkan berdasarkan data CBR yang ada, ketebalan lapisan perkerasan yang dapat diberikan yaitu 1 lapisan di atas subgrade, sebesar 9.64 inci material batulempung batulempung (claystone). (claystone). Kata-kata kunci : Daya dukung jalan tambang, evaluasi jalan tambang, geometri jalan tambang
Jalan angkut tambang yang baik tentunya dapat mendukung kinerja alat angkut yang melaluinya. Hal di atas yang melatarbelakangi penulis untuk melaksanakan penelitian dengan judul evaluasi jalan tambang berdasarkan geometri dan daya dukung pada lapisan tanah dasar Pit Tutupan area Highwall PT Pamapersada Nusantara Job Site PT Adaro Indonesia, Kabupaten Tabalong, Provinsi Kalimantan Selatan. Permasalahan umumnya terdapat pada jalan tambang yang ingin diteliti dalam penelitian ini antara lain sebagai berikut: 1. Terdapat beberapa beberapa geometri jalan dan daya dukung tanah pada jalan tambang yang belum memenuhi standar, sehingga perlu dilakukan evaluasi. 2. Faktor-faktor yang mempengaruhi daya dukung tanah yang tidak memenuhi standar pada jalan tambang berdasarkan alat angkut terbesar dump truck Komatsu HD 1500-7. Kegiatan dan pokok bahasan penelitian ini hanya dibatasi pada evaluasi terhadap jalan angkut diantaranya yaitu : 1. Lokasi penelitian penelitian dibatasi hanya pada jalan dari pit EX1719 menuju disposal HW1 di Pit Tutupan Highwall yaitu jalan Alphard, Dodge dan Cadillac. 2. Pemilihan lintasan jalan berdasarkan data jumlah truck, data jumlah fleet , data travel speed dan data laporan kerusakan jalan oleh operator alat angkut. 3. Melakukan evaluasi terhadap geometri jalan dan daya dukung tanah dasar (subgrade) jalan terhadap beban terberat alat angkut dump truck komatsu HD 1500-7 di Jalan Alphard, Dodge dan Cadillac.
PENDAHULUAN PT Pamapersada Nusantara Jobsite PT Adaro Indonesia dalam operasional pertambangannya, menerapkan metode tambang terbuka yang erat kaitannya dengan aktivitas pengangkutan di jalan tambang. Salah satu penentu keberhasilan metode penambangan ini adalah kelancaran pengangkutan material overburden dan batubara. Jalan angkut yang baik tentunya dapat mendukung kinerja alat angkut yang melaluinya. Oleh karena itu, jalan tambang perlu mendapat perhatian khusus agar dapat menunjang kinerja peralatan mekanis. Pada jalan tambang sering dijumpai kerusakan-kerusakan di badan jalan seperti jalan berlubang, permukaan jalan tidak mulus. Hal ini biasanya disebabkan oleh kondisi geometri jalan dan daya dukung tanah pada jalan tambang yang belum memenuhi standar. Jalan angkut yang dijadikan tempat penelitian yaitu jalan Alphard, jalan Dodge dan jalan Cadillac yang terletak di Pit Tutupan area High Wall PT Pamapersada Nusantara. Material yang membentuk jalan-jalan ini ini adalah material lempung yang sifatnya relatif stabil pada kondisi kering, namun pada kondisi hujan dan basah daya dukungnya akan menurun karena air akan meresap ke dalam permukaan jalan sehingga kondisinya akan menjadi lembek. Jika kondisi geometri dan daya dukung tanah p ada jalan tidak dalam kondisi terbaiknya, maka kemungkinan besar akan terjadi kerusakan pada jalan tersebut. Hal ini akan memperbesar nilai waktu edar (cycle time) alat angkut serta menurunnya travel speed alat angkut. Oleh karena perlu adanya perhatian yang cukup agar kondisi jalan tambang dari waktu ke waktu agar dapat dipertahankan.
50
JURNAL HIMASAPTA , Vol. 1, No.2, Agustus 2016 : 5 0 - 56
4.
Parameter kerusakan dan kondisi jalan berdasarkan dari standar perusahaan tempat melakukan penelitian. 5. Tidak menghitung umur jalan, besar parit, dan dimensi tanggul. 6. Analisis tidak memperhitungkan biaya pengerjaan perbaikan jalan. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mengatasi beberapa geometri jalan dan daya dukung tanah yang belum memenuhi standar. 2. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi daya dukung tanah yang tidak memenuhi standar pada jalan tambang, berdasarkan alat angkut terbesar dump truck Komatsu HD 1500-7.
n=
.
(1)
Maka lebar jalan angkut pada jalan lurus dapat dihitung sebagai berikut : Tabel -1. Lebar jalan angkut minimum Jumlah jalur
Faktor x Lebar kendaraan maksimum
1
2.0
2
3.5
3
5.0
4
6.5
Lebar jalan angkut pada belokan atau tikungan se lalu lebih besar dari pada lebar jalan lurus. Lebar jalan minimum pada belokan, dapat dihitung menggunakan rumus (2) dan (3). W = n (U + Fa + Fb + Z) + C (2) C = Z = 0.5 (U + Fa + Fb) (3)
METODOLOGI Pengumpulan data dilakukan dengan cara melakukan pengamatan dan pengambilan data secara langsung di lapangan pada jalan Alphard, Dodge dan Cadillac. Berikut merupakan data-data perlu di ambil, data primer (data utama) antara lain profil dan geometri jalan angkut tambang, CBR tanah dasar (subgrade) aktual lapangan jalan angkut, rolling resistance dan grade resistance, kecepatan aktual alat angkut, foto-foto lapangan. Data sekunder (data pendukung) antara lain gambaran umum daerah penelitian, keadaan umum perusahaan, spesifikasi semua alat angkut, road condition report bulan april 2015 , peta kesampaian daerah , peta geologi. Data yang telah diperoleh kemudian dikelompokkan sesuai dengan kegunaannya untuk lebih memudahkan dalam pengolahan penganalisisan, yang selanjutnya disajikan dalam bentuk tabel, grafik, atau perhitungan penyelesaian. Dari data primer dan sekunder yang diolah maka akan didapatkan beberapa data seperti, geometri jalan aktual, geometri jalan ideal, daya dukung tanah aktual, daya dukung tanah ideal dan lain-lain. Hasil pengolahan data digunakan untuk mengevaluasi jalan angkut apakah sudah sesuai dengan spesifikasi alat angkut terbesar yang digunakan. Hasil analisis kemudian akan dibuat ke dalam suatu rekomendasi sebagai solusi dari permasalahan yang terjadi. Hasil data keseluruhan dirangkum ke dalam laporan tertulis untuk dipertanggungjawabkan dalam bentuk laporan penelitian penelitian. Fungsi utama jalan angkut secara umum adalah untuk menunjang kelancaran operasi penambangan terutama dalam kegiatan pengangkutan. Medan berat yang mungkin terdapat di sepanjang rute jalan tambang harus diatasi dengan mengubah rancangan jalan untuk meningkatkan aspek manfaat dan keselamatan kerja.
Keterangan : = lebar jalan angkut minimum pada tikungan, m W = lebar jejak roda ( center to center tires) , m U = lebar juntai depan ( overhang), m Fa = lebar juntai belakang, m Fb = lebar bagian tepi jalan, m Z = jarak antar kendaraan, m C b. Jari-jari Tikungan dan Superelevasi Pada saat kendaraan melalui tikungan atau belokan dengan kecepatan tertentu akan menerima gaya sentrifugal yang menyebabkan kendaraan tidak stabil. Untuk mengimbangi gaya sentrifugal tersebut, perlu dibuat suatu kemiringan melintang ke arah titik pusat tikungan yang disebut superelevasi. Superelevasi dicapai secara bertahap dari kemiringan normal pada bagian jalan yang lurus sampai kemiringan penuh (superelevasi) pada bagian jalan yang lengkung. Jari-jari tikungan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : R=
sin
(4)
Keterangan: = Jari-jari belokan jalan angkut, m R = Jarak poros roda depan dan belakang, m W β = Sudut penyimpangan roda depan, m c.
Cross slope Cross slope adalah sudut yang dibentuk oleh dua sisi permukaan jalan terhadap bidang horisontal. Dibuat demikian dengan tujuan untuk memperlancar penyaliran.
Geometri Jalan Angkut Tambang Geometri jalan angkut yang harus diperhatikan sama seperti jalan raya pada umumnya, yaitu lebar jalan angkut tambang, jari-jari tikungan dan superelevasi, cross slope serta kemiringan jalan. a. Lebar Jalan Angkut Tambang Lebar jalan minimum pada jalan lurus dengan lajur ganda atau lebih, menurut AASHTO Manual Rural High Way Design dapat digunakan cara sederhana untuk menentukan lebar jalan angkut minimum. Jumlah jalur dapat ditentukan dengan pers (1), dimana v adalah kecepatan kendaraan di km/jam, d b adalah jarak aman normal antara truk dalam satuan meter, dan t adalah kepadatan lalu lintas kendaraan per jam.
Gambar-1. Penampang melintang jalan angkut
51
JURNAL HIMASAPTA , Vol. 1, No.2, Agustus 2016 : 5 0 - 56
Angka Cross slope dinyatakan dalam perbandingan jarak vertikal (b) dan horisontal (a) dengan satuan mm/m. Jalan angkut yang baik memiliki Cross slope antara 1/50 sampai 1/25 atau 20 mm/m sampai 40 mm/m.
Luas kontak (in 2) =
Kemiringan Jalan Angkut Kemiringan (grade) adalah tanjakan dari jalan angkut, kelandaian atau kecuramannya sangat mempengaruhi produksi (output) alat angkut, sebab adanya kemiringan jalan (grade) menimbulkan tahanan tanjakan (grade resistance) yang harus diatasi oleh mesin alat angkut. ∆ℎ ∆
100%
()
(6)
Setelah luas bidang kontak antara roda kendaraan dengan permukaan jalan diketahui, maka besarnya beban kendaraan yang diterima oleh permukaan jalan dapat dihitung dengan pers (7).
d.
=
.9 ()
Luas kontak (in 2) =
() ( 2 )
(7)
c. Tahanan Gulir ( Rolling resistance) Tahanan gulir / tahanan gelincir ( Rolling resistance, biasa disingkat RR) merupakan segala gaya-gaya luar yang berlawanan arah atau tahanan yang berusaha menahan putaran roda dan arah gerak kendaraan di atas suatu jalur. Bagian yang mengalami RR secara langsung adalah ban kendaraan. Faktor-faktor yang menimbulkan rolling resistance adalah: 1) Internal Friction merupakan gesekan yang terjadi karena putaran-putaran mulai dari engine flywheel sampai ke velg roda. Jadi ini dikarenakan oleh komponen mekanis. 2) Tire flexing, yaitu tahanan gelinding yang terjadi pada roda ban dikarenakan kenylempetan ban (tire flexing). Besar kecilnya “kenylempetan” ban tergantung pada desain ban , tire inflation, tekanan udara dalam ban dan keadaan permukaan jalan lintasannya. 3) Penetrasi Ban (Tire Penetration) adalah amblasnya ban pada permukaan jalan lintas, dan ini bisa menambah besar angka “ roling resistance”. Setiap amblas 1 inchi diperkirakan akan memperbesar RR sebesar 30 lbs/ton.
(5)
Keterangan: Δh = Beda tinggi antara 2 titik yang diukur (m) Δx = Jarak datar antara 2 titik yang diukur (m) Kemiringan jalan maksimum yang dapat dilalui dengan baik oleh alat angkut khususnya dump truck, berkisar antara 7% - 10%. Sedangkan untuk jalan naik maupun jalan turun pada daerah perbukitan lebih aman kemiringan jalan maksimum 8%. Daya Dukung Tanah Beban kendaraan yang dilimpahkan ke lapisan perkerasan melalui roda-roda kendaraan selnjutnya disebarkan kelapisan-lapisan dibawahnya dan akhirnya diterima oleh tanah dasar. Dengan demikian tingkat kerusakan konstruksi perkerasan selama masa pelayanan tidak saja ditentukan oleh kekuatan dari lapisan perkerasan tetapi juga oleh tanah dasar. Daya dukung tanah dasar dipengaruhi oleh jenis tanah, tingkat kepadatan, kadar air, kondisi drainase dan lain-lain. a. CBR (California Bearing Ratio) Berdasarkan cara medapatkan contoh tanahnya, CBR dapat dibagi atas : 1) CBR Lapangan CBR ini disebut juga CBR inplace atau field CBR, berguna untuk mendapatkan nilai CBR asli dilapangan, sesuai dengan kondisi tanah dasar saat itu. Umumnya digunakan untuk perencanaan tebal lapisan perkerasan yang lapisan tanah dasarnya sudah tidak akan dipadatkan lagi. 2) CBR Lapangan Rendaman Disebut juga undisturbed soaked CBR. Gunanya untuk mendapatkan besarnya nilai CBR asli d ilapangan pada keadaan jenuh air dan tanah mengalami pengembangan (swell) yang maksimum. 3) CBR Rencana Titik Disebut juga CBR laboratorium atau design CBR. Tanah dasar (subgrade) pada konstruksi jalan baru merupakan tanah asli, tanah timbunan atau tanah galian yang sudah dipadatkan sampai mencapai kepadatan 95% kepadatan maksimum. b. Distribusi Beban Kemampuan material untuk mendukung alat yang berada di atasnya. Suatu alat yang ditempatkan di atas material akan memberikan ground pressure. Perlawanan yang diberikan material itulah yang disebut daya dukung material. Beban pada roda untuk setiap kendaraan dapat diketahui berdasarkan spesifikasi dari pabrik pembuatnya, sedang untuk menghitung luas bidang kontak (contact area) dapat dihitung dengan menggunakan pers (6).
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian Adapun hasil pengambilan data di lapangan yang didapatkan yaitu Jalan Alphard, Dodge dan Cadillac dibagi menjadi 15 segmen, 10 segmen jalan lurus dan 5 segmen jalan tikungan untuk pengukuran geometrinya. Adapun hasil pengamatan geometri aktual jalan angkut. 1. Lebar Jalan Angkut Lebar jalan lurus di jalan Alphard, Cadillac dan Dodge yaitu antara 16.82 m – 34.43 m. Sedangkan lebar jalan tikungan yaitu antara 16.74 m – 35.75 m. 2. Jari-jari Tikungan Berdasarkan pengambilan data di lapangan pada segmen tikungan jalan Alphard, Dodge dan Cadillac maka didapat jari-jari tikungan paling besar sebesar 329.52 m di segmen 500 - 700 dan paling kecil sebesar 19.39 m pada segmen 2200 – 2300. 3. Superelevasi Berdasarkan pengukuran geometri jalan di lapangan, didapatkan nilai superelevasi tikungan jalan Alphard, Cadillac dan Dodge paling rendah sebesar 1.75% dan p aling tinggi sebesar 5.25%. 4. Cross slope Cross slope pada jalan Alphard, Cadillac dan Dodge dibentuk menjadi double cross slope. Berdasarkan pengambilan data di lapangan, cross slope di jalan Alphard, Cadillac dan Dodge, paling rendah sebesar 0.03% dan paling tinggi sebesar 6.03%. 5. Grade Berdasarkan pengukuran dilapangan, maksimal grade di jalan Alphard, Cadillac dan Dodge sebesar 5.56 %,
52
JURNAL HIMASAPTA , Vol. 1, No.2, Agustus 2016 : 5 0 - 56
minimal grade sebesar -0.34 %, dan rata-rata grade sebesar 3.28 %. Adapun daya dukung tanah pada jalan angkut penelitian yang diamati sebagai berikut : 1. CBR Lapangan Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan nilai CBR tanah dasar (subgrade) di lapangan. Nilai rata-rata CBR untuk jalur tidak bermuatan secara berurutan di jalan Alphard, Dodge dan Cadillac adalah 36.58%, 24.17% dan 15.95%. Sedangkan nilai rata-rata CBR untuk jalur bermuatan secara berurutan 36.17%, 28.67% dan 17.5%. 2. Tahanan Gulir ( Rolling resistance) Nilai rata-rata Rolling resistance untuk jalan Alphard sebesar 114.11 lb/ton, jalan Dodge sebesar 92.56 lb/ton dan jalan Cadillac sebesar 160.96 lb/ton. Jarak jalan dari front penambangan EX1719 menuju disposal HW1 sejauh 3.72 km, berdasarkan hasil pengamatan di lapangan, dapat diketahui rata-rata waktu edar dump truck Komatsu HD 785-7 adalah 29.19 menit. Dapat diketahui, untuk jalan Alphard, Dodge dan Cadillac rata-rata kecepatan aktual alat angkut untuk lajur tidak bermuatan berturut-turut sebesar 27.6 km/jam, 23.4 km/jam, 23.9 km/jam dan untuk lalur bermuatan sebesar 20.6 km/jam, 18.4 km/jam, 20.9 km/jam.
Marga, kemiringan jalan angkut maksimum yang baik digunakan yaitu sebesar 8% untuk jalan naik atau turun pada lereng bukit agar lebih aman. Dilihat dari data kemiringan jalan pada jalan Alphard, Dodge dan Cadillac, maka tidak ditemukan kemiringan jalan yang melebihi dari angka 8%. Berdasarkan grafik CBR (California Bearing Ratio), nilai CBR yang baik ( good ) untuk jalan dengan perkerasan lentur yaitu antara 15% - 40%, dan PT Pamapersada Nusantara juga menetapkan target perkerasan jalan sebesar 40%.
Gambar-2. Kategori Penilaian Perkerasan Lentur Grafik CBR
Berdasarkan data CBR lapangan yang telah diambil, Jalan Cadillac memiliki nilai CBR paling rendah dibandingkan jalan Alphard dan Dodge, yaitu 15.95 % untuk jalur tidak bermuatan dan 17.5% untuk jalur bermuatan. Nilai CBR ini terbilang cukup jelek, karena mendekati kategori fair jika dilihat dari Gambar 2. Hasil perhitungan distribusi beban maksimum yang dihasilkan oleh Komatsu HD 1500-7 pada masing-masing roda adalah sebesar 16,000 lb/ft 2, ini nantinya digunakan sebagai dasar penentuan kesesuaian daya dukung material tanah dasar (subgrade) di jalan Alpard, Dodge dan Cadillac terhadap beban yang melintas di atasnya. Apakah sudah mampu menahan beban di atasnya atau belum.
Pengolahan Data Adapun hasil pengolahan data yang didapatkan adalah perhitungan geometri jalan angkut ideal yang memenuhi standar AASHTO. 1. Lebar Jalan Angkut Jalan Alphard, Dodge dan Cadillac menggunakan dua rute arah perjalanan yaitu rute menuju tambang dan rute keluar tambang, oleh karena itu dapat diketahui jumlah lajur yang dibutuhkan adalah sebesar 2 lajur. Dengan hasil perhitungan lebar jalan lurus minimal sebesar 24 m dan lebar jalan tikungan sebesar 28 m. Untuk lebar jalan lurus yang kurang dari 24 m yaitu, pada jalan Alphard di titik meter 150 dan 1300, jalan Dodge di titik meter 1750, 2000 dan 2050 dan jalan Cadillac di titik meter 2350-2750, 2950, dan 3250-3500. Untuk lebar jalan tikungan yang kurang dari 28 m yaitu jalan Alphard di titik meter 900 dan 1000, jalan Dodge di titik meter 2200-2300 dan jalan Cadillac di titik meter 2800, 2900 dan 3050-3200. 2. Superelevasi Berdasarkan kecepatan rencana desain jalan tambang sebesar yaitu 60 km/jam. maka, superelevasi yang digunakan pada area jalan angkutnya adalah sebesar 1/125 m/mm atau maksimal 8 %. Superelevasi yang tidak sesuai hanya terdapat di jalan Cadiilac segmen 3100-3200 yaitu sebesar -5,98%, dengan nilai kemiringannya superelevasi negatif. 3. Cross slope Berdasarkan perencanaan jalan tambang, jalan angkut yang baik memiliki cross slope antara 1/50 sampai 1/25 atau 20 mm/m (2%) sampai 40 mm/m (4%). Berdasarkan data yang telah di ambil, cross slope yang belum sesuai standar yaitu jalan Alphard di titik meter 50150, 250, 750-1100 dan 1300, jalan Dodge di titik meter 1400, 1550-1600, 1850-1900, 2000-2050 dan 2150. serta jalan Cadillac di titik meter 2350-2750, 3300, dan 34003700. 4. Grade (Kemiringan Jalan Angkut) Berdasarkan Kecepatan desain rencana jalan tambang sebesar 60 km/jam, maka menurut data Bina
Pembahasan Standar Geometri Jalan Angkut Tambang Berikut hasil analisis geometri aktual dengan geometri standar teoritis. a. Lebar Jalan Angkut Berdasarkan pengamatan dan pengukuran lebar jalan di jalan Alphard, Dodge dan Cadillac, maka didapatkan hasil lebar jalan yang bervariasi yaitu antara 16 – 35 m. Tabel-2 dan Tabel-3 menunjukkan penambahan lebar jalan untuk jalan yang kurang dari standar lebar jalan.
Penyempitan jalan dapat disebabkan oleh beberapa hal, yaitu penumpukan spoil di pinggir jalan secara terus menerus dan kondisi jalan yang berbatasan langsung dengan tebing. Lebar jalan tambang yang tidak sesuai standar dapat memperlambat kecepatan unit alat angkut dan berpotensi menyebabkan kecelakaan tabrakan antar unit. b. Superelevasi Dibeberapa tikungan tidak ada terdapatnya superelevasi yang melebihi standar ketentuan, terkecuali tikungan segmen 3100-3200 di jalan Cadillac, terdapat superelevasi yang arah kemiringannya terbalik, sebesar 5,98%. Tikungan jalan dengan superelevasi terbalik akan menyebabkan gaya sentrifugal unit saat di tikungan berkurang, sehingga dapat menyebabkan unit terguling jika unit angkut melewati tikungan tersebut dengan kecepatan tinggi. Selain menyebabkan terbalik, tikungan dengan 53
JURNAL HIMASAPTA , Vol. 1, No.2, Agustus 2016 : 5 0 - 56 Tabel-3. Penambahan Lebar Tikungan
superelevasi terbalik dapat menyebabkan muatan tumpah. Oleh karena perlu dilakukan perbaikan, yaitu dengan cara pembentukan kembali superelevasi sesuai arah kemiringan tikungan dengan menambah material baru di sisi jalur tidak bermuatan dengan kemiringan superelevasi maksimal 8%. c. Cross slope Jalan angkut tambang yang baik memiliki cross slope 2-4%. Sehingga untuk jalan angkut ideal dengan lebar 24 m, tengah jalan haruslah memiliki beda tinggi sebesar 24-48 cm terhadap sisi jalannya untuk double cross slope, sedangkan untuk single cross slope haruslah memiliki beda tinggi sebesar 48-96 cm. Berdasarkan data cross slope aktual, di jalan Alphard, Dodge dan Cadillac, masih ditemukan cross slope belum sesuai standar. Penyebab tidak terbentuknya cross slope jalan dengan baik adalah pada saat tahap road construction yang kurang diperhatikan. Perbaikan bentuk potongan melintang (cross slope) dapat dilakukan dengan melakukan grading menggunakan unit Motor Grader . d. Grade (Kemiringan Jalan) Berdasarkan data geometri aktual di lapangan, nilai grade (kemiringan jalan) jalan Alphard, Dodge dan Cadillac semua masih terbilang aman, dikarenakan tidak adanya grade yang melebihi angka 8%. Namun perlu diperhatikan, jika terdapat grade tinggi pada jalan tambang, selain berpengaruh terhadap penggunaan bahan bakar ( fuel consumption) dan cycle time, juga sangat berpengaruh terhadap keselamatan kerja, jalan dengan grade yang tinggi dapat menyebabkan unit tidak mampu naik dan tergelincir akibatnya akan terjadi kecelakaan terhadap unit. Pengendalian yang dapat dilakukan adalah dengan menurunkan grade dengan melakukan penimbunan atau pemotongan, menambah panjang segmen jalan, membuat alternatif jalan, menambahkan tinggi tanggul untuk mengurangi keparahan jika terjadi kecelakaan.
No.
Titik (m)
Lebar (m)
Lebar Standar
Penambahan (m)
150
22.88
24
1.12
2
1300
23.13
24
0.87
1750
23.34
24
0.66
2
2000
23.14
24
0.86
3
2050
22.92
24
1.08
2350
20.7
24
3.3
2
2400
22.97
24
1.03
3
2450
21.86
24
2.14
4
2500
20.79
24
3.21
5
2550
19.39
24
4.61
6
2600
20.54
24
3.46
7
2650
21.65
24
2.35
8
2700
21.49
24
2.51
9
2750
20.94
24
3.06
10
2950
22.13
24
1.87
11
3250
16.82
24
7.18
12
3300
16.90
24
7.1
13
3350
19.59
24
4.41
14
3400
22.46
24
1.54
15
3500
23.71
24
0.29
1
900
27.2
28
0.8
2
1000
23.67
28
4.33
23.4
28
4.6
1
2200
2
2250
25.6
28
2.4
3
2300
22.75
28
5.25
1
2800
20.23
28
7.77
3
2900
21.98
28
6.02
4
3000
22.06
28
5.94
5
3050
23.76
28
4.24
6
3100
25.04
28
2.96
7
3150
19.39
28
8.61
8
3200
16.74
28
11.26
Daya Dukung Tanah Dasar
a. Rolling resistance Jalan Cadillac memiliki nilai tahanan gulir (rolling resistance) yang paling besar dibandingkan jalan Alphard dan Dodge yaitu sebesar 160.96 lb/ton. Nilai ini cukup mewakili bahwa jalan tersebut dalam kondisi yang cukup rusak. Perbaikan yang dapat dilakukan adalah dengan meratakan permukaan jalannya menggunakan alat mekanis motor grader atau road grader. Rolling resistance ideal untuk jalan tambang adalah sebesar 65 lb/ton. Karena semakin keras dan mulus permukaan jalan atau semakin rata jalan tersebut, maka rolling resistance akan semakin kecil.
b. Distribusi Beban Dump Truck HD 1500-7 Berdasarkan pengamatan di lapangan, jenis material tanah jalan Alphard, Dodge dan Cadillac termasuk dalam jenis material “ Hard dry consolidatd clay” yang memiliki nilai daya dukung material sebesar 10,000 lb/ft 2. Jika dibandingkan dengan hasil perhitungan distribusi beban maksimum masing-masing roda alat angkut terbesar Komatsu HD 1500-7 yang lewat di atasnya yaitu sebesar 16,000 lb/ft2. Maka, jalan tersebut tidak akan dapat menahan beban unit yang melintas di atasnya dan jalan akan cenderung sering rusak. c. CBR Lapangan Berdasarkan hasil pengujian dan pengolahan data, jalan yang memiliki nilai CBR yang paling rendah terdapat pada jalan Cadillac (Tabel-4 dan Tabel-5), yaitu pada jalur tidak bermuatan diketahui CBR paling rendah terdapat pada segmen 3200-3450 sebesar 11% dengan rata-rata nilai CBR sebesar 15.95%. Sedangkan pada jalur bermuatan diketahui CBR paling rendah terdapat pada segmen 3200-3450 sebesar 12.6% dengan rata-rata nilai CBR sebesar 17.5%, dengan nilai DCP Index maksimal kedua jalur sebesar 14.3 mm/blow – 16.4 mm/blow. Semakin keras dan padat kondisi jalan, maka nilai CBR-nya akan semakin besar (maksimal 100%) dengan nilai DCP index per blow (penetrasi) yang kecil, begitu juga sebaliknya, jika kondisi jalan dalam keadaan lembek dan rusak, maka nilai CBR yang dihasilkan akan kecil dan nilai DCP index-nya akan yang besar. Oleh karena itu, disarankan untuk meningkatkan nilai kepadatan tanah (CBR) jalan Cadillac menjadi minimal 40% (kondisi baik), dimana hal ini bertujuan untuk
C. Jalan Cadillac 1
Penambahan (m)
C. Jalan Cadillac
B. Jalan Dodge 1
Lebar Standar
B. Jalan Dodge
A. Jalan Alphard 1
Lebar (m)
A. Jalan Alphard
Tabel-2. Penambahan Lebar Jalan Lurus No.
Titik (m)
54
JURNAL HIMASAPTA , Vol. 1, No.2, Agustus 2016 : 5 0 - 56
meningkatkan daya dukung tanah di jalan Cadillac agar beban yang melewati j alan tersebut bisa didistribusikan ke tanah dasar (subgrade) secara memadai, sehingga tanah dasar dapat terlindungi dari tekanan yang berlebihan.
35.00 ) h / m K ( n a t a p e c e K
Tabel-4. CBR Lapangan Jalan Cadillac Jalur Bermuatan No.
Segmen
DCP INDEX (mm/blow)
CBR (%)
1
2300-2800
9
25
2
2800-2900
14
15
3
2900-3000
12
18
4
3000-3200
11.7
18.6
5
3200-3450
16.4
12.6
6
3450-3720
13.2
15.8
Rata-rata
37.85
40.00 30.00
25.05
25.00
23.91
20.91
20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 Aktual
Simulasi
Gambar-4. Grafik Perbandingan Kecepatan Aktual dan Simulasi kecepatan Komatsu HD 785-7 di Jalan Cadillac
17.5
Tabel-5. CBR lapangan Jalan Cadillac Jalur Tidak Bermuatan No.
Segmen
DCP INDEX (mm/blow)
CBR (%)
1
2300-2800
14
15
2
2800-2900
17
12
3
2900-3000
8
30
4
3000-3200
16
13
5
3200-3450
18
11
6
3450-3720
14.3 Rata-rata
Berdasarkan grafik di atas, dapat diketahui selisih waktu tempuh yang akan dihasilkan alat angkut untuk jalur bermuatan adalah sebesar 0.67 menit dan jalur tidak bermuatan sebesar 1.31 menit. Tabel-6. Selisih Waktu Tempuh Kecepatan Aktual dan Simulasi Jalan Cadillac
14.7 No.
15.95
Saran perbaikan yang bisa diberikan untuk peningkatan nilai kepadatan tanah dasar (subgrade), yaitu dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut: 1) Kupas badan jalan yang mengalami kerusakan sampai lapis tanah keras. 2) Tambahkan material baru, material yang disarankan yaitu batulempung. 3) Lakukan pembentukan geometri badan jalan sesuai standar teoritis (crossfall, superelevation, drainage, tanggul). 4) Penyiraman air dengan menggunakan water truck. 5) Lakukan pemadatan dengan compactor. 6) Lakukan uji CBR Lapangan, dan jika belum berhasil mencapai nilai CBR 40%, lakukan pemadatan kembali. Dalam pemilihan material batulempung (claystone), pertimbangan untuk memilih material tersebut adalah dikarenakan kemudahan mendapatkannya di lapangan dan jumlahnya yang banyak terdapat di area penambangan, dengan begitu akan menjadi lebih ekonimis karena hanya memakai material yang terdapat di area tambang.
1 2 3 4
Keterangan
Kecepatan (km/jam)
Tidak Bermuatan
Aktual
20.91
23.91
Simulasi
25.05
37.85
1420 m
1420 m
Jarak Waktu Tempuh
Jalur Pengangkutan Bermuatan
Aktual
4.07 menit
3.56 menit
Simulasi
3.40 menit
2.25 menit
0.67 menit
1.31 menit
Selisih Waktu
Waktu tersebut tidaklah terlalu besar dan tidak terlalu menjadi masalah jika alat angkut harus kehilangan waktu cycle time sekitar 0.67-1.31 menit dalam aktivitas pengangkutan. Selain it u, jalan Cadillac hanya merupakan jalan tambang di dalam pit yang sifatnya hanya sementara, dan sewaktu-waktu dapat berubah sesuai dengan kemajuan penambangan. Oleh kerena itu, tidak terlalu disarankan untuk melakukan perbaikan perkerasan di jalan Cadillac. Cukup dengan hanya melakukan pemeliharaan dan perawatan jalan secara rutin dan terjadwal menggunakan unit motor grader. Namun jika suatu saat kondisi jalan Cadillac sangat rusak dan dapat mengganggu keselamatan kerja, maka alternatif rekomendasi perbaikan yang dapat diberikan yaitu dengan melakukan perkerasan jalan dengan menambahkan 1 lapisan di atas subgrade sebesar 9.64 inci menggunakan material batulempung seperti ada gambar di bawah ini.
Gambar-3. Batulempung (Claystone)
Simulasi Kecepatan Alat Angkut Pada penelitian ini jalan Cadillac dilakukan simulasi perhitungan kecepatan untuk alat angkut Komatsu HD 7857, hal ini bertujuan sebagai bahan pertimbangan yang nantinya apakah jalan Cadillac perlu dilakukan perbaikan sampai perkerasan ataukah hanya perlu dilakukan perawatan secara rutin. Gambar-4 menunjukkan grafik perbandingan hasil perhitungan simulasi kecepatan HD 785-7 dengan kecepatan aktualnya.
Gambar-5. Ketebalan Lapisan Perkerasan Jalan Cadillac
KESIMPULAN Adapun kesimpulan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Geometri jalan dan daya dukung tanah yang belum memenuhi standar, yaitu sebagai berikut: a. Pada beberapa segmen jalan lurus dan segmen tikungan di jalan Alphard, Dodge dan Cadillac,
55
JURNAL HIMASAPTA , Vol. 1, No.2, Agustus 2016 : 5 0 - 56
masih ditemukan jalan yang lebarnya kurang dari 24 meter dan 28 meter. b. Terdapat superelevasi yang arah kemiringannya terbalik sebesar -5.98% pada jalan Cadillac. c. Pada beberapa segmen jalan lurus di jalan Alphard, Dodge dan Cadillac, masih ditemukan Cross slope yang kemiringannya kurang dari 2% dan melebihi 4%. d. Jalan Cadillac merupakan jalan yang memiliki nilai California Bearing Ratio (CBR) paling rendah, untuk jalur bermuatan sebesar 17.5% dan untuk jalur tidak bermuatan sebesar 15.95%. Dengan nilai rolling resistance sebesar 160.96 lb/ton. 2. Selisih waktu tempuh yang didapatkan berdasarkan kecepatan aktual dan simulasi yaitu untuk jalur bermuatan adalah sebesar 0.67 menit dan jalur tidak bermuatan sebesar 1.31 menit. 3. Rekomendasi perbaikan untuk mengatasi jalan yang belum memenuhi standar yaitu : a. Melakukan rekonstruksi ulang terhadap geometri jalan yang belum standar b. Melakukan pemeliharaan dan perawatan jalan secara rutin dan terjadwal menggunakan unit motor grader. c. Jika kondisi jalan sangat rusak dan dapat mengganggu keselamatan kerja, maka dapat melakukan perkerasan jalan dengan menambahkan 1 lapisan di atas subgrade sebesar 9.64 inci menggunakan material batulempung. 4. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi daya dukung tanah yang tidak memenuhi standar pada jalan tambang, yaitu sebagai berikut: a. Beban alat angkut melebihi kapasitas daya dukung tanah jalan. b. Karena lapisan jalan tidak adanya perkerasan. c. Proses pemadatan jalan yang tidak maksimal. d. Superelevasi dan cross slope belum memenuhi standar, mengakibatkan air akan tergenang di badan jalan. e. Konsentrasi lintasan kendaraan pada jalan secara berulang-ulang
Pamapersada Nusantara Job Site PT Adaro Indonesia, serta seluruh staf dan karyawan Mine Infrastructure PT Pamapersada Nusantara Job Site PT Adaro Indonesia yang telah membantu dan memberikan bimbingan dalam penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA
[1]
Anonim. 1998. Mine Road Design Manual . BHP Engineering Brisbane, Australia.
[2]
Anonim. 2009. Specifications & Handbook Edition 30. Komatsu, Japan.
[3]
Darling, P. 2011. SME Mining Engineering Handbook . Society For Mining, Metallurgy and Exploration, inc., United States of America.
[4]
Hustrulid, W., Kuchta, M., dan Martin R. 2013. Open Pit Mine Planing and Design. Taylor and Francis Group, LLC., United States of America.
[5]
Indonesianto,Y. 2008. Pemindahan Tanah Mekanis, Jurusan Teknik Pertambangan UPN “Veteran”, Yogyakarta.
[6]
Pramono, S. W. 2015. Meningkatkan Productivity TOSD Departement. Dengan Kosistensi. Pamapersada Nusantara, Tabalong.
[7]
Sukirman, Silvia, 1999, Dasar-dasar Perencanaan Geometrik Jalan, NOVA, Bandung.
[8]
Sukirman, S.. 1999. Perkerasan Lentur Jalan Raya. NOVA. Bandung.
[9]
Suwandhi, A. 2004. Diktat Perencanaan Tambang Terbuka seri Perencanaan Jalan Tambang. Universitas Islam Bandung, Bandung.
Application
[10] Tannant, D.D., Regensburg B. 2001. Guidelines For Mine Haul Road Design. University of Alberta, Canada [11] Wedhanto, S. 2009. Diktat Kuliah Alat Berat dan Pemindahan Tanah Mekanis. Jurusan Teknik Sipil, Universitas Negeri Malang.
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada : Bapak Murodi, selaku Enginering Depertement Head PT
56
