Exercises
Nursyamsu Hidayat
Geometric Design
(Oct 4, 2012)
Soal 1: Alinemen Horisontal Tikungan Tipe S-C-S
Suatu tikungan mempunyai data dasar sbb: Kecepatan Rencana (VR )
: 40 km/jam
Kemiringan melintang maksimum (e max) : 10 % Kemiringan melintang normal (e n)
:2%
Lebar perkerasan
: 2 x 3,5 m
Sudut tikungan ( β)
: 108º
Jari-jari tikungan (R d d )
: 50 m
Rencanakan desain tikungan tersebut, meliputi:
Penentuan tipe tikungan
Data-data tikungan
Pelebaran perkerasan pada tikungan
Kebebasan samping pada tikungan
Jawab:
Agar kendaraan stabil saat melalui tikungan, perlu dibuat suatu kemiringan melintang jalan pada tikungan yang disebut superelevasi (e). Pada saat kendaraan melalui daerah superelevasi, akan terjadi gesekan arah melintang jalan antara ban kendaraan dengan permukaan aspal yang menimbulkan gaya gesekan melintang. Perbandingan gaya gesekan melintang dengan gaya normal disebut koefisien gesekan melintang (f). Untuk menghindari terjadinya kecelakaan, maka untuk kecepatan tertentu dapat dihitung jari-jari minimum untuk superelevasi maksimum dan koefisien gesekan maksimum. f max -0.00065 * V R + 0.192 (untuk VR < 80 km/jam) max = -0.00065 f max -0.00125 * V R + 0.240 (untuk VR 80 – 112 km/jam) max = -0.00125
2
= =
127( 127(
)
+
181913.53 (
+
)
2
Menentukan f max max untuk e max = 10 %, f max -0.00065 * V R + 0.192 max = -0.00065 = -0.00065 * 40 + 0.192 = 0.166
Menentukan nilai jari-jari minimum
2
=
127(
+
)
Civil Eng. Diploma Program, Vocational School, GMU
1
Exercises
Nursyamsu Hidayat
Geometric Design 2
40
=
127(0.1 + 0.166)
= 47.36
Menentukan nilai derajat lengkung maksimum
181913.53 (
=
)
+
2
181913.53 (0.1 + 0.166)
=
= 30.24°
402
Check untuk jenis tikungan Full Circle
Jari-jari rencana (R d ) = 50 m > R min (47.36 m) Untuk kecepatan rencana (V R ) 40 km/jam menurut TCPGJAK 1997 Tabel II.18, jari-jari minimum (R min) untuk tikungan Full Circle = 250 m > jari-jari rencana (R d ), so jenis FC tidak bisa digunakan.
Check untuk jenis tikungan S-C-S a)
Menentukan superelevasi desain (jika tidak tersaji Tabel)
∗ ∗ ∗ − − ∗ ∗ ∗ =
1432.4
1432.4
=
50
2
=
+
0.10
=
28.652
30.242
=
.
°
2
+
2 0.10
28.65
30.24
= 0.0907 = .
%
b) Menentukan panjang Lengkung peralihan (Ls)
1. Berdasarkan waktu tempuh maximum (3 detik) untuk melintasi lengkung peralihan
∗ =
3.6
=
40 3.6
∗
3 = 33.33
2. Berdasarkan rumus modifikasi Shortt:
∗ − ∗ − 3
= 0.022 = 0.022
40 3
50 0.4
2.727 2.727
∗ ∗
40 0.0997 0.4
= 43.21
3. Berdasarkan tingkat pencapaian perubahan kelandaian:
−∗ ∗ =
)
(
3.6
Dimana re = tingkat pencapaian perubahan kelandaian melintang jalan Untuk Vr ≤ 60 km/jam, r e max = 0,035 m/ m/det.
=
(0.1
− ∗ ∗ 0.02)
3.6 0.035
40 = 25.40
Civil Eng. Diploma Program, Vocational School, GMU
2
Exercises
Nursyamsu Hidayat
Geometric Design
4. Berdasarkan rumus Bina Marga
∗ ∗ ∗ ∗ = =
(
2
3.5 2
+
)
120 (0.02 + 0.0997) = 50.27
2
≈ 50
Digunakan Lengkung peralihan yang memenuhi dan efisien, L s = 43.21 m ≈ 44 m
c) Menetukan sudut spiral (θs), sudut circle ( c), dan lengkung circle (L c)
= = =
∗ ∗ ≈ ∗ ∗ ∗ ∗ − ∗ − ∗ ≈ ∗ ∗ ∗ ∗ 360
44 360
=
4
(2
(2 25)
) = 108 =
180
°
4 3.14 50
58 3.14 50 180
°
=
.
Syarat tikungan jenis S-C-S
βc > 0º -------- 58º > 0º………….OK Lc > 20 m ---- 50.59 > 20 ……….OK
d) Perhitungan besaran-besaran tikungan
− ∗ ∗ ∗ ≈ − − ∗ − ∗ − ∗ � − � � 2
=
1
2
=
=
6
2
40
442
= 44
1
(1
6
)=
cos
3
=
40
= ( =
sin
2
+ ) tan 1 2
(
+ ) cos 1 2
− ∗ ≈ .
40 502
.
6 50
2
=
442
=
+
6
442
∗ − − − ∗ − ∗ � − 50
= 44
50(1
cos 25) =
443
.
50 sin 25 =
.
= (50 + 1.77) tan 1 2 108 + 22.02 =
.
(50 + 1.77) cos 1 2 108
40 502
50 =
.
L = Lc + 2Ls = 50.59 + 2*44 = 138.59 m
Kontrol perhitungan: 2 x Tt > L total -------- 186.56 m > 138.59 m ……..( Tikungan S-C-S bisa digunakan )
Civil Eng. Diploma Program, Vocational School, GMU
3
Exercises
Nursyamsu Hidayat
Geometric Design
e) Penghitungan pelebaran perkerasan di tikungan:
Jalan kelas III (kolektor) muatan sumbu terberat 8 ton sehingga direncanakan kendaraan terberat yang melintas adalah kendaraan sedang. Sehingga: Vr = 40 km/jam R d = 50 m n
= 2 ( Jumlah jalur lintasan )
c
= 0.8 m (Kebebasan samping)
b
= 2.6 m (Lebar lintasan kendaraan sedang pada jalan lurus)
p
= 7.6 m (Jarak antara as roda depan dan belakang kendaraan sedang)
A = 2.1 m (Tonjolan depan sampai bemper kendaraan sedang) Secara analitis : B = n (b’ + c) + (n - 1) T d + Z b’ = b + b”
− − − 2
"=
=
2
ε = B – W
= 0.105
2
+ (2 + )
∗
dengan : B
= Lebar perkerasan pada tikungan
n
= Jumlah lajur Lintasan (2)
b’ = Lebar lintasan kendaraan pada tikungan c
= Kebebasan samping (0,8 m)
Td = Lebar melintang akibat tonjolan depan Z
= Lebar tambahan akibat kelainan dalam mengemudi
W = lebar perkerasan ε
= pelebaran perkerasan
R d = jari-jari rencana
Perhitungan pelebaran perkerasan di tikungan:
− − 2
"=
2
= 50
− − 502
7.62 = .
b’ = b + b” = 2.6 + 0.58 = 3.18 m
− =
2
+ (2 + )
=
∗
502 + 2.1(2 7.6 + 2.1)
Civil Eng. Diploma Program, Vocational School, GMU
−
50 = .
4
Exercises Geometric Design
= 0.105
∗
Nursyamsu Hidayat
= 0.105
∗ √ 40
50
= .
B = n (b’ + c) + (n - 1) T d + Z = 2 (3.18 + 0.8) + (2 – 1) 0.36 + 0.59 = 8.91 m
Lebar perkerasan pada jalan lurus 2 x 3,5 = 7m Ternyata B > 7 m ----- 8.91 m > 7 m 8,91 – 7 = 1,91 m karena B > W, maka diperlukan pelebaran perkerasan pada tikungan sebesar 1,91 m
f)
Penghitungan kebebasan samping di tikungan (E): •
Jarak pandang henti (J h)
= 40 m (Tabel TCPGJAK)
•
Jarak pandang menyiap
= 200 m (Tabel TCPGJAK)
•
Lebar pengawasan minimal
= 30 m
Perhitungan: Jari-jari sumbu lajur (R’) = R d – ½ W = 50 – ½ * 7 = 46.5 m Ltotal
•
= 138.59 m
Jarak pandang henti berdasarkan TCPGJAK 1997 Jh
= 0.694 Vr + 0.004 (Vr 2/f p) = 0.694 * 40 + 0.004 (40 2/0.35) = 46.05 m
•
Jarak pandang henti menurut Shirley L Hendarsin
Kelandaian (g) adalah 10% fp = Koefisien gesek memanjang menurut Bina Marga, f p = 0.35–0.55
Jalan dengan kelandaian tertentu:
ℎ
= 0.278
∗ ∗
∗ 2
+
254 (
± )
∗ ∗
= 0.278 40 2.5 +
∗
402
254 (0.35 ± 0.01)
=
.
Diambil Jh = 46.05 m
•
Jarak pandang menyiap Jd = d 1 + d 2 + d 3 + d 4
1
= 0.278
∗ ∗ ∗ 1
–
+
1
2
d 2 = 0.278 * V r * T2 d 3 = antara 30 -100 m d 4 = 2/3 d 2 Civil Eng. Diploma Program, Vocational School, GMU
5
Exercises
Nursyamsu Hidayat
Geometric Design
dengan:
T1
= Waktu dalam (detik), = 2.12 + 0,026 x Vr
T2
= Waktu kendaraan berada dijalur lawan, (detik) = 6,56+0,048xVr
a
= Percepatan rata-rata km/jm/dtk, (km/jm/dtk), = 2,052+0,0036xVr
m
= perbedaan kecepatan dari kendaraan yang menyiap dan kendaraan yang disiap, (biasanya diambil 10-15 km/jam)
1
= 0.278
1
= 0.278
∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ –
1
1
+
(2.12 + 0.026
2
40)
40– 10 +
∗ ∗
(2.052 + 0.0036 40) (2.12 + 0.026 2
∗ 40)
= 29.40 m d 2 = 0.278 * Vr * T2 = 0.278 * 40 * (6.56 + 0.048 * 40) = 94.30 m d 3 = 30 m d 4 = 2/3 d 2 = 62.87 m Jd = d 1 + d 2 + d 3 + d 4 = 29.40 + 94.30 + 30 + 62.87 = 216.57 m
Kebebasan samping yang tersedia (mo)
= ½ (lebar pengawasan minimal – w) = ½ (30 – 7) = 11.5 m
Secara analitis •
Berdasarkan jarak pandang henti: Jh = 46,05 m Lt = 138,59 m -------- Jh < Lt Daerah kebebasan samping (E) =
′ ∗ − ′ ∗ℎ =
•
(28.65
1
)
∗ −
= 46.5
1
∗
(28.65 46.05) 46.5
= .
Berdasarkan jarak pandang menyiap : Jd = 216,57 m Lt = 138,59 m ------- Jd > Lt
′ ∗ − ′ ∗ − ∗ ′ ∗ − ∗ ∗ − ∗ =
= 46.5
(28.65
1
)
+
(
(28.65 216.67)
1
46.5
)
28.65
2
+
(216.67
138.59)
2
∗
28.65 216.67 46.5
=
Civil Eng. Diploma Program, Vocational School, GMU
6
Exercises
Nursyamsu Hidayat
Geometric Design
Jadi : •
Kebebasan samping henti = 5.59 m
•
Kebebasan samping menyiap = 119 m
•
Kebebasan samping tersedia = 11.5 m
•
Kebebasan samping berdasarkan jarak pandang henti 5.66 m < 11.5 m --- aman
•
Kebebasan samping berdasarkan jarak pandang menyiap 119 m > 11.5 m, sehingga sebelum memasuki tikungan PI1 perlu dipasang rambu dilarang menyiap.
g) Hasil perhitungan:
Tikungan tipe S-C-S β
= 108º
Lc
= 50.59 m
R d
= 50 m
Xs
= 43.15 m
emax
= 10 %
Ys
= 6.45 m
erencana
= 9.97 %
p
= 1.77 m
en
=2%
k
= 22.02 m
Ls
= 44 m
Tt
= 93.28 m
Өs
= 25 º
Et
= 38.08 m
Civil Eng. Diploma Program, Vocational School, GMU
7
