Pengaruh Nilai Cbr TA

TUGAS AKHIR PENGARUH NILAI CBR TANAH DASAR TERHADAP TEBAL PERKERASAN LENTUR JALAN KALIURANG DENGAN METODE BINA MARGA 1987 DAN AASHTO 1986

Diajukan Kepada Universitas Islam Indonesia Yogyakarta Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Derajat Sarjana Strata Satu ( S 1 ) Teknik Sipil

DISUSUN OLEH

FAHRURROZI 03511010

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA YOGYAKARTA 2008

ii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum wr , wb . Alhamdulillah puji syukur selalu tercurahkan kehadirat Allah SWT atas pemberian rahmat dan hidayahnya sehingga kita semua di beri jalan mulia untuk mengarungi bahtera kehidupan ini . Shalawat teriring salam selalu terucapkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah membawa kita ke jalan yang di ridhai Allah SWT. Laporan Tugas Akhir dengan judul “Pengaruh CBR Tanah Dasar Terhadap Tebal Perkerasan Lentur Jalan Kaliurang Dengan Metode Bina Marga dan AASHTO “ ini disusun sebagai satu wujud nyata untuk memenuhi impian yang mana menjadi kewajiban yang harus dipenuhi untuk memperoleh gelar strata satu ( S - 1 ) . Selama melaksanakan dan menyusun laporan ini , penyusun tak lepas dari pihak lain yang telah membantu baik dari segi bimbingan, arahan serta saran dan kritik yang sifatnya membangun. Pada kesempatan ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada semua pihak yang telah memberi dukungan serta motifasi demi selesainya laporan ini . 1. Dr. Ir. H. Ruzardi, MS Selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaaan Universitas Islam Indonesia. 2. Ir. H. Faisol AM, MS , Selaku ketua Jurusan Teknik Sipil 3. Dr. Ir. Edy Purwanto, CES, DEA, Selaku Dosen pembimbing tugas akhir ini, yang telah banyak memberikan masukan dan saran serta meluangkan waktu demi terselesainya tugas akhir ini. 4. Bapak Ir. Akhmad Marzuko, MT dan Bapak Ir. Subarkah, MT selaku dosen penguji 5. Dosen-dosen T.Sipil yang selalu menjadi pencerah ilmu pengetahuan. 6. Abah (Ridwan), Amak (Sumarni), Uwuo (Zulhasmi), Anga (Lismardani), adik – adikku (Rohmayanti, M.Zikri, Ahlul Fikri), dan Adindaku (Wira Gustina) yang selalu menjadi motivator yang Aktif dalam terselesaikannya tugas akhir ini.

iii

7. Semua pihak yang telah memberi dukungan kepada penyusun dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Penyusun menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan . Oleh karenanya penyusun masih memerlukan masukan dan saran yang sifatnya membangun. Penyusun berharap Tugas Akhir ini bisa bermanfaat bagi penyusun khususnya dan pihak-pihak yang membutuhkan data perencanaan tebal perkerasan dengan kedua metode ini. Wabillahitaufik walhidayah. Assalamu’alaikum wr , wb Yogyakarta , Agustus 2008

Fahrurrozi

iv

ABSTRAK Yogyakarta menjadi daya tarik yang sangat kuat disektor pendidikan dan pariwisata, sehingga tingkat pergerakan masyarakat ke wilayah ini cukup padat, baik sekedar kunjungan dalam waktu pendek hingga menetap dalam rentang waktu yang lama. Perpindahan ini mengakibatkan kebutuhan trasportasi meningkat signifikan menyebabkan kepadatan pada ruas-ruas jalan. Jalan kaliurang merupakan jalan arteri yang mempunyai daya pelayanan yang cukup tinggi dalam melayani mobilitas masyarakat Yogyakarta pada khususnya dan masyarakat di luar Yogya pada umumnya. Jalan Kaliurang juga merupakan jalur pariwisata dan jalan alternatif menuju beberapa kota di Jawa Tengah. Dalam tugas akhir ini ” Pengaruh CBR Tanah Dasar Terhadap Tebal Perkerasan Lentur Jalan Kaliurang Dengan Metode Bina Marga 1987 dan AASHTO 1986 ” studi yang dilakukan adalah dengan cara membandingkan nilai tebal perkerasan lentur jalan antara kedua metode tersebut dengan nilai CBR yang sama untuk tahun 2008. Dari hasil pengujian di Laboratorium, tanah yang berasal dari jalan Kaliurang adalah tanah pasir gradasi buruk, pasir kerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus. CBR maksimum dengan penambahan air yang didapat dari pengujian di Laboratorium mekanika tanah FTSP UII untuk jalan Kaliurang adalah 38 % . dengan menggunakan metode Bina Marga 1987 tebal perkerasan lentur lebih besar dari pada menggunakan metode AASHTO 1986. Dalam analisis ini didapat tebal perhitungan dengan metode Bina Marga lebih kecil dari tebal perkerasan jalan Kaliurang saat ini, sehingga struktur yang ada saat ini akan mampu mendukung beban kendaraan hingga tahun 2018.

v

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... ii KATA PENGANTAR ....................................................................................... iii ABSTRAK

.................................................................................................. v

DAFTAR ISI ...................................................................................................... vi DAFTAR TABEL ............................................................................................. x DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii DAFTAR NOTASI ............................................................................................ xiii DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xvi

BAB I

PENDAHULUAN............................................................................ 1 1.1 Latar Belakang Masalah .......................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah .................................................................... 2 1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................... 2 1.4 Batasan Masalah ...................................................................... 3 1.5 Manfaat Penelitian ................................................................... 3 1.5 Lokasi Penelitian ...................................................................... 3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 4 2.1 Umum....................................................................................... 4 2.2 Penelitian Yang Berkaitan Dengan Tugas Akhir ..................... 4

BAB III

LANDASAN TEORI....................................................................... 8 3.1 Tanah ........................................................................................ 8 3.2 Klasifikasi tanah ....................................................................... 8 3.3 California Bearing Ratio (CBR)............................................... 10 3.4 Kontruksi Perkerasan Jalan ...................................................... 11 1. Lapis Permukaan (Surface Course) ..................................... 12 2. Lapis Pondasi Atas (Base Course) ....................................... 12

vi

3. Lapis Pondasi Bawah (Sub Base Course) ............................ 12 4. Lapis Tanah Dasar (Subgrade)) ........................................... 13 3.5 Metode Bina Marga ................................................................. 14 3.5.1 Lalulintas rencana ........................................................... 14 3.5.2 Daya Dukung Tanah Dasar ............................................. 18 3.5.3 Faktor Regional ............................................................... 19 3.5.4 Indeks Permukaan ........................................................... 19 3.5.5 Indeks Tebal Perkerasan ................................................. 21 3.6 Metode AASHTO 1986 ........................................................... 23 3.6.1 Persamaan Dasar ............................................................. 24 3.6.2 Kriteria Perencanaan ....................................................... 24 a Batasan Waktu............................................................ 24 b Beban Lalulintas dan Pertumbuhannya...................... 25 c Reliabilitas dan Simpangan Baku Keseluruhan ......... 26 d Kondisi Lingkungan ................................................... 27 e Kriteria Kinerja Jalan ................................................. 28 f Resilient Modulus Tanah Dasar (Mr).......................... 29 g Faktor Drainase .......................................................... 29 h Penentuan Struktural Number (SN) ........................... 30 i Batas Minimum Tebal Lapis Keras ............................ 32 j Pemilihan Jenis Lapisan Lapis Keras.......................... 32

BAB IV

METODE PENELITIAN ............................................................... 34 4.1 Metode Penelitian .................................................................... 34 4.2 Bahan dan Peralatan Penelitian ................................................ 34 4.2.1 Bahan .............................................................................. 34 4.2.2 Peralatan .......................................................................... 34 4.3 Jalannya Penelitian .................................................................. 34 4.3.1 Pekerjaan Persiapan ..................................................... 34 4.3.2 Pekerjaan Lapangan ..................................................... 35 4.3.3 Pekerjaan Laboratorium ............................................... 35

vii

4.3.4 Metode Analisis ........................................................... 35 4.4 Cara Penelitian ......................................................................... 36

BAB V

ANALISIS DATA ........................................................................... 39 5.1 Sifat-Sifat Tanah ..................................................................... 39 5.1.1 Sifat Fisik ..................................................................... 39 5.1.2 Sifat-Sifat Mekanik Tanah ........................................... 42 5.2 Anailis Perhitungan Perkerasan Lentur Dengan Metode Bina Marga 1987 ..................................................................... 46 5.2.1 Kondisi Lapis Keras ..................................................... 46 5.2.2 Beban Lalulintas Primer ............................................... 46 5.2.3 Volume Beban Lalulintas Sekunder............................. 46 5.2.4 Pertumbuhan Lalulintas ............................................... 47 5.2.5 Prediksi Beban Lalulintas ............................................ 48 5.2.6 Angka Ekivalen (E) Beban Sumbu Kendaraan ............ 48 5.2.7 Koefisien Distribusi Kendaraan ................................... 48 5.2.8 Faktor Regional ............................................................ 49 5.2.9 Analisis Komponen Lapis Keras Lentur Tahun 2008 .. 50 5.3 Analisi Perhitungan Perkerasan Lentur Dengan Metode AASHTO ................................................................................ 54 5.3.1 Data Perhitungan .......................................................... 54 a. Lalulintas Harian Rata-Rata (LHR) ......................... 54 b. Data Pendukung ....................................................... 55 c. Nilai LEF (Load Equvalent Factor) ......................... 55 d. Ekivalen 18 Kips ESAL ........................................... 57 e. Penentuan SN Maksimum ........................................ 58 f. Data Komponen Lapis Keras Lentur ........................ 59 g. Analisis Tebal Lapis Keras Lentur 2008.................. 61

viii

BAB VI

PEMBAHASAN .............................................................................. 63 6.1 Pengujian tanah ........................................................................ 63 6.2 Analisis Tebal Perkerasan Jalan ............................................ 63

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 66 7.1 Kesimpulan ............................................................................. 66 7.2 Saran ...................................................................................... 66

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 67 LAMPIRAN

ix

DAFTAR TABEL

1.1

Jumlah Penduduk dan kepemilikan kendaraan kabupaten Sleman

2

3.1

Sistem klasifikasi Unified

10

3.2

Jumlah lajur berdasarkan lebar perkerasan

14

3.3

Koefisien distribusi kendaraan

15

3.4

Angka ekivalen (E) beban sumbu kendaraan

16

3.5

Faktor regional

19

3.6

Indeks permukaan pada akhir umur rencana (IP)

20

3.7

Indeks permukaan pada awal umur rencana (IPo)

20

3.8

Koefisien kekuatan relatif (a).

21

3.9

Batas-batas minimum tebal lapis keras

22

3.10

Faktor distribusi lajur (DL)

26

3.11

Tingkat reliabilitas (R) metode AASHTO 1986

26

3.12

Simpangan baku normal (ZR)

27

3.13

Kualitas drainase jalan

30

3.14

Koefisien drainase (m)

30

3.15

Koefisien kekuatan relatif bahan AASHTO

31

3.16

Batas-batas minimum tebal lapis perkerasan lentur

32

5.1

Analisis distribusi saringan

39

5.2

Persen butiran tanah

40

5.3

Kadar air tanah

41

5.4

Berat jenis tanah

41

5.5

Berat volume tanah

42

5.6

Hasil uji proktor standar

43

5.7

Nilai CBR yang digunakan

45

5.8

Data lalulintas harian rata-rata

47

5.9 5.10 5.11 5.12 5.13

Angka pertumbuhan lalulintas Data curah hujan tahun 2005 Sleman Lintas ekivalen permulaan (LEP) Analisa tahun 2008 Lintas ekivalen akhir (LEA) Analisa tahun 2018 Data LHR /ADT analisis dengan metode AASHTO 1986

48 49 50 50 54

x

5.14 5.15 6.1 6.2 6.3

Jumlah kendaraan 18 Kips ESAL Prediksi kumulatif 18 Kips ESAL terhadap waktu Perbedaan susunan tebal perkerasan lentur jalan antara metode Bina Marga dan AASHTO 1986 dengan nilai CBR yang sama Perbedaan parameter perencanaan metode Bina Marga 1987 dan AASHTO 1986 Perbedaan tebal perkerasan hasil perhitungan dan data lapangan

xi

57 58 64 65 65

DAFTAR GAMBAR

3.1

Grafik korelasi DDT dan CBR

18

3.2

Struktur lapis perkerasan lentur metode AASHTO 1986

33

4.1

Bagan alir penelitian

36

5.1

Analisis distribusi saringan

40

5.2

Hasil uji kepadatan tanah (uji proktor standar)

44

5.3

Tebal lapis lentur 2008

53

5.4

Lapis laston AC dan ATB

59

5.5

Tebal perkerasan jalan metode AASHTO 1986

62

xii

DAFTAR ISTILAH DAN NOTASI UR

: Jumlah waktu dalam tahun dihitung sejak jalan mulai dibuka samapai saat diperlukan pembukaan ( umur rencana ).

IP

: Suatu angka yang diperlukan untuk menyatakan kerataan dan kekokohan permukaan jalan yang berhubungan dengan tingkat pelayan bagi lalu lintas yang lewat.

LHR

: Volume lalu lintas rata – rata dalam satuan kend/ hari ( lalu lintas harian rata – rata ).

LEP

: Jumlah lintas ekivalen harian rata – rata dari sumbu tunggal seberat 8,16 ton ( 18.000 lbs ) pada lajur rencana yang diguka terjadi pada permulaan unmur rencana ( Lintas Ekivalen Permulaan )

LEA

: Jumlah lintas ekivalen harian rata – rata dari sumbu tunggal seberat 8,16 ton ( 18.000 lbs ) pada lajur rencana yang diduga terjadi pada akhir rencana ( Lintas Ekivalen Akhir)

LET

: Jumlah lintas ekivalen harian rata – rata dari sumbu tunggal seberat 8,16 ton ( 18.000 lbs ) pada lajur rencana yang diduga terjadi pada pertengahan umur rencana ( Lintas Ekivalen Tenggah )

LER

: Suatu besaran yang digunakan dalam nomogram penetapan tebal lapis keras untuk menyatakan jumlah lintas ekivalen beban sumbu tunggal sebesar 8,16 ton ( 18.000 lbs ) pada lajur rencana.

i

: Proses perubahan volume beban lalu lintas pada ruas jalan yang umumnya dihitung dari tahun ketahun ( tingkat pertumbuhan lalu lintas )

E

: Suatu besaran beban sumbu kendaraan yang menyatakan perbandingan tingkat kerusakan lintasan sumbu tunggal kendaraan terhadap tingkat kerusakan lintasan beban standar sumbu tunggal seberat 8,16 ton ( 18.000 lbs ) ( Angka Ekivalen )

DDT

: Suatu skala yang digunkan dalam nomogram penetapan tebal lapis keras untuk menyatakan kekuatan tanah dasar ( Daya dukung tanah )

W18

: Lintas ekivalen selama umur rencana (18 Kips ESAL)

xiii

SN

: Strucktur Number / Indeks tebal perkerasan (ITP)

∆PSI

: Present Serviceability Indeks / Nilai Indeks Permukaan

ZR

: Simpangan Baku Normal

So

: Simpangan Baku Keseluruhan

Mr

: Resilient Modulus (psi)

m

: Koefisien drainase masing-masing lapisan lapis keras

FR

: Faktor setempat menyangkut keadaan lapangan dan iklim yang dapat mempengaruhi keadaan pembebanan , daya dukung tanah dasar dan lapis keras ( Faktor Regional )

AE18KAL : Lintas ekivalen pada jalur rencana Ai

: Jumlah kendaraan untuk jenis kendaraan, dinyatakan dalam kendaraan/ hari/ 2 arah pada tahun perhitungan volume lalulintas.

EI

: Angka ekivalen beban sumbu untuk satu jenis kendaraan

CI

: Koefisien distribusi kendaraan pada jalur rencana

a

: Faktor pentumbuhan lalu-lintas tahunan dari perhitungan volume lalulintas dilakukan sampai saat jalan tersebut dibuka

n’

: Jumlah tahun dari saat diadakan perhitungan volume lalu-lintas dari jalan tersebut dibuka.

i

: Faktor pertumbuhan lalu-lintas dari jalan tersebut dibuka sampai pada umur pengamatan.

n

: Jumlah tahun pengamatan

W18’

: Kumulatif 18 Kips ESAL

DD

: Faktor distribusi arah

DL

: Faktor distribusi lajur

W18

: Lintas Ekivalen 18 Kips ESAL

g

: Angka pertumbuhan lalulintas

Wt18

: Kumulatif pengulangan 18 Kips ESAL

FP

: Suatu besaran untuk perencanaan tebal lapis keras dengan umur rencana yang bukan 10 tahun ( Faktor penyesuaian )

ITP

: Suatu angka yang berhubungan dengan penentuan tebal lapis keras ( Indek Tebal Perkerasan )

xiv

C

: Suatu besaran yang menyatakan distribusi kendaraan ( Koefisien Distribusi Kendaraan )

IPo

: Indek permukaan pada awal umur rencana.

IPt

: Indek permukaan pada akhir umur rencana.

CBR

: Penetapan nilai kekuatan bahan penyusun lapis keras untuk lapis pondasi dan tanah dasar( California Bearing Ratio )

a1

: Koefisien kekuatan relatif bahan lapis permukaan.

a2

: Koefisien kekuatan relatif bahan lapis pondasi atas

a3

: Koefisien kekuatan relatif bahan lapis pondasi bawah

D1

: Tabal lapis permukaan

D2

: Tabal lapis pondasi atas

D3

: Tabal lapis pondasi bawah.

D10

: Batas atas diameter tanah dengan sebanyak 10 % dari seluruh butir tanah.

D30

: Batas atas diameter tanah dengan sebanyak 30 % dari seluruh butir tanah.

D60

: Batas atas diameter tanah dengan sebanyak 60 % dari seluruh butir tanah.

γk

: Berat volume kering tanah.

W%

: Persentase kadar air.

γb

: Berat volume basah.

V

: Volume

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1

Hasil pengujian sifat fisik dan mekanik tanah 1. Pengujian berat jenis tanah 2. Pengujian berat volume tanah 3. Pengujian kadar air tanah 4. Grain size analysis 5. Grain aize analysis ASTM D1140 – 54 6. Pemadatan tanah Proctor Test 7. Pengujian CBR Laboratorium

Lampiran 2

Data sekunder jalan raya 1. Ekivalen maksimum gandar 2. TGF 3. Perhitungan angka ekivalen Bina Marga 4. Grafis penentuan DDT 5. Grafis penentuan ITP 6. Faktor ekivalen sumbu ganda Pt 2,0 7. Faktor ekivalen sumbu tunggal Pt 2,0

Lampiran 3

Data Klimatologi (Data Hujan)

xvi

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Jalan merupakan prasarana transportasi yang paling banyak digunakan oleh masyarakat Indonesia untuk melakukan mobilitas keseharian sehingga volume kendaraan yang melewati suatu ruas jalan mempengaruhi kapasitas dan kemampuan dukungnya. Kekuatan dan keawetan kontruksi perkerasan jalan sangat ditentukan oleh sifat-sifat daya dukung tanah dasar (Silvia Sukirman, 1999). Tanah merupakan komponen utama subgrade yang memiliki karakteristik, macam, dan keadaan yang berbeda-beda, sehingga setiap jenis tanah memiliki kekhasan perilaku. Sifat tanah dasar mempengaruhi ketahanan lapisan diatasnya (Silvia Sukirman, 1999) Bentang jalan raya yang panjang menunjukkan hamparan karakteristik tanah yang berbeda pula, apabila suatu tanah yang terdapat di lapangan bersifat sangat lepas atau sangat mudah tertekan, atau apabila ia mempunya indeks konsistensi yang tidak sesuai, mempunyai permeabilitas yang terlalu tinggi atau tidak memiliki persyaratan CBR (California Bearing Ratio) yang dibutuhkan untuk subgrade pada jalan raya, maka tanah tersebut harus di stabilisasi dengan tindakantindakan menambah kerapatan tanah, menambah material yang tidak aktif sehinga mempertinggi kohesi dan atau tahanan geser yang timbul, merendahkan muka air dengan membuat drainase tanah hingga mengganti tanah-tanah yang jelek. Jalan Kaliurang yang termasuk jalan provinsi (Dinas Perhubungan DIY, 2007) merupakan jalan alternatif menuju Solo dan Magelang. Di sekitar jalan Kaliurang tumbuh pesat perumahan sebagai akses dari berkembangnya kampus yang memiliki jumlah mahasiswa yang tidak sedikit. Tingkat pertambahan penduduk diwilayah Sleman yang memiliki kendaraan bisa terlihat pada Tabel 1.1

1

Tabel 1.1 Jumlah penduduk dan kepemilikan kendaraan kabupaten Sleman. Tahun

1998

1999

2000

2001

2002

828.968

838.628

850.176

862.314

869.586

168.680

175.260

198.363

214.112

352.946

Penduduk (Jiwa) Kendaraan Bermotor (Kendaraan) Sumber: Kantor biro statistik Kab. Sleman, 1998-2002 1.2 Rumusan Masalah 1. Seberapa besar pengaruh CBR tanah dasar dan tingkat pertumbuhan lalulintas terhadap tebal perkerasan lentur jalan. 2. Seberapa besar perbedaan tebal perkerasan lentur jalan antara metode Bina 1987 dan AASHTO 1986 dengan nilai CBR yang sama. 1.3 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis perbandingan nilai CBR tanah terhadap ketebalan lapis keras lentur jalan Kaliurang yang mempunyai beberapa tujuan, diantaranya: 1. Mengetahui jenis tanah berdasarkan sifat fisik dan mekanik tanah. 2. Mengetahui CBR ( California Bearing Ratio ). 3. Mengetahui nilai tebal perkerasan lentur jalan dengan CBR (California Bearing Ratio) yang sama menggunakan metode Bina Marga 1987 dan AASHTO 1986. 4. Membandingkan tebal perkerasan yang didapat dengan kondisi dilapangan.

2

1.4 Batasan masalah 1. Lokasi pengambilan sampel tanah pada jalan Kaliurang Km. 12. 2. Analisis ini tidak termasuk perencanaan sistem transportasi yang ada. 3. Tidak dilakukan pengujian kuat lapis perkerasan 4. Data lalulintas yang digunakan adalah data yang bersumber dari Bina Marga untuk tahun 2004 dan 2007 1.5 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapakan memberikan gambaran terhadap kemampuan kapasitas jalan Kaliurang. 1.6 Lokasi Penelitian Penelitian ini mengambil sampel tanah pada jalan Kaliurang Km.12 didaerah ruko-ruko baru, dan pengujian sampel tanah dilakukan pada Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil UII.

3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum Perkembangan jumlah kendaraan di DIY yang mencapai rata-rata 11.9 persen pertahun, sepeda motor 90 % sedangkan sisanya adalah roda empat menunjukan pertumbuhan yang sangat pesat. Pemerintah DIY harus segera menentukan alternatif yang berani untuk mengurangi pertumbuhan kendaraan tersebut, hal itu bisa dilakukan dengan meningkatkan penggunaan angkutan umum. Hal tersebut tentu tidak semerta-merta tanpa melakukan perbaikan sarana dan prasarana berupa penambahan kapasitas jalan raya (Kompas 12 Oktober 2006). 2.2. Penelitian Yang Berhubungan Dengan Tugas Akhir Nama : Miswanto dan Zoelfakar Tahun : 1994 Judul : Analisis perhitungan tebal lapis keras dengan metoda Bina Marga serta Road Note 29 dan 31 pada jalan lingkar selatan Yogyakarta. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Menentukan tebal masing – masing lapis keras secara teoritik ( sub base, base course, surface course ) dengan menggunakan metoda Road Note 29 dan 31 serta metode analisa komponen dari Bina Marga 1987. 2. Membandingkan hasil perhitungan cara Road Note 29 dan 31 serta analisa komponen dari Bina Marga 1987. 3. Menentukan tebal tambahan lapis keras ( over lay ) pada jalan lama bila diperlukan. Hasil Penelitian Dari analisis yang ada didapatkan hasil sebagai berikut : 1. Jalan lingkar utara Yogyakarta masih layak digunakan sebelum umur rencana dan masih dapat memberikan pelayanan yang baik bagi lalu lintas yang melewati diatasnya.

4

2. Metoda Road Note 29 dan 31 tidak layak digunakan untuk perencanaan di Indonesia, jika akan tetap digunakan maka perlu ada revisi dan aturan tambahan yang disesuaikan dengan kondisi dan situasi di Indonesia. 3. Analisa komponen dari Bina Marga lebih baik digunakan bila dibandingkan dengan metoda Road Note 29 dan 31, karena metode ini walaupun asalnya dari AASHTO tetapi sudah disesuaikan dengan kondisi Indonesia. 4. Adanya perbedaan hasil yang didapatkan pada masing – masing metoda dikarenakan adanya faktor lingkungan, lalu lintas, tanah dasar dan bahan perkerasan.

Nama : Jumadi dan Emil Salim Tahun : 1999 Judul : Analisis Tebal Lapis Keras Ruas Jalan Solo KM 8,8 dengan Metode Bina Marga dan AASHTO 1986 Rumusan Masalah Pertumbuhan lalu lintas pada ruas jalan merupakan suatu akses bertambahnya volume beban lalu lintas yang akan melintasi ruas jalan. Hal ini akan memberikan dampak negatif pada ruas jalan yang mengakibatkan turunnya tingkat pelayanan ruas jalan tersebut dalam mendukung beban lalu lintas. Mengingat ruas jalan Solo km 8,8 sampai km 12 terletak pada daerah yang diprediksikan akan mengalami lonjakan arus lalu lintas dimasa datang, maka kemampuan ruas jalan dalam mendukung beban lalu lintas akan semakin menurun, sehingga akan menimbulkan permasalahan seperti yang telah di uraikan sebelumnya. Tujuan penelitian Tujuan analisis ini dengan menggunakan metode Bina Marga dan AASHTO 1986 adalah sebagai berikut ini: a. Untuk lebih memahami prosedur analisis perhitungan tebal lapis keras lentur ruas jalan dengan metode Bina Marga dan AASHTO 1986.

5

b. Membandingkan hasil analisis dan perhitungan kedua metode tersebut terhadap kondisi lapis perkerasan yang ada sekarang. c. Menentukan tebal lapisan masing – masing lapisan lapis keras dengan metode kedua tersebut. d. Memprediksi kemampuan lapis keras lentur ruas jalan dalam mendukung beban lalu lintas dalam kurun waktu tertentu. Hasil Penelitian a. Ruas jalan Solo km 8,8 sampai km 12, tidak mampu mendukung beban lalu lintas sampai tahun 2009 berdasarkan analisis menggunakan metode Bina Marga dan AASHTO 1986. b. Hasil akhir analisis yang dilakukan berdasarkan Metode Bina Marga 1987 dan AASHTO 1986 adalah berbeda. Metode Bina Marga 1987 lebih tebal dibandingkan dengan Metode AASHTO 1986. c. Perbedaan hasil akhir analisis disebabkan oleh : faktor lalu lintas, asumsi, parameter dan prosedur analisis yang digunakan pada masing – masing metode. Nama : Tri Haryo Wibisono dan Hadi Praptoyo. Tahun : 2005 Judul : Evaluasi Tebal Lapis Keras Jalan Ruas Jalan Magelang – krepekan Kabupaten Magelang hingá Tahun 2015. Rumusan Masalah Melihat kenyataan yang ada dilapangan yaitu dari Magelang sampai Krepekan terlihat bahwa kondisi lapis permukaan pada ruas jalan tersebut banyak terjadi kerusakan ( retak, bergelombang, bleeding ), karena banyaknya volume lalu lintas yang melintasi ruas jalan tersebut, oleh karena itu pada penelitian ini akan menentukan nilai lendutan dan lendutan balik yang terjadi pada perkerasan lentur dilapangan. Pengambilan sampel struktur perkerasan lentur dilapangan dengan alat bantu core drill untk mrngetahui tebal struktur perkerasan, pemeriksaan daya dukung tanah lapangan dengan DCP yang dikorelasikan dengan besaran CBR.

6

Tujuan Penelitian Tujuan analisis tabal lapis keras ruas jalan Magelang – Krepekan hingá tahun 2015 adalah sebagai berikut. a. Evaluasi nilai struktural berdasarkan nilai lendutan balik jalan, dan b. Mengevalusi kemampuan lapis perkerasan ruas jalan tersebut dalam kurun waktu setahun yang akan datang dalam mendukung beban lalu lintas. Hasil Penelitian 1. Nilai CBR yang didapat dalam pemeriksaan dengan alat DCP pada ruas jalan Magelang – Krepekan sebesar 6,7 % maka lebih besar dari spesifikasi Dinas Bina Marga yaitu sebesar 4,8 %. 2. Penggunaan aspal yang tidak seragam pada tiap titik menyebabkan terjadinya bleeding yang kadar aspal yang berlebihan, sedangkan untuk kadar aspal yang kurang menjadikan ikatan antar agregat menjadi kurang atau jelek sehingga mudah terjadi degradasi pada agregat. 3. Umur sisa layanan jalan 2,34 tahun atau 28 bulan 3 hari sehingga perlu diberi lapis tambahan untuk meningkatkan umur layanan jalan. 4. Tebal lapis tambahan untuk masa layanan jalan 10 tahun yang akan datang setebal 5 cm. Penelitian yang telah dilakukan diatas merupakan evaluasi dari tebal perkerasan yang sudah ada hingga perancangan Kapasitas jalan untuk beberapa tahun yang akan datang, penelitian ini memiliki perbedaan pengambilan data tanah yang diambil secara lansung, sedangkan penelitian diatas menggunakan data sekunder dari analisis DCP yang dikorelasikan dengan nilai CBR.

7

BAB III LANDASAN TEORI 3.1 Tanah Dalam pengertian teknik secara umum, Braja M Das (1988) mendefenisikan tanah sebagai bahan yang terdiri dari agregat mineral – mineral padat yang tidak terikat secara kimia antara satu sama lain dari bahan – bahan organik yang telah melapuk yang berpartikel padat disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang – ruang kosong diantara partikel partikel padat tersebut. Menurut Craig ( 1997 ) yang dimaksud dengan tanah adalah akumulasi partikel mineral yang tidak mempunyai ikatan antara atau lemah ikatan antara partikel yang terbentuk karena pelapukan batuan.Yang memperlemah ikatan tersebut adalah pengaruh karbonat atau oksida atau pengaruh kandungan organik. Menurut Joseph E Bowles (1986), tanah merupakan campuran dari partikelpartikel yang terdiri dari salah satu atau seluruh jenis berikut: Kerikil (Gravel)partikel batuan berukuran 5 mm sampai 150 mm. Pasir (sand)- partikel batuan yang berukuran 0,0074 mm sampai 5 mm. Berkisar dari kasar (5 mm sampai 3 mm) sampai halus (< 1 mm). Lanau (Silt)- partikel batuan berukuran 0,002 mm sampai 0,074 mm Kuantitas deposit yang disedimentasikan kedalam danau-danau atau dekat garis-garis pantai pada muara sungai. Lempung (Clay) – Partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari 0.002 mm Koloid (colloids)-Partikel mineral diam, berukuran lebih kecil dari 0.001 mm. 3.2 Klasifikasi Tanah Tanah secara umum dapat diklasifikasikan sebagai tanah kohesif dan tanah tidak kohesif, istilah ini terlalu umum sehingga memungkinkan terjadinya indentifikasi yang sama pada beberapa jenis tanah. Sejumlah sistem klasifikasi tanah telah dipergunakan pada akhir-akhir ini, sistem klasifikasi tanah yang umum digunakan adalah sistem klasifikasi Unified Menurut

sistem

ini,

tanah

dikelompokkan dalam tiga kelompok, yang masing-masing diuraikan lagi dengan

8

memberi simbol pada setiap jenis yang teridiri dari limabelas jenis seperti pada Tabel 3.1. Untuk tanah berbutir kasar dibagi atas kerikil dan tanah kerikilan (G), pasir dan tanah kepasiran (S). Yang termasuk dalam kerikil adalah tanah yang mempunyai persentase lolos saringan No.4 < 50 % sedangkan tanah yang mempunyai lolos saringan No.4 > 50 % termasuk kelompok pasir. Tanah berbutir halus dibagi dalam lanau (M) dan lempung (C) yang didasarkan atas batas cair dan indeks plastisitas. Tanah organik juga termasuk dalam fraksi ini. Sedangkan tanah organis tinggi yang mudah ditekan dan tidak mempunyai sifat sebagai bahan bangunan yang di inginkan , tanah khusus dari kelompok ini adalah humus, tanah lumpur yang komponen utamanya adalah partikel daun, rumput, dahan atau bahan-bahan rengas lainnya.

9

Tabel 3.1 Sistem klasifikasi Tanah Unified.

3.3 California Bearing Ratio (CBR) Besarnya nilai CBR tanah akan menentukan ketebalan lapis keras yang akan dibuat sebagai lapisan perkerasan diatasnya. Makin tinggi nilai CBR tanah dasar (subgrade ) maka akan semakin tipis lapis keras yang dibutuhkan dan semakin rendah suatu nilai CBR maka semakin tebal lapis keras yang dibutuhkan. Ada 2 macam pengukuran CBR yaitu: 1. Nilai CBR untuk penekanan pada penetrasi 0,254 cm ( 0,1” ) terhadap penetrasi standar yang besarnya 70,37 kg/cm² ( 1000 psi )

10

⎤ ⎡ PI Nilai CBR = ⎢ x100% ⎥ .............................................................(3.1) ⎣ 70,37 ⎦

2 Nilai CBR untuk tekanan pada penetrasi 0,508 cm ( 0,2 ” ) terhadap tekanan standar yang besarnya 105,56 kg/cm² ( 1500 psi ) ⎤ ⎡ P2 Nilai CBR = ⎢ x100% ⎥ ...........................................................(3.2) ⎣105,56 ⎦

Menurut head ( 1986 ) nilai CBR dilaporkan dengan aturan berikut ini : 1. Untuk nilai CBR dibawah 30 % dibulatkan ke 1 % terdekat. Contoh 25, 3 % dilaporkan 25 %. 2. Untuk nilai CBR antara 30 % sampai 100 % dibulatkan ke 5 % terdekat. Contohnya 42 % dilaporkan menjadi 40 %. 3. Untuk nilai CBR diatas 100 % dibulatkan ke 10 % terdekat , contohnya 104 % dilaporkan menjadi 100 %. 3.4 Kontruksi Perkerasan Jalan Lapisan perkerasan adalah kontruksi diatas tanah dasar yang berfungsi memikul beban lalulintas dengan meberikan rasa aman dan nyaman. Pemberian kontruksi lapisan perkerasan dimaksudkan agar tegangan yang terjadi sebagai akibar pembebanan pada perkerasan ketanah dasar (subgrade) tidak melampaui kapasitas dukung tanah dasar. Kontruksi perkerasan jalan dibedakan menjadi dua kelompok menurut bahan pengikat yang digunakan, yaitu perkerasan lentur (fleksible pavement) dan perkerasan kaku (rigid pavement). Perkerasan lentur (fleksible pavement) dibuat dari agregat dan bahan ikat aspal. Lapis perkerasan kaku (rigit pavement) terbuat dari agregat dan bahan ikat semen, terdiri dari satu lapisan pelat beton dengan atau tanpa pondasi bawah (subbase) antara perkerasan dan tanah dasar (subgrade).

11

Menurut AASHTO dan Bina Marga kontruksi jalan terdiri dari: 1. Lapis permukaan ( Surface Course ). Lapisan permukaan ( Surface Course ) adalah lapisan yang terletak paling atas ( Sukirman Silvia, 1999), dan berfungsi sebagai : a. Struktural, yaitu berperan mendukung dan menyebarkan beban kendaraan yag diterima oleh lapis keras. b. Non struktural, yaitu berupa lapisan kedap air untuk mencegah masuknya air kedalam lapis perkerasan yang ada dibawahnya dan menyediakan permukaan yang tetap rata agar kendaraan berjalan dengan lancar. 2. Lapis Pondasi Atas ( Base Course ) Lapisan pondasi atas ( Base Course ) adalah lapisan perkerasan yang terletak diantara lapis pondasi bawah dan lapis permukaan ( Sukirman Silvia, 1999), dan berfungsi sebagai: a. Bagian perkerasan yang menahan gaya lintang dari beban roda dan menyebarkan beban kelapisan di bawahnya, b. Lapisan peresapan untuk lapisan pondasi bawah, c. Bantalan terhadap lapisan permukaan. 3. Lapis Pondasi Bawah ( Subbase Course ) Lapis Pondasi Bawah ( Subbase Course ) adalah lapis perkerasan yang terletak antara lapisan pondasi atas dan tanah dasar ( Sukirman Silvia, 1999), dan berfungsi sebagai : a. Bagian dari konstruksi perkerasan untuk menyebarkan beban roda pada tanah dasar, b. Efesiensi pengunaan material, c. Mengurasi ketebalan lapis keras yang ada diatasnya, d. Sebagai lapisan peresapan, agar air tanah tidak berkumpul pada pndasi, e. Sebagai lapian pertama agar memudahkan pekerjaan selanjutnya, f. Sebagai pemecah partikel halus dari tanah dasar naik ke lapis pondasi atas.

12

4. Lapis Tanah Dasar ( Subgrade ) Tanah dasar ( Subgrade ) adalah permukaan tanah semula, permukaan tanah galian atau timbunan yang dipadatkan dan merupakan dasar untuk perletakan bagian lapis keras lainnya. Perencanaan tebal lapis keras jalan baru pada umumnya dibedakan menjadi dua metode, ( Silvia, 1993 ). a. Metode Empiris, metode ini dikembangkan berdasarkan pengalaman dan penelitian dari jalan – jalan yang dibuat khusus untuk penelitian atau jalan yang sudah ada. Terdapat banyak metode empiris yang telah dikembangkan oleh berbagai negara seperti: AASHTO Amerika Serikat, Metode Bina Marga Indonesia, Metode NAASRA Australia, Metode Road Note 29 Inggris, Metode Road Note 31 Inggris. b. Metode teoritis ( analitis ), Metode ini dikembangkan berdasarkan teori matematis dan sifat tegangan dan regangan pada lapis keras akibat beban berulang dari lalu lintas. Persyaratan dasar dalam perencanaan tebal lapis keras adalah sebagai berikut ini, ( Suprapto, 1994 ): a. Penyediaan permukaan jalan yang selalu rata dan kuat. b. Menjamin keamanan yang tinggi untuk masa yang lama sesuai umur rencana jalan. c. Memerlukan biaya pemeliharaan yang sekecil – kecilnya. Kemampuan untuk memenuhi persyaratan tersebut tergantung pada hal – hal berikut ini ( Suprapto, 1994 ) : a. Kebutuhan dan tuntutan lalu lintas didaerahnya. b. Keadaan tanah serta iklim disuatu daerah, dan c. Kemampuan pendanaan untuk pelaksanaan pembangunan lapis keras. Tanah dasar ( subgrade ) adalah bagian terbawah suatu konstruksi perkerasan yang dibuat secara berlapis–lapis seperti yang biasa dipergunakan dalam konstruksi jalan raya ( Imam Soekoto, 1984 ) Karakteristik tanah dasar ( subgrade ) akan banyak berpengaruh terhadap lapisan perkerasan diatasnya.

13

3.5 Metode Bina Marga Untuk perkerasan lentur digunakan metoda Bina Marga, metoda yang digunakan adalah ”Metoda Analisa Komponen” SKBI:2.3.26.1987/ SNI 03-17321989. 3.5.1 Lalulintas Rencana 1. Persentase Kendaraan pada Lajur Rencana. Jalur Rencana (JR) merupakan jalur lalulintas dari suatu ruas jalan raya yang terdiri daris satu lajur atau lebih, jumlah lajur berdasarkan lebar jalan dapat dilihat pada Tabel 3.2 berikut ini: Tabel 3.2 Jumlah lajur berdasarkan lebar perkerasan. Lebar Perkerasan ( L )

Jumlah Lajur ( n )

L < 5,5 m

1 Lajur

5,5 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

Sumber : Bina Marga, 1987 Sedangkan koefisien distribusi kendaraan pada lajur jalan dengan type kendaraan berdasarkan beratnya dapat di lihat pada Tabel 3.3.

14

Tabel 3.3. Koefisien distribusi kendaraan ( C ) Jumlah

Kendaraan ringan *)

Kendaraan berat **)

Lajur

1 arah

2 arah

1 arah

2 arah

(1 )

(2)

(3)

(4)

(5)

1

1,00

1,00

1,00

1,00

2

0,60

0,50

0,70

0,50

3

0,40

0,40

0,50

0,475

4

-

0,30

-

0,45

5

-

0,25

-

0,425

6

-

0,20

-

0,4

Sumber Bina Marga, 1987 *)

Berat total < 5 ton , misalnya: mobil penumpang , pick up, mobil hantaran

** )

Berat total ≥ 5 ton , misalnya : bus , truk, traktor, semi trailer, trailer

2. Angka Ekivalen (E) Beban Sumbu Kendaraan a. Angka Ekivalen sumbu tunggal: E=

Beban satu sumbu tunggal dalam (kg ) 4 .............................. (3.3) 8160

b. Angka Ekivalen sumbu ganda: E =0.086

Beban satu sumbu ganda dalam (kg ) 4 .................... (3.4) 8160

15

Selain menggunakan rumus diatas, penentuan angka ekivalen dapat ditentukan melalui Tabel yang telah dikeluarkan oleh Bina Marga seperti yang terlihat pada Tabel 3.4. Tabel 3.4 Angka Ekivalen (E) beban sumbu kendaraan. Golongan Kendaraan

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

14.2712

1.2712

Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989

16

3. Perhitungan Lalulintas a. Lintas Ekivalen Permulaan (LEP) LEP =

n

∑ LHR j =1

j

xC j xE j ............................................................. (3.5)

Dengan : j

= Jenis kendaraan

n

= Tahun pengamatan

LHR = Lalu lintas Harian Rata – rata Cj

= Koefisien distribusi kendaraan,dan

Ej

= Angka ekivalen ( E ) beban sumbu kendaraan.

b. Lintas Ekivalen Akhir (LEA) LEA =

n

∑ LHR j =1

j

(1 + i ) UR xC j xE j ............................................. (3.6)

dengan: j

= Jenis kendaraan

n

= Tahun pengamatan

LHR i

= Lalu lintas harian rata – rata

= Perkembangan lalu lintas

UR = Umur rencana Cj = Koefisien distribusi kendaraan,dan Ej = Angka ekivalen ( E ) beban sumbu kendaraan. c. Linta Ekivalen Tengah (LET) LET =

( LEP + LEA) .............................................................(3.7) 2

dengan: LET

: Lintas Ekivalen Tengah

LEP

: Lintas Ekivalen Permukaan

LEA

: Lintas Ekivalen Akhir

d. Lintas Ekivalen Rencana LER =LET x FP ........................................................................(3.8)

17

FP=

UR 10

FP= faktor penyesuaian UR= umur rencana, (tahun)

3.5.2 Daya Dukung Tanah Dasar Daya dukung tanah dasar (DDT) ditetapkan berdasarkan grafik korelasi seperti pada Gambar 3.1. Daya dukung tanah dasar diperoleh dari nilai CBR atau Plate Bearing Test DCP dll.

Gambar 3.1. Grafik korelasi DDT dan CBR Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989

18

3.5.3 Faktor Regional Faktor regional (FR) adalah faktor koreksi sehubungan dengan adanya perbedaan kondisi dengan kondisi percobaan AASHTO Road Test dan disesuaikan denga keadaan Indonesia. FR dipengaruhi oleh bentuk elemen, persentase kendaraan berat yang berhenti serta iklim, penentuan FR menggunakan Tabel 3.5. Tabel 3.5. Faktor Regional Kelandaian I

Kelandaian II

Kelandaian III

Kategori

(<6%)

( 6 % - 10 % )

( > 10 % )

iklim

% kendaraan berat

% kendaraan berat

% kendaraan berat

≤ 30 %

> 30 %

≤ 30 %

> 30 %

≤ 30 %

> 30 %

1

2

3

4

5

6

7

Iklim I

0,5

1,0 – 1,5

1,0

1,5 - 2

1,5

2,0 – 2,5

1,5

2,0 – 2,5

2,0

2,5 – 3,0

2,5

3,0 – 3,5

<900 mm/th Iklim II >900 mm/th

Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989

3.5.4 Indeks Permukaan Indeks permukaan adalah nilai kerataan/ kehalusan serta kekokohan permukaan yang bertalian dengan tingkat pelayanan bagi lalulintas yang lewat. Nilai Indeks permukaan beserta artinya adalah sebagai berikut : a. IP = 1,0 menyatakan permukaan jalan dalam keadaan rusak berat sehingga menganggu lalu lintas kendaraan. b. IP = 1,5 menyatakan tingkat pelayanan rendah yang masih mungkin ( jalan tidak terputua ) c. IP = 2 menyatakan tingkat pelayanan rendah bagi jalan yang masih cukup. d. IP = 2,5 menyatakan permukaan jalan masih cukup stabil dan baik. Dalam menentukan IP pada akhir umur rencana, perlu dipertimbangkan faktor – faktor klasifikasi fungsional jalan dan jumlah lintas ekivalen rencana ( LER ) seperti ditunjukkan pada Tabel 3.6.

19

Tabel 3.6. Indeks permukaan pada akhir umur rencana (IP) Klasifikasi Jalan LER

Lokal

Kolektor

Arteri

Tol

< 10

1,0 – 1,5

1,5

1,5 – 2,0

-

10 – 100

1,5

1,5 – 2,0

2,0

-

100 – 1000

1,5 – 2,0

2,0

2,0 – 2,5

-

> 1000

-

2,0 – 2,5

2,5

2,5

Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989 * ) LER dalam satuan angka ekivalen 8,16 ton beban sumbu tunggal. Catatan : Pada proyek – proyek penunjang jalan, JAPAT/ jalan murah atau jalan darurat maka IP dapat diambil 1,0 .

Dalam menentukan Indeks permukaan pada awal umur rencana ( IPo ) perlu diperhatikan jenis lapis permukaan jalan ( kerataan/ kehalusan serta kekokohan ) pada awal umur rencana seperti yang tercantum dalam Tabel 3.7. Tabel 3.7. Indeks permukaan pada awal umur rencana ( IPo ) Jenis Lapis perkerasan

IPo

Roughness *) ( mm/ km )

≥4

≤ 1000

3,9 – 3,5

> 1000

3,9 – 3,5

≤ 2000

3,4 – 3,0

> 2000

3,9 – 3,5

≤ 2000

3,4 – 3,0

> 2000

BURDA

3,9 – 3,5

< 2000

BURTU

3,4 – 3,0

< 2000

LAPEN

3,4 – 3,0

≤ 3000

2,9 – 2,5

> 3000

LASTON LASBUTAG HRA

LATASBUM

2,9 – 2,5

BURAS

2,9 – 2,5

20

Lanjutan Tabel 3.7. Indeks permukaan pada awal umur rencana ( IPo ) 2,9 – 2,5

LATASIR JALAN TANAH

≤ 2,4

JALAN KERIKIL

≤ 2,4

Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989

3.5.5 Indeks Tebal Perkerasan ITP= a1D1 + a2D2 + a3D3 ........................................................................ (3.9) ITP= indeks tebal perkerasan a1, a 2 , a 3

= Koefisien kekuatan relative bahan lapis keras

D1, D 2 , D3

= Tebal masing – masing lapisan lapis keras

Untuk koefisien relatif bahan (a) yang akan digunakan pada persamaan 3.8 dapat dilihat pada Tabel 3.9 berdasarkan jenis bahan yang digunakan. Tabel 3.8. koefisien kekuatan relatif ( a ) Koefisien kekuatan

Kekuatan bahan

relatif

Kt ( kg/cm )

Jenis bahan

a1

a2

a3

MS ( kg )

CBR %

0,4

-

-

744

0,35

-

0,32

-

-

454

0,30

-

-

340

-

-

0,35

-

-

744

0,31

-

-

590

0,28

-

-

454

0,26

-

-

340

-

-

0,30

-

-

340

Aspal Macadam

0,26

-

-

340

Lapen ( mekanis )

590 Laston

Lasbutag

HRA

21

Lanjutan Tabel 3.8. koefisien kekuatan relatif ( a ) Lapen ( manual )

0,25

0,28

-

-

0,20

0,26

-

-

-

0,24

-

590

Laston atas

-

0,23

-

454

Lapen ( mekanis )

-

0,19

-

340

Lapen ( Manual )

-

0,15

-

-

22

Stab. Tanah dengan

-

0,13

-

-

18

semen

0,14

100

Batu pecah ( kls A )

0,13

80

Batu pecah ( kls B )

0,12

60

Batu pecah ( kls C )

0,13

70

Sirtu/pitrun ( kls A )

0,12

50

Sirtu/pitrun ( kls B )

0,11

30

Sirtu/pitrun ( kls C )

0,10

20

Tanah/lempung kepasiran

Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989 Sedangkan besarnya tebal minimum yang digunakan adalah sesuai Tabel 3.9 berikut ini: Tabel 3.9. Batas – batas minimum tebal lapis keras. Lapis permukaan ( surface course ) ITP

Tebal minimum

Bahan

< 3,00

5

Lapis pelindung : ( Buras/ burtu/burda)

3,00 – 6,70

5

Lapen/aspal Macadam , HRA, Lasbutag, laston

6,71 – 7,49

7,5

Lapen/aspal Macadam , HRA, Lasbutag, laston

7,50 – 9,99

7,5

Lasbutag, laston

22

Lanjutan Tabel 3.9. Batas – batas minimum tebal lapis keras. ≥ 10,00

10

Laston

Lapis pondasi atas ( Base Course ) ITP

Tebal minimum

Bahan

( cm ) 15

< 3,00

Batu pecah, stabilisasi tanah dengan semen, stabilisasi tanah dengan kapur

3,00 – 7,49 20 *)

Batu pecah, stabilisasi dengan semen, stabilisasi dengan kapur

7,50 – 9,99 10

Laston atas

20

Batu pecah, stabilisasi dengan semen, stabilisasi dengan kapur, pondasi macadam

10 – 12,14

Laston atas 15

Batu pecah, stabilisasi dengan semen,

20

stabilisasi

dengan

kapur,

pondasi

macadam, lapen , laston atas. Batu pecah, stabilisasi dengan semen, ≥ 12,25

25

stabilisasi

dengan

kapur,

pondasi

macadam, lapen , laston atas. Lapis pondasi bawah ( sub base course ) Untuk setiap ITP jika digunakan pondasi bawah tebal minimum adalah 10 cm Dari:SKBI 2.3.26.1987/SNI 03-1732-1989

3.6 Metode AASHTO 1986 Metode perencanaan tebal perkerasan lentur AASHTO (American Association Of State Highway and Trasnportasion Officials), berkembang sejak dimulainya pengujian lapangan di Ottawa ( Negara bagian Illionis). Perkembangan metode AASHTO berkelanjutan sesuai dengan hasil pengamatan, pengalaman dan penelitian yang didapat.

23

3.6.1 Persamaan Dasar Persyaratan dasar yang perlu di perhatikan dalam perencanaan tebal lapis perkerasan lentur menggunakan merode AASHTO

adalah jalan harus

memiliki permukaan yang tetap, rata, kuat dapat memberikan keamanan dan kenyamanan bagi pengguna jalan dan bernilai ekonomis. Untuk memenuhi persyaratan tersebut AASHTO memberikan persamaan dasar berikut: logW18= Zr(So)+9.36log(SN+1)-0.2+

PSI /( 4,2 − 1,5) + 2,32 log Mr − 8,07 ……………………………… (3.10) 0,4 + 1094 /( SN + 1) 5,19 SN= a1D1+a2D2m2+a3D3M3) ∆PSI = IPo-IPt

Dengan: W18

= Lintas ekivalen selama umur rencana (18 Kips ESAL)

SN

= Strucktur Number / Indeks tebal perkerasan (ITP)

∆PSI = Present Serviceability Indeks / Nilai Indeks Permukaan

ZR

= Simpangan Baku Normal

So

= Simpangan Baku Keseluruhan

Mr

= Resilient Modulus (psi)

a

= Koefisien kekuatan relatif bahan

D

= Tebal masing-masing lapisan lapis keras

m

= Koefisien drainase masing-masing lapisan lapis keras

IPo

= Indeks permukaan pada awal umur rencana

IPt

= Indeks permukaan pada akhir umur rencana

3.6.2 Kriteria Perencanaan a. Batasan Waktu

Batasan waktu meliputi pemilihan lamanya umur rencana dan umur kinerja jalan (performance periode). Umur kinerja jalan adalah masa pelayanan jalan

24

dimana pada akhir masa pelayanan dibutuhkan rehabilitas atau overlay. Umur rencana dapat sama atau lebih besar dari umur kinerja jalan. b. Beban Lalu-lintas dan Pertumbuhannya

Beban lalu-lintas merupakan beban yang lansung mengenai permukaan lapis keras. Kerusakan suatu jalan sebagian besar disebabkan oleh beban lalu-lintas tersebut yang merupakan beban berulang. Lintas ekivalen kumulatif selama umur rencana dan selama umur kinerja jalan tersebut, dapat ditentukan dengan mengetahui beban lalu-lintas dan tingkat pertumbuhannya. AASHTO memberikan persamaan sebagai berikut:

[{

AE18KAL = 365 x Ai x EICI x (1+a)n’ x (1 + a ) n ' − 1 }/ i

]

.......................................... (3.11)

Dimana: AE18KAL = Lintas ekivalen pada lajur rencana Ai

= Jumlah kendaraan untuk jenis kendaraan, dinyatakan dalam kendaraan/ hari/ 2 arah pada tahun perhitungan volume lalulintas.

EI

= Angka ekivalen beban sumbu untuk satu jenis kendaraan

CI

= Koefisien distribusi kendaraan pada jalur rencana

a

= Faktor pentumbuhan lalu-lintas tahunan dari perhitungan volume lalulintas dilakukan sampai saat jalan tersebut dibuka

n’

= Jumlah tahun dari saat diadakan perhitungan volume lalu-lintas dari jalan tersebut dibuka.

i

= Faktor pertumbuhan lalu-lintas dari jalan tersebut dibuka sampai pada umur pengamatan.

n

= Jumlah tahun pengamatan

W18’

= DD .DL .W18 ............................................................................... (3.12)

Wt18

= W18’ |{(1+g)t-1}/g| ...................................................................... (3.13)

Dengan: W18’

= Kumulatif 18 Kips ESAL

DD

= Faktor distribusi arah

DL

= Faktor distribusi lajur

25

W18

= Lintas Ekivalen 18 Kips ESAL

g

= Angka pertumbuhan lalulintas

Wt18

= Kumulatif pengulangan 18 Kips ESAL

Jumlah beban sumbu ekivalen 18 Kips ESAL menunjukkan jumlah beban untuk semua lajur dan kedua arah. Untuk perencanaan, jumlah beban ini harus didistribusikan menurut arah dan lajur rencana. Faktor distribusi arah biasanya 505 atau ditetapkan dengan cara lain, sedangkan faktor distribusi lajur dapat dilihat pada Tabel 3.10 Berikut ini: Tabel 3.10, Faktor Distribusi Lajur (DL) Jumlah lajur ke-dua arah

Persen Wt18 (18 Kips ESAL) pada lajur rencana

1

100

2

80 - 100

3

60 - 80

≥4

50 - 75

Sumber AASHTO 1986 c. Reliabilitas dan Simpangan Baku Keseluruhan

Reliabilitas adalah nilai probabilitas dari kemungkinan tingkat pelayanan dapat dipertahankan selama masa pelayanan, dipandang dari pemakai jalan yang merupakan nilai jaminan bahwa perkiraan beban lalu-lintas yang akan melintasi jalan tersebut dapat terpenuhi. AASHTO memberikan tingkat reliabilitas seperti tercantum dalam Tabel 3.11 berikut ini: Tabel 3.11 Tingkat Reliabilitas (R). Tingkat Keandalan (R) % Fungsi Jalan

Urban

Rural

Jalan Tol

85-99.9

80-99.9

Arteri

80-99

75-95

Kolektor

80-95

75-95

Lokal

50-80

50-80

Sumber AASHTO 1986

26

Simpangan baku normal akibat dari perkiraan beban lalu-lintas dan kondisi perkerasan yang dianjurkan oleh AASHTO dapat dilihat pada Tabel 3.12 yang dicantumkan berdasarkan nilai tingkat reliabilitas pada Tabel 3.11. Tabel 3.12 Simpangan Baku Normal (ZR) Reliabilitas %

Standar Normal Deviate

50

0.00

60

-0.256

70

-0.524

75

-0.574

80

-0.841

85

-1.037

90

-1.282

91

-1.34

92

-1.405

93

-1.476

94

-1.555

95

-1.645

96

-1.751

97

-1.881

98

-2.054

99

-2.327

99.9

-3.09

99.99

-3.75

Sumber: AASHTO 1986 Simpangan baku keseluruhan (So) akibat dari perkiraan beban lalu-lintas dan kombinasi perkerasan yang diajukan oleh AASHTO adalah antara 0.35-0.45. d. Kondisi Lingkungan

Kondisi lingkungan sangat mempengaruhi masa pelayanan jalan. Faktor perubahan kadar air pada tanah berbutir halus memungkinkan tanah tersebut akan mengalami pengembangan (Swelling) yang mengakibatkan kondisi daya dukung tanah dasar menurun. Besarnya pengembangan dapat diperkirakan dari nilai plastis tanah tersebut.

27

Pengaruh perubahan musim, perbedaan temperatur, kerusakan-kerusakan akibat lelahnya bahan, sifat material yang dipergunakan, dapat pula mempengaruhi umur rencana jalan. Berarti terdapat pengurangan nilai indeks permukaan jalan akibat kondisi lingkungan saja. Khusus untuk tanah dasar, hal ini dapat dikolerasikan dengan hasil penyelidikan tanah berupa boring, pemeriksaan laboratorium terhadap sifat-sifat tanah dari contoh tanah yang diperoleh pada waktu pemboran disepanjang jalan tersebut. Besarnya indeks permukaan ditentukan dengan persamaan berikut: IPswell= 0.00335 x Vr x Ps x (1-eΦt) .............................................................. (3.14) Dimana, IP swell= Perubahan indeks permukaan akibat penggambangan tanah dasar. Vr

= Besarnya potensi merembes keatas, dinyatakan dalam inch

PS

= Probabilitas pengembangan, dinyatakan dalam persen

Φ

= Tingkat pengembangan tetap

t

= Jumlah tahun yang ditinjau, dihitung dari saat jalan tersebut dibuka untuk umum

e. Kriteria Kinerja Jalan

Kinerja jalan yang diharapakan dinyatakan dalam nilai indeks permukaan (IP) pada awal umur rencana (IPt) Konsep yang digunakan AASHTO dalam menyatakan kekuatan dan kerataan suatu permukaan jalan adalah berdasarkan kerusakan yang terjadi pada ruas jalan, sehingga tingkat pelayanan jalan menurun. Angka yang menyatakan tingkat kekuatan dan kerataan permukaan jalan selanjutnya disebut Nilai Indeks permukaan (Present Servicebility Indeks/ PSI) Jalan yang baru dibuka untuk melayani beban lalu-lintas, biasanya mempunyai tingkat pelayanan tinggi. Lambat laun kondisi permukaan jalan akan menurun akibat beban lalu-lintas berulang yang harus diterima lapis permukaan jalan. Pengaruh lingkungan yang kurang baik, akan mempercepat penurunan tersebut.

28

PSI yang diberikan AASHTO berkisar antara 0-5, yang ditentukan oleh jenis lapis permukaan dan kelas jalan. Pada jalan yang baru dibuka untuk lalu-lintas, IPo= 4.2, dalam waktu tertentu IPo= 4.2 tersebut akan mengalami penurunan sampai mencapai indeks permukaan terminal (IPt) 2.5 atau 2. f. Resilient Modulus Tanah Dasar (Mr)

Kekuatan daya dukung tanah pada suatu ruas jalan tidak tersebar secara merata sepanjang jalan, sehingga diperlukan suatu penyeragaman. Nilai daya dukung tanah ditetapkan berdasarkan nomogram korelasi terhadap berbagai cara pengujian, seperti: CBR ”R-Value” dan Group Indeks. Untuk mendapatkan nilai daya dukung tanah dengan menggunakan nomogram, masing-masing cara lansung dikorelasikan pada skala yang menyatakan nilainya. Penentuan ukuran elastisitas untuk tanah dasar dinyatakan dengan Resilient Modulus tanah dasar (Mr) yang dapat diperoleh dari pemeriksaan AASHTO T.274 atau korelasi dengan nilai CBR dengan persamaan berikut. Mr

= 1500 x CBR (Psi) Pemeriksaan Mr sebaiknya dilakukan selama 1 tahun penuh, sehingga dapat

dipoleh besarnya Mr sepanjang musim. Besarnya kerusakan relatif dari setiap kondisi tanah dasar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: U= 1.18 x 108 x Mr-2.32 ............................................................................................................................... (3.15) Dengan: U

= Kerusakan relatif, dan

Mr

= Resilient modulus, dinyatakan dengan Psi

Resilient modulus untuk tanah dasar yang digunakan dalam perencanaan tebal lapis perkerasan lentur adalah harga korelasi yang diperleh dari kerusakan relatif rerata. g. Faktor Drainase

Sistem drainase jalan sangat mempengaruhi knerja jalan, termasuk tingkat kecepatan pengeringan air yang jatuh atau terdapat pada struktur lapis keras bersama beban lalu-lintas dan kondisi permukaan jalan.

29

AASHTO membagi kualitas drainase menjadi lima tingkat seperti yang tercantum dalam Tabel 3.13 berikut ini: Tabel 3.13 Kualitas drainase jalan Kualitas drainase

Waktu yang digunakan untuk mengeringkan air

Baik sekali

2 Jam

Baik

1 hari

Cukup

1 Minggu

Buruk

1 Bulan

Buruk sekali

Air tidak mungkin kering

Sumber: AASHTO 1986 Berdarkan kualitas drainase pada lokasi jalan tersebut dapat ditentukan koefisien drainase (m) dari lapis keras lentur. AASHTO memberikan daftar koefisien drainase seperti yang terdapat dalam Tabel 3.14 berikut ini. Tabel 3.14 Koefisien drainase (m) Kualitas drainase

Persen waktu dalam keadaan lembab jenuh <1

1-5

5-25

>25

Baik sekali

1.40-1.35

1.35-1.30

1.30-1.20

1.20

Baik

1.35-1.25

1.25-1.15

1.20-1.00

1.00

Cukup

1.25-1.15

1.15-1.05

1.00-0.80

0.80

Buruk

1.15-1.05

1.05-0.80

0.80-0.75

0.60

Buruk sekali

1.05-0.95

0.95-0.75

0.75-0.40

0.40

Sumber: AASHTO 1986 h. Penentuan Strucktural Number (SN)

Struktural Number (SN) disebut juga sebagai Indeks tebal perkerasan (ITP) yang merupakan suatu besaran untuk penentuan tabal lapis keras lentur. SN dipengaruhi oleh kekuatan bahan penyusun (a), untuk bahan perkerasan dengan aspal, nilainya ditetapkan dengan Marshal Stability, bahan perkerasan dengan semen atau kapur ditetapkan dengan Triaksial test (Kuat tekan) dan lapis pondasi ditetapkan dengan nilai CBR (California Bearing Ratio). Besarnya nilai

30

koefisien kekuatan relatif masing-masing bahan dapat dilihat pada Tabel 3.15 berikut ini. Tabel 3.15 Koefisien kekuatan relatif bahan AASHTO Layer

Pavement Component

Surface

Road Mix (Low Stability)

0.20

Course

Plant Mix (High Stability)

0.44

Sand Asphalt

0.40

Sand Gravels

0.07

Crushed Stone

0.14

Cement Treated (no.Soil 650 Psi or more (4.48 Mpa)

0.23

Cement),

0.20

Base

Coeficient

Conpresive 400 to 650 Psi (2.76-4.48 Mpa)

Strenght@7 day

Course Bituminous treated

400 Psi or less (0.76 Mpa)

0.15

Coarse Graded

0.34

Sand Asphalt

0.30

Lime Treated Sub

Base Sand Gravel

Course

0.16-0.30 0.05-0.10

Sand or Sandy Clay

Sumber: AASHTO 1986 Selain nilai kekuatan relative bahan yang disebut diatas, AASHTO memberikan nomogram untuk menentukan nilai koefisien kekuatan relatif bahan lapis keras. Nilai yang diperoleh dengan menggunakan nomogram tersebut, mendekati sama dengan nilai dari hasil penelitian yang dilakukan AASHTO seperti yang terdapat dalam Tabel 3.17 tersebut. Koefisient kekuatan relatif bahan pondasi atas/ Granular base layer (a2), dapat ditentukan selain dengan uji laboratorium dapat juga digunakan persamaan berikut ini. a2 = 0.249 x LogEBS – 0.977 ................................................................................................................... (3.16) EBS

= Modulus elastis / resilient modulus lapis pondasi atas. Koefisient kekuatan relatif bahan pondasi atas/ Granular base layer (a3),

dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut.

31

a3 = 0.227 x LogESB – 0.839 ............................................................................. (3.17) Dengan: a3

= Koefisient kekuatan relatif lapis pondasi bawah, dan

ESB

= Modulus elastis /resilient modulus lapis pondasi bawah Penentuan SN untuk tahap pertama dalam perencanaan tebal lapis keras

lentur jalan adalah dengan mempergunakan nomogram AASHTO 1986. i. Batas Minimum Tebal lapis Keras

AASHTO memberikan batas-batas minimum tebal lapis keras lentur seperti yang dapat dilihat pada Tabel 3.16 berikut ini. Tabel 3.16 Batas-batal minimum tebal lapis perkerasan lentur. Traffic (ESAL)

Asphalt Concrete

Agregat Base

(Inchi)

(Inchi)

2

3

1.0 ”(Or Surface treatment)

4”

50.000-150.000

2.0”

4”

150.000-500.000

2.5”

4”

500.000-2.000.000

3.0”

6”

2.000.000-7.000.000

3.5”

6”

>7.000.000

4.0”

6”

(Kendaraan/ Tahun) 1 <0.000

Sumber: AASHTO 1986 j. Pemilihan Jenis Lapisan Lapis Keras

Pemilihan jenis lapisan keras yang akan digunakan adalah dengan pengambilan asumsi besarnya koefisien relatif dan Modulus resilient dari setiap, lapisan yang akan digunakan seperti dalam Gambar 3.2 berikut.

32

SN1

D1

SN2

SN3

Lapis permukaan (surface course),a1

D2

Lapis pondasi atas( base course),a2, m2

D3

Lapis pondasi bawah (sub base course), a3, m3 Lapis tanah dasar (sub grade) Gambar 3.2 Struktur lapis perkerasan lentur metode AASHTO 1986 Penentuan tebal lapisan keras lentur adalah dengan menggunakan

persamaan berikut ini: D1≥SN1/a1

.................................................................................................(3.18)

SN1* + a1.D1* SN1

..................................................................................... (3.19)

D2*≥ (SN2-SN1*)/(a2.m2) ...............................................................................(3.20) SN1* + SN2*≥SN2........................................................................................... (3.21) D3*≥(SN3* - (SN1* + SN2*))/(a3.m3) ............................................................. (3.22) Dengan : a

= Koefisien kekuatan relatif bahan masing-masing lapisan

D

= Tebal masing-masing lapisan

m

= Koefisien drainase masing-masing lapisan, dan

D* dan SN*

= Nilai yang sebenarnya digunakan dapat sama lebih besar dari nilai yang diperlukan.

33

BAB IV METODE PENELITIAN 4.1. Metode Penelitian

Penelitian yang dilakukan meruapakan komparasi metode perhitungan Lapisan perkerasan lentur jalan raya dengan menggunakan metode Bina Marga 1987 dan AASHTO 1986, analisis ini dengan mempertimbangkan metode bina marga merupakan standar perencanaan lalu lintas lapis keras lentur di Indonesia yang dalam dasar penentuannya menggunakan metode AASHTO. 4.2. Bahan dan Peralatan Penelitian 4.2.1. Bahan a) Tanah

Tanah yang dipergunakan untuk penelitian adalah tanah yang berasal dari daerah sekitar jalan kaliurang Km 12. b) Air

Air yang digunakan berasal dari Laboratorim Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta. 4.2.2. Peralatan

Peralatan yang di gunakan adalah semua alat yang terletak di Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Unversitas Islam Indonesia. 4.3. Jalannya Penelitian

Penelitian ini di lakukan dengan tahapan, sebagai berikut: 4.3.1. Pekerjaan Persiapan.

Dalam tahapan persiapan ini meliputi studi pendahuluan, konsultasi dengan beberapa narasumber, pengajuan proposal dan mengurus perijinan untuk kegiatan penelitian.

34

4.3.2. Pekerjaan Lapangan

Pekerjaan lapangan adalah pengambilan sampel tanah di lokasi, pekerjaan lapangan dilakukan dalam beberapa tahap, pemilihan lokasi dan pengambilan sampel tanah. Lokasi sampel dipilih berdasarkan letak dan tujuannya, sedangkan pengambilan sampel tanah dilakukan untuk tanah terganggu ( disturbed ). 4.3.3. Pekerjaan Laboratorium

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Islam Indonesia. Beberapa pengujian yang akan dilakukan diantaranya: a) Pengujian sifat fisik tanah •

Analisa saringan

•

Kadar air tanah

•

Berat jenis tanah

•

Berat volume tanah

b) Pengujian sifat mekanik tanah •

Proktor Standar

•

CBR (California Bearing Ratio)

4.3.4. Metode Analisis

Ada beberapa yang dilakukan pada metode analisis ini diantaranya : a. Studi Pustaka Studi pustaka diperlukan sebagai acuan analisis setelah subjek ditentukan. Studi pustaka merupakan landasan teori bagi analisis yang mengacu pada buku – buku, pendapat dan teori – teori yang berhubungan dengan penelitian. Studi pustaka yang digunakan dalam analisis ini dijelaskan pada bab tersendiri. b. Metode Pengumpulan Data Data merupakan faktor penting dalam menentukan dan memilih jenis pekerjaan yang akan dipilih dalam suatu perencanaan pekerjaan jalan raya. Pada penelitian ini, data diperoleh dari Dinas Pekerjaan Umum Provinsi DIY.

35

Pada penelitian ini, penulis menggunakan data sekunder yang diperoleh mengumpulkan data yang merujuk dari instansi terkait. Data sunder yang digunakan dalam analisis diantaranya : Fungsi jalan, Volume beban lalu lintas, Data curah hujan, dll. 4.4 Cara Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan sesuai dengan diagram alur seperti pada Gambar 4.1 berikut. Mulai

Pengambilan sample tanah dan pengumpulan data

Pengumpulan buku referensi

Penelitian dilaboratorium

Klasifikasi Tanah Uji Sifat Fisik

Desain Bina Marga

-

Pembahasan

Uji Sifat Mekanik Tanah Uji Proktor standar Uji CBR Laboratorium

Kesimpulan dan Saran

Desain AASHTO Selesai Gambar 4.1. Bagan alir penelitian

36

BAB V ANALISIS DATA Pada bab ini disajikan hasil uji laboratorium tanah dan Desain yang direncanaakan untuk tebal perkerasan lentur dengan metode Bina Marga 1987 dan AASHTO 1986 pada jalan Kaliurang Km.12 yang memiliki 2 lajur yang terbagi 2 arah tanpa dipisahkan dengan median (tipe 2/2 UD). Lebar total badan jalan adalah ± 6,2

meter dan dilengkapi dengan bahu jalan disisi kanan dan kiri

masing-masing selebar ± 1 m. 5.1. Sifat-Sifat Tanah 5.1.1 Sifat Fisik Tanah Dari hasil pemeriksaan bahan dasar di Laboratorium diperoleh suatu hasil yang berkaitan dengan karakteristik tanah sebagai berikut: Warna coklat kehitaman, berbentuk butiran. a. Analisa Distribusi Saringan. Tanah yang di ambil di jalan Kaliurang Km 12 pada kedalaman ± 1 meter dibawah permukaan jalan sebanyak ± 20 Kg merupakan tanah yang berkerikil bila diamati sepintas. Berdasarkan hasil pengujian di Laboratorium dengan analisis granuler pada tanah tersebut di dapatkan data seperti pada Tabel 5.1 berikut ini: Tabel 5.1. Analisis distribusi saringan Sieve

Diameter butiran

% finer

No

( mm )

by mass

4

4.750

58.32

10

2.000

49.67

20

0.850

35.18

40

0.425

16.05

60

0.250

9.17

140

0.106

6.12

200

0.075

4.91

39

GRAIN SIZE ANALYSIS ASTM D1140-54 Sand

---no 60

---no 100

0.25

0.15

Clay

Silt

---no. 200

---no 40 0.425

Fine

---no. 20

Medium

---no. 10

---no. 4

Coars

0.85

Gravel

100 90 80

60 50 40 30 20 10

1

0.1

0.075

2

10

4.75

9.5

100

19.1

0 76.1

Percent finer

70

0.01

0.001

Graind diameter, mm

Gambar 5.1. Analisis distribusi saringan. Tabel 5.2. Persen butiran tanah Finer # 200

4.91 %

D10 (mm) D30 (mm)

Gravel

41.68 %

D60 (mm)

Sand

53.40 %

Cu = D60/D10

Silt

4.91 %

Cc = D30² / (D10xD60)

Dari Tabel 3.1. sistem klasifikasi Unified di dapatkan simbol kelompoknya SP dan nama jenis, pasir gradasi buruk, pasir berkerikil dan sedikit atau tidak mengandung butiran halus .

40

b. Pengujian Kadar air. Dari pengujian kadar air di laboratorium, didapat kadar air seperti pada Tabel 5.3. Tabel 5.3. Kadar air tanah 1

1

No Pengujian

a

b

c

2

Berat Container (W1) (gram)

21.77

22.01

22

3

Berat Container + Tanah Basah (W2) (gram)

107.88

81.62

81.19

4

Berat Container + Tanah Kering (W3) (gram)

95.98

73.02

73.18

5

Berat Air (Wa) (gram)

11.9

8.6

8.01

6

Berat Tanah Kering (Wt) (gram)

74.21

51.01

51.18

7

Kadar Air (Wa/Wt) x 100% ( % )

16.036

16.859

15.651

8

Kadar Air rata-rata (%)

16.182

c. Pengujian Berat Jenis Tanah. Dari pengujian di Laboratorium didapat berat jenis tanah seperti pada Tabel 5.4. Tabel 5.4. Berat jenis tanah 1

No. Pengujian

2

1 a

b

Berat Piknometer (W1) (gram)

16.67

16.55

3

Berat Piknometer + tanah kering (W2) (gram)

29.6

29.29

4

Berat piknometer + tanah basah (W3) (gram)

50.25

50.03

5

Berat piknometer + air (W4) (gram)

41.96

42.01

28

29

2.65

2.69

2.690

2.830

6 7

o

Temperatur (C ) o

Berat Jenis Gs (C ) Gs pada 27.5 oc = Gs (to).[Bj air ot/Bj air t

8

27.5]

9

Berat jenis rata-rata, Gs

2.76

41

d. Pengujian Volume Tanah. Dari pengujian di Laboratorium didapat berat volume tanah seperti pada Tabel 5.5. Tabel 5.5. Berat volume tanah 1

No Pengujian

1

2

Diameter ring

(d) (cm)

3

Tinggi cincin

(t) (cm)

2

7

Berat tanah basah (W2-W1) (gram)

8

Berat volume tanah (γ) (gr/cm³)

3.8 3.8 7.6 7.6 86.149 86.149 135.65 135.65 275.65 270.7 140 135.05 1.625 1.568

9

Berat volume rata-rata (gr/cm³)

1.596

4

Volume ring

(V) (cm³)

5

Berat ring

(W1) (gram)

6

Berat ring + tanah basah (W2) (gram)

5.1.2. Sifat – Sifat Mekanik Tanah a. Uji Kepadatan Tanah ( Uji Proktor Standar ). Uji proktor dilakukan untuk mencari kadar air optimum yang menjadi acuan kepadatan tanah maksimum. Untuk menghitungnya digunakan rumus: γb =

W V

Keterangan : W

= Berat tanah yang dipadatkan pada cetakan

V

= Volume cetakan ( cm ³ )

Pada setiap percobaan besarnya kadar air dalam tanah yang dipadatkan dapat ditentukan dilaboratorium. Bila kadar air diketahui, maka berat volume kering (γd ) dari tanah tersebut dapat dihitung dengan persamaan : γd=

γb 1+ w

Keterangan w ( % ) = persentase kadar air Harga γd dari persamaan diatas tersebut dapat digambarkan terhadap kadar air dengan γd sebagai ordinat dan kadar air sebagai absis. Dengan demikian titik

42

puncak dan grafik nerupakan kadar air optimum dan berat volume kering maksimum, hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 5.6 berikut. Tabel 5.6. Hasil Uji Proktor Standar 939,70

Berat tanah basah ( gram )

2000

2000

2000

2000

2000

Kadar Air mula – mula ( % )

1.94

1.94

1.94

1.94

1.94

Penambahan air ( % )

7

10

13

16

19

Penambahan air ( ml )

140

200

260

320

380

5

3710

3705

3760

939,70 939,70

3730

Berat silinder + tanah padat ( gram )

4

3715

939,70

3740

939,70

Volume silinder ( cm ³ )

3610

3

3657

2

3538

1

3549

No pengujian

Berat Slinder + tanah rata-rata

3543,5

3633,5

3727,5

3745

3707,5

Berat tanah padat ( gram )

1813,5

1903,5

1997,5

2015

1977,5

Berat volume tanah

1,942

2,038

2,139

2,157

2,117

Kadar air ( % )

7,66

10,32

13,80

15,81

18,86

Berat volume tanah kering ( gram/cm³)

1,804

1,847

1,879

1,863

1,781

Contoh hitungan γb =

W V

γb =

1813 .5 gram = 1,942 gr/cm³ 933,96cm 3

γd=

γd=

γb 1+ w 1,942 gr / cm 3 = 1,804 gr/cm³ 1 + 0.0766

43

2

ZAV

Berat Volume Kering,

γk (gr/cm

3

)

1.9

1.8

1.7

1.6

1.5 1

4

7

10

13

16

19

Kadar air, w (%)

Gambar. 5.2. Hasil uji kepadatan tanah ( Uji proktor standar ) Dari Gambar 5.2. didapatkan berat volume kering maksimum ( γd maks ) adalah sebesar 1,88 gr/cm³ dan kadar air optimum sebesar 13,51 %.

b Uji CBR ( California Bearing Ratio ) Harga CBR ( California Bearing Ratio ) adalah nilai yang menyatakan kualitas tanah dibandingkan dengan bahan standar berupa batu pecah yang mempunyai nilai CBR 100 % dalam memikul beban lalu lintas.( Djatmiko Soedarmo, 1993 ). Pada percobaan ini dikehendaki nilai CBR pada berat volume kering tertentu, dicari dengan mengunakan grafik hubungan antara nilai CBR berat volume kering, dan CBR dengan kadar air optimum dari pangujian proktor standar. Untuk menentukan nilai CBR rencana maka dipakai cara AASHTO T – 193. Setelah dilakukan pengujian CBR di laboratorium didapat nilai CBR pada penetrasi 0,2” lebih besar, kemudian dilakukan pengujian kembali untuk sampel

44

yang berbeda tetap didapatkan penetrasi 0,2” lebih besar hingga dilakukan tiga kali pengujian dan didapat CBR 0,2” lebih besar. Tabel 5.7 Nilai CBR yang digunakan No

Percobaan

Nilai CBR 0,1”

Nilai CBR 0,2”

Nilai CBR

(%)

(%)

Yang digunakan

1

Tanah asli ( 5 kg )

27

38

38

2

Tanah asli ( 5 kg )

32

40

40

3

Tanah asli ( 5 kg )

28

37

37

Rata-rata

38

Perhitungan harga CBR terkoreksi yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 5.7, nilai CBR yang digunakan untuk perhitungan tebal perkerasan lentur jalan Kaliurang adalah 38 %.

45

5.2. Analisis Perhitungan Perkerasan Lentur Dengan Metode Bina Marga 1987 5.2.1. Kondisi Lapis Keras. Kondisi lapis keras ruas jalan yang dianalisis adalah sebagai berikut : a. Tipe jalan

: Arteri

b. Jenis lapis keras

: Lapis keras lentur ( Flexible Pavement )

c. Jumlah jalur

: 2 arah

d. Jumlah lajur

: 2 buah

e. Lebar jalur

: 6,2 m

f. Lebar bahu jalan

:1m

g. Kondisi medan

: Lurus dan datar

h. Kelandaian jalan

: < 6%

i. Nilai CBR tanah dasar

: 38 %

5.2.2. Beban Lalu Lintas Primer. Berbagai model angkutan yang mempunyai karakteristik berlainan, berbaur milintasi ruas jalan. Moda angkutan tersebut terdiri dari : a. Sepeda motor, baik yang beroda dua maupun tiga, dengan berbagai merek dan jenisnya. b. Kendaraan ringan seperti : kendaraan pribadi ( sedan , jeep, mini bus , stasion wagon ), mobil angkutan penumpang ( taksi, mikro bus ) dan kendaraan angkutan barang ( pick up, mikro truk, dan colt box ) c. Kendaraan berat yang didominasi oleh truk dan bus, seperti: bus mini, bus pariwisata, truk 2 as, dan truk 3 as.

5.2.3. Volume Beban Lalu Lintas Sekunder. Data lalu lintas dalam analisis ini di peroleh dari Dinas Pekerjaan Umum, Direktorat Bina Marga Propinsi DIY

46

5.2.4. Pertumbuhan Lalu Lintas Pertumbuhan lalu lintas dalam analisis ini dimaksudkan untuk menentukan angka pertumbuhan kendaraan ( i ) yang dapat dijadikan dasar untuk memprediksi arus beban lalu lintas yang akan datang, untuk menghitung angka pertumbuhan tersebut digunakan rumus bunga berganda / bunga majemuk ( Harahap dan Negoro, 1989. b = a (1 + i ) n 1 i = ⎡⎢(b / a ) n − 1⎤⎥ x100% ⎣ ⎦

dengan : b = Volume lalu lintas tahun ke n a = Volume lalu lintas tahun a i = Tingkat pertumbuhan lalu lintas ( % per tahun ) n = Jumlah tahun Tabel 5.8. Data Lalulintas Harian Rata-rata. (Kend/Hari) Yogyakarta -Kaliurang

Golongan Kendaraan

Tahun 2004

Tahun 2007

2

10136

12279

3

2168

1040

4

2059

1880

5a

11

123

5b

24

24

6a

337

538

6b

0

0

7a

15

17

7b

5

2

7c

1

1

Total

14756

15904

47

Tabel 5.9. Angka pertumbuhan lalulintas. Golongan Kendaraan 2 3 4 5a 5b 6a 6b 7a 7b 7c

n

2004

E Maks

ESAL (a)

2007

3 10136 0,0004 4,054 12279 3 2168 0,0004 0,867 1040 3 2059 0,0004 0,823 1880 3 11 0,3006 3,306 123 3 24 0,3006 7,2144 24 3 337 0,2174 73,26 538 3 0 5,0264 0 0 3 15 2,7416 41,124 17 3 5 4,9283 24,641 2 3 1 6,1179 6,117 1 Persen pertumbuhan lalulintas

E Maks

ESAL (b)

i= [ (b/a )^1/n - 1 ] x 100 %

0,0004 4,911 0,0004 0,416 0,0004 0,752 0,3006 36,97 0,3006 7,214 0,2174 116,96 5,0264 0 2,7416 46,607 4,9283 9,856 6,1179 6,117

6,60 -21,72 -2,99 123,62 0,00 16,87 0,00 4,26 -26,32 0,00 10,03

5.2.5. Prediksi Beban Lalu Lintas. Prediksi beban lalu lintas di tentukan berdasarkan volume beban lalu lintas maksimum pada ruas jalan, dengan pertumbuhan lalu lintas ( i ) awal umur rencana ( Tabel 5.8 ) serta pertumbuhan lalu lintas ( i ) selama umur rencana adalah sebesar 10,3 % 5.2.6. Angka Ekivalen ( E ) Beban Sumbu Kendaraan. Angka Ekivalen ( E ) beban sumbu kendaraan dan konfigurasi beban sumbu ditentukan berdasarkan lampiran. 5.2.7. Koefisien Distribusi Kendaraan. Ruas jalan Kaliurang merupakan 2 jalur, 2 lajur. Berdasarkan Tabel 3.3 dapat ditentukan nilai koefisien distribusi kendaraan ( C ) berikut ini : a. Kendaraan ringan dengan berat total < 5 ton, nilai C = 0,5 b. Kendaraan ringan dengan berat total ≥ 5 ton, nilai C = 0,5

48

5.2.8. Faktor Regional. Tabel 5.10. Data curah hujan Sleman No

Bulan

1

Data hujan (mm) 2003

2004

2005

Januari

63

65

58

2

Februari

150

95

180

3

Maret

85

96

29

4

April

20

12

62

5

Mei

78

85

0

6

Juni

8

8

57

7

Juli

0

21

35

8

Agustus

0

0

0

9

September

0

0

10

10

Oktober

15

30

31

11

November

36

43

42

12

Desember

50

78

60

Jumlah rata-rata

534

Sumber badan Meteorologi Stasiun Pakem, Sleman. a. Menurut data curah hujan dan jumlah hujan di Kabupaten Sleman yang diperoleh dari Badan stasiun pengamatan hujan Pakem, Sleman seperti pada Tabel 5.10, memiliki curah hujan 534 mm/tahun ( Tabel 3.5 ) < 900 mm/ tahun maka termasuk iklim I. b. Kelandaian jalan < 6 %, termasuk kelandaian I (Bidang Bina Marga, KimPrasWil, DIY) Km 9+250 s/d 14+200 =

2,13% + 1,99% + 1,77% + 2,20% + 2,16% + 3,11 =2,23 6

c. Berdasarkan LHR untuk kendaraan berat: =

123 + 24 + 538 + 17 + 2 + 1 = 44,32% 15904

49

d. Berdasarkan Tabel 3.6. dipeoleh nilai FR = 1,0 – 1,5; dipakai 1,5.

5.2.9. Analisis Komponen Lapis Keras Lentur Tahun 2008 Dalam analisis ini, tahun 2008 merupakan awal umur rencana ( tahun pertama operasional jalan ), umur rencana jalan di tetapkan selama 10 tahun. Analisis dilaksanakan melalui tahapan – tahapan sebagai berikut.

a. Lintas Ekivalen Permulaan ( LEP2008 ) Lintas Ekivalen Permulaan ( LEP2008 ) ditentukan dengan persamaan 3.5 dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5.11. berikut ini. Tabel 5.11. Lintas Ekivalen Permulaan ( LEP ) Analisa tahun 2008 Golongan Kendaraan

2 3 4 5a 5b 6a 6b 7a 7b 7c

LEP = Σ LHR . C . E

LHR 13511 1144 2069 135 26 592 0 19 2 1

C 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

E 0.0004 0.0004 0.0004 0.3006 0.3006 0.2174 5.0264 2.7416 4.9283 6.1179

Total LEP 2008

( 8,16 ton beban sumbu tunggal )

2.70 0.23 0.41 20.34 3.97 64.35 0.00 25.64 5.42 3.37

126

b. Lintas Ekivalen Akhir ( LEA 2018 ) Lintas Ekivalen Akhir ( LEA 2018 ) hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5.12. Tabel 5.12. Lintas Ekivalen Akhir ( LEA ) Analisis Tahun 2018 Golongan Kendaraan

LHR. ( 1 + I ) ^ UR

2 3 4 5a 5b 6a

35139 2976 5380 352 69 1540

C 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

E 0.0004 0.0004 0.0004 0.3006 0.3006 0.2174

LEA = Σ LHR ( 1 + I ) ^ UR. C . E ( 8,16 ton beban sumbu tunggal )

7.03 0.60 1.08 52.90 10.32 167.35

50

6b 0 0.5 5.0264 0.00 Lanjutan Tabel 5.12. Lintas Ekivalen Akhir ( LEA ) Analisis Tahun 2018 7a 7b 7c

49 0.5 6 0.5 3 0.5 Total LEA 2018

2.7416 4.9283 6.1179

66.69 14.10 8.75 329

c. Lintas Ekivalen Tengah ( LET10 ) Lintas Ekivalen Tengah ( LET10 ) dihitung dengan mengunakan persamaan 3.7 dengan perhitungan sebagai berikut: LET 10

= ( LEP 2008 + LEA 2018 ) / 2 = ( 126 + 329 ) / 2 = 229 smp/hari/1 arah ( 8,16 ton beban sumbu tunggal )

d. Lintas Ekivalen Rencana ( LER10 ) Lintas Ekivalen Rencana ( LER10) ditentukan dengan persamaan 3.8 dan persamaan 3.10 dengan perhitungan berikut ini : LER 10

= LET 10 x FP ( persamaan 3.8 ) = LET 10 x ( UR / 10 ) ( persamaan 3.8 ) = 229 x ( 10 / 10 ) = 229 smp/hari/1 arah ( 8,16 ton beban sumbu tunggal )

e. Analisis Tebal Komponen Analisis tebal komponen lapis keras lentur untuk tahun 2008 dilakukan sebagai berikut : 1. Untuk melakukan perencanaan tebal perkerasan diambil asumsi material penyusun lapisan sebagai berikut: a. Lapis permukaan berupa material laston ( AC ), koefisien relatif a1 = 0.4 b. Lapis pondasi atas berupa agregat kelas A dengan koefisien relatif a2 = 0,14 dan ketebalannya D2 = 15 cm.

51

2. Data Pendukung. 1. LER 10 = 229 smp/hari/1 arah 2. FR = 1,5 ( Tabel 3.5 ) 3. IPt = 2,0 – 2,5 ( Tabel 3.6 ) dalam analisis ini digunakan IPt = 2,5 4. Ipo = ≥ 4 ( Tabel 3.7 ).

f. Penentuan Tebal Komponen. 1. Penentuan tebal lapisan permukaan. a. Data perencanaan CBR

= 100 % (CBR pondasi atas)

DDT1

= 10,2

ITP1

= 3,8

b. Perhitungan ITP1

= a1 . D1

3,8

= 0,4 . D1

D1

=

3,8 = 9,5 cm ~ 10 cm 0,4

2. Penentuan tebal lapisan pondasi atas a. Data perencanaan CBR

= 38 % (CBR pondasi bawah)

DDT2

= 8,5

ITP2

= 4,9

b. Perhitungan ITP2

= a1 . D1 + a2 . D2

4,9

= 0,4 . 10 + 0,14 . D2

D2

=

4,9 − 4 0,14

= 6,42 cm ~ 15 cm ( Tebal minimum )

52

ITP = 3,8 ITP = 4,5

Lapis permukaan Lapis pondasi atas

a1= 0,4

D1= 10 cm

a2 = 0,14

D2 = 15 cm

Lapisan tanah dasar Gambar 5.3. Tebal lapis lentur 2008

53

5.3. Analisis Perhitungan Perkerasan Lentur Dengan Metode AASHTO 1986 Analisis tebal lapis keras lentur ruas jalan Kaliurang dengan metode AASHTO dilakukan dengan tahapan sebagai berikut ini.

5.3.1 Data Perhitungan Data perhitungan yang digunakan dalam analisis ini adalah:

a. Lalulintas Harian Rata-rata LHR LHR yang digunakan adalah LHR yang dalam istilah metode ini disebut

Avarage Daily Traffic (ADT) seperti yang tersaji pada Tabel 5.13 berikut ini: Tabel 5.13 Data LHR/ ADT Analisis dengan metode AASHTO 1986. Golongan

Type

Berat

Jumlah pada

Jumlah ADT pada

Kendaraan

Sumbu

(Ton)

tahun 2007 (kend)

Tahun 2018 (kend)

2

1.1

2

12279

24548

3

1.1

2

1040

2079

4

1.1

2

1880

3758

5a

1.2

9

123

246

5b

1.2

9

24

48

6a

1.2L

8,3

538

1076

6b

1.2H

18,2

0

0

7a

1.22

25

17

34

7b

1.2+2.2

31,4

2

4

7c

1.2-2

26,2

1

2

Total "Avarage Daily Traffic"

31795

54

b. Data Pendukung Data pendukung dalam analisis ini adalah: a. Umur rencana

: 10 Tahun,

b. Pertumbuhan lalulintas

: 10,03 %

c. Klasifikasi jalan

: Arteri

d. Fungsi jalan

: Urban

d. asumsi awal

: 1. SN = 3 2. Pt = 2,0 dan 3. IPo = 4,2

c. Nilai LEF (Load Equivalent Factor) LEF Merupakan angka ekivalen beban sumbu kendaraan yang menunjukkan jumlah lintasan dari sumbu tunggal sebesar 18000 Lbs (18 Kips) dapat menyebabkan kerusakan sama atau penurunan Indeks permukaan yang sama jika kendaraan melintas satu kali 1. Golongan kendaraan 2–4 Berat total kendaraan adalah 2 ton, dengan distribusi beban kendaraan 50% - 50%. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut: a. As depan tunggal

= 2 ton . 50 %

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF b. As belakang tunggal

= 2 ton . 50 %

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF Total nilai LEF

= 0,000384+ 0,000384

= 1 ton =2,205 Kips = 0,000384 = 1 ton =2,205Kips = 0,000384 =0,000768

2. Golongan kendaraan 5a - 5b Berat total kendaraan adalah 9 ton, dengan distribusi beban kendaraan 34 % - 66 %. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut: a. As depan tunggal

= 9 ton . 34 %

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF b. As belakang ganda

= 9 ton . 66 %

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF

= 3,06 ton =6,75 Kips = 0,565 = 5,94 ton =13,10Kips = 0,278

55

Total nilai LEF

= 0,565+ 0,278

= 0,843

3. Golongan kendaraan 6a Berat total kendaraan adalah 8,3 ton, dengan distribusi beban kendaraan 34 % - 66 %. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut: a. As depan tunggal

= 8,3 ton . 34 %

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF b. As belakang ganda

= 8,3 ton . 66 %

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF Total nilai LEF

= 0,137+ 0,1964

= 2,82 ton =6,22 Kips = 0,137 = 5,48 ton =12,08Kips = 0,1964 = 0,3334

4. Golongan kendaraan 6b Berat total kendaraan adalah 18,2 ton, dengan distribusi beban kendaraan 34 % - 66 %. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut: a. As depan tunggal

= 18,2 ton . 34 %

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF b. As belakang ganda = 18,2 ton . 66 %

= 0,3208

=12,01 ton=26,48Kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF Total nilai LEF

= 6,19 ton =13,64Kips

= 0,3208+ 0,39

= 0,39 = 0,7108

5. Golongan kendaraan 7a Berat total kendaraan adalah 25 ton, dengan distribusi beban kendaraan 25 % - 75 %. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut: a. As depan tunggal

= 25 ton . 25 %

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF b. As belakang ganda

= 25 ton . 75 %

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF Total nilai LEF

= 0,3310+ 2,47

= 6,25 ton =13,78Kips = 0,3310 =18,75 ton=41,34Kips = 2,47 = 2,801

6. Golongan kendaraan 7b Berat total kendaraan adalah 31,4 ton, dengan distribusi beban kendaraan 17 % - 35 % - 24 % - 24 %. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut: a. As depan tunggal

= 31,4 . 17 %

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF b. As belakang ganda

= 31,4 . 35 %

= 5,33 ton =11,75kips = 0,1775 =10,99ton =24,23kips

56

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF c. As gandeng depan ganda

= 31,4 . 24 %

= 0,271 = 7,53ton =16,61kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF

= 0,059

d. As gandeng belakang ganda = 31,4 . 24 % = 7,53ton Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF Total nilai LEF

=16,61kips

= 0,059

= 0,1775+0,271+0,059+0,059

= 0,566

6. Golongan kendaraan 7c Berat total kendaraan adalah 26,2 ton, dengan distribusi beban kendaraan 18 % - 41 % - 41 %. Penentuan LEF dilakukan sebagai berikut: a. As depan tunggal

= 26,2 . 18 %

= 4,72 ton =10,41kips

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF b. As belakang ganda

= 26,2 . 41 %

Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF c. As gandeng belakang ganda = 26,2 . 41 % Berdasarkan lampiran didapat nilai LEF Total nilai LEF

= 0,1105 + 0,248+ 0,248

= 0,1105 =10,74ton =23,68kips = 0,248 =10,74ton =23,68kips = 0,248 = 0,6065

d. Ekivalen 18 Kips ESAL Perhitungan 18 Kips ESAL berada pada Tabel 5.14 berikut ini: Tabel 5.14. Jumlah kendaraan 18 Kips ESAL Golongan

TGF

ADT tahun 1

18 Kips ESAL

LEF

16.01

13511 1144 2069 135 26 592 0 19 2 1

216304

0.0004 0.0004 0.0004 0.3006 0.3006 0.2174 5.0264 2.7416 4.9283 6.1179

Kendaraan

2 3 4 5a 5b 6a 6b 7a 7b 7c

16.01 16.01 16.01 16.01 16.01 16.01 16.01 16.01 16.01

18320 33118 2167 423 9477 0 299 35 18

Perencanaan 18 Kips ESAL 87 7 13 651 127 2060 0 821 174 108

57

Total 18 Kips ESAL

4048

Berdasarkan Tabel 5.14 , pengulangan kumulatif 18 Kips ESAL pada lajur rencana diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut ini: Wt18’ = DD . DL . W18 Sehingga, DD

= 100 %

DL

= 80 % - 100 %, dipakai 100%

W18

= 4080

Wt18’ = 1 . 1 . 4080 = 0,004 , 106 (Kips ESAL) Penentuan pengulangan beban diperoleh dengan perhitungan Tabel 5.15 berikut: Tabel 5.15, Prediksi kumulatif 18 Kips ESAL terhadap waktu. Tahun

t

Wt18

2007

0

0

2008

1

4080

2009

2

8160

2010

3

12240

2011

4

16320

2012

5

20400

2013

6

24480

2014

7

28560

2015

8

32640

2016

9

36720

2017

10

40800

2018

11

44880

2019

12

48960

e. Penentuan SN Maksimum Penentuan SN maksimum selama periode analisis dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut. a. R (tingkat reliabilitas ) = 80 % - 99 % dalam hal ini digunakan nilai R sebesar 99 %. (Tabel 3.12) b. ZR ( simpangan baku normal ), untuk R 99 % digunakan Zr =

58

-2,327 (Tabel 3.12) c. So (simpangan baku keseluruhan) sebesar 0,35 – 0,45 maka So diambil (0,44). d. Mr (modulus resilien tanah dasar) sebesar 1500 . CBR, maka: Mr = 1500 . 38 = 57.000 Psi e. PSI (nilai indeks permukaan) sebesar Ipo – IPt, maka PSI = 4.2 – 2.0 =2.2 f. Berdasarkan tebel 5.14 diperoleh Wt18 = 0,04488x 106 (18 Kips ESAL). Penentuan SN maksimum dilakukan dengan menggunakan persamaan 3.10, didapat SN = 1,25

f. Data Komponen Lapis Keras Lentur Asumsi komponen lapis keras lentur ruas jalan Kaliurang km. 12 adalah sebagai berikut: 1. Lapis permukaan (Suface course) a. Material Laston AC (Asphalt Concrete/ Hight Stability). 1. Koefisien kekuatan relatif (aAC)

= 0,44

2. Tebal lapisan (DAC)

= 3 cm

b. Material Laston ATB (Asphalt Concret/ Low Stability). 1. Koefisien kekuatan relatif (aAC)

= 0,20

2. Tebal lapisan (DATB)

= 5 cm

c. Lapisan Laston AC dan ATB dijadikan satu lapis dengan penjabaran sebagai berikut: AC (aAC = 0,44 DAC = 3 cm) a1 .D1 .SN1

SN ATB (aATB = 0,2 DATB = 5 cm)

Gambar 5.4. Lapis Laston AC dan ATB SN = aAC . DAC + aATB . DATB

SN1

= a1 . D1

SN = SN1, maka aAC . DAC + aATB . DATB = a1 . D1 a1 = (aAC . DAC + aATB . DATB)/ D1 a1 = (0,44 . 3 +0,2 . 5)/8

59

= 0,29 ~ 0,3 Sehingga: 1. Material yang digunakan adalah laston /Asphalt Concrete. 2. Tebal lapisan (D1) = 8 cm 2. Lapis pondasi atas (Base course) a. Material agregat kelas A (Crushed Stone) b. Koefisien kekuatan relatif bahan 0,14 c. Tebal lapisan D2

=20 cm

d. Koefisien drainase (m2) 1. Kualitas drainase cukup 2. Tingkat kelembapan 25 % 3. Berdasarkan Tabel 3.14 diperoleh m2 = 0,8 e. Modulus reilien bahan ditentukan sebagai berikut: a2

=(0,249 . Log EBS) -0,977

EBS

= Mr =30619,634 ~ 30.000 Psi

3. Lapis pondasi bawah (Sub Base course) a. Material agregat kelas B (Sand Gravel) b. Koefisien kekuatan relatif bahan 0,12 c. Tebal lapisan D2

=20 cm

d. Koefisien drainase (m3) 1. Kualitas drainase cukup 2. Tingkat kelembapan 25 % 3. Berdasarkan Tabel 3.14 diperoleh m2 = 0,8 e. Modulus reilien bahan ditentukan sebagai berikut: a2

=(0,227 . Log EBS) -0,839

EBS

= Mr =16775,27 ~ 16.000 Psi

4. Lapis Tanah Dasar (Sub Grade) a. Material tanah pasir berkerikil padat b. Modulus resilient tanah dasar (Mr) sebesar 57.000 Psi

60

g. Analisis Tebal Lapis Keras Lentur 2008 Dalam hal ini, tahun 2008 merupakan tahun pertama operasional jalan dengan tahapan analisis sebagai berikut: 1. Lapis permukaan (Surface course) a. Berdasarkan langkah-langkah sebelumnya ditentukan data-data perencanaan sebagai berikut: 1) Material Laston 2) Koefisien kekuatan relatif bahan (a1)

= 0,3

3) Tingkat reliabilitas (R)

= 99 %

4) Simpangan baku normal (ZR)

= -2,327

5) Simpangan baku keseluruhan

= 0,44

6) Nilai Indeks permukaan

= 2,2

7) Kumulatif 18 Kips ESAL

= 0,004 x 106

8) Modulus resilien yang digunakan adalah Mr Base Course sebesar 57.000 Psi. Dengan menggunakan persamaan 3.10 didapat nilai: SN1

= 0,85

D1

= SN1/a1 = 0,85/ 0,3

= 2,83” = 7,19 cm ~ 8 cm

2. Lapis Pondasi Atas (Base course) a. Data perencanaan sama dengan penentuan tebal lapis permukaan kecuali: 1. Material agregat kelas A (Crushed Stone) 2. Koefisien kekuatan relatif bahan 0,14 3. Koefisien drainase (m2) = 0,8 4. Modulus resilien (Mr) yang digunakan adalah 16.000 Psi Berdasarkan data perencanaan yang telah ada, maka dengan menggunakan persamaan 3.10 didapat SN2 = 1,15 sehingga: D2

= (SN2 – SN1 )/(a2 . m2) = (1,15 – 0,85)/(0,14 . 0,8) = 2.67”

61

tebal minimum 4” ~10,16 ~ 11cm SN1 + SN2

= a1 . D1 + a2 . D2 . m2 = 0,3 . 2,83 + 0,14 . 2,67 . 0,8 = 1,15 ≥SN2

3. Lapis Pondasi Bawah (Sub Base course) a. Data perencanaan sama dengan pada penentuan tebal lapis permukaan kecuali: 1. Material Agregat kelas B (Sand Gravel) 2. Koefisien kekuatan relatif bahan (a)

= 0,12

3. Koefisien drainase (m3) = 0,8 4. Modulus resilien yang digunakan adalah Mr Sub Grade sebesar 57.000 Psi. dengan menggunakan persamaan 3.10 didapat SN3 = 0,58 D3

= SN3 – (SN1 + SN2)/(a3 . m3) = 0,58 – 2 /(0,12 . 0,8) = -11,97 ” ~ 0 “

( Lapisan pondasi bawah tidak dibutuhkan ).

Lapis permukaan Lapis pondasi atas

a1= 0,4 a2 = 0,14

D1= 8 cm

D2 = 11 cm

Lapisan tanah dasar Gambar 5.5. Tebal perkerasan jalan, metode AASHTO 1986

62

BAB VI PEMBAHASAN

6.1 Pengujian Tanah Dari sistem klasifikasi Unified tanah yang diambil dari jalan Kaliurang Km.12 menunjukkan bahwa tanah berbutir kasar, hanya 4,91 % lolos saringan no. 200, 53,40 % pasir dan 41,68 % kerikil ( lihat Tabel 5.1 ). Tanah tersebut termasuk pasir berkerikil karena nilai persen pasir > dari 50 %, jenis pasir dan kerikilnya bergantung pada nilai Cu dan Cc nya dari distribusi butiran, diperoleh D60 = 4,816 mm , D30 = 0,7044 mm , D10 = 0,2665 mm . Koefisien keseragaman Cu = D60 / D10 = 4,816 / 0,2665 = 18,07 > 6 Cc = ( D30 )²/ ( D10x D60 ) = 0,7044 ² / (0,2665 x 4,816) = 0,386 < 1 Dari Tabel 3.2 dapat dilihat nilai Cu > 6 termasuk jenis tanah pasir gradasi baik, pasir berkerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus (SW). Tapi pada nilai Cc berada pada angka < dari antara 1 dan 3 sehingga tanah ini tidak memenuhi salah satu kriteria untuk tanah SW, jadi tanah ini digolongkan pada pasir gradasi buruk, pasir kerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus (SP). Dari pengujian CBR ( California Bearing Ratio ) yang dilakukan di laboratorium mekanika tanah FTSP UII dapat dijelaskan sebagai berikut. Nilai CBR yang didapat dengan penambahan kadar air optimum setelah dilakukan koreksi, terlihat bahwa nilai CBR pada penetrasi 0,2” lebih besar dari 0,1” setelah dilakukan beberapa pengujian ulang sehingga nilai CBR yang dipakai adalah nilai penetrasi 0,2” yaitu 38 %.

6.2 Analisis Tebal Perkerasan Jalan

63

Keadaan lalulintas jalan Kaliurang pada tahun 2004 melonjak tajam pada tahun 2007 dengan pertumbuhan 10,03 % pertahun. Evaluasi tebal lapis keras pada ruas jalan Kaliurang Km.12 dilakukan dengan menggunakan dua metode, yaitu metode Bina Marga 1987 dan metode AASHTO 1986 ( AASHTO, Guide

For Design Of Pavement Strucktur, 1986) Berdasarkan analisis yang yang dilakukan, didapatkan hasil akhir yang berbeda untuk material penyusun yang sama, perbedaan hasil tersebut ditunjukkan pada Tabel 6.1 berikut ini: Tabel 6.1. Perbedaan susunan tebal perkerasan lentur jalan. Tebal susunan perkerasan (cm) No

Lapisan

Bina

AASHTO

Kondisi

Marga

lapangan

1

Lapis permukaan

10

8

AC + lapen

16

2

Pondasi atas

15

11

Agregat

15

Total tebal lapisan

25

19

31

Dari Tabel 6.1 tersebut ditunjukkan bahwa secara keseluruhan dengan menggunakan metode Bina Marga, tebal perkerasan yang dihasilkan lebih besar jika dibadingkan dengan metode AASHTO. Adanya perbedaan susunan tebal perkerasan lentur jalan tersebut terjadi karena penggunaan asumsi, parameter dan prosedur perencanaan yang berbeda untuk tiap metode. Perbedaan parameter yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 6.2 berikut.

64

Tabel 6.2 Perbedaan parameter perencanaan metode Bina Marga 1987 dan AASHTO 1986. Uraian Daya dukung tanah Lintas ekivalen Faktor regional

Metode Bina Marga

Metode AASHTO

Koreksi dengan nilai CBR

Dinyatakan dengan

Modulus Resilient (Mr) Berdasarkan LEP, LEA,

Dinyatakan berdasarkan

LET, LER

persamaan 3.10

Digunakan menyatakan

Diganti dengan parameter

keadaan lokasi

baru Reliabilitas, Simpangan

Parameter baru

Tidak digunakan

baku, dan koefisien drainase

Penentuan tebal perkerasan

ITP= a1D1 + a2D2 + a3D3

SN=a1D1+a2D2m2 +a3D3M3

65

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN 7.1 Kesimpulan Dari hasil penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut. 1. Tanah yang berasal dari jalan Kaliurang adalah tanah pasir gradasi buruk, pasir kerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus. 2. Nilai CBR maksimum dengan penambahan air yang didapat dari pengujian di Laboratorium mekanika tanah FTSP UII untuk jalan Kaliurang adalah 38 % . 3. Nilai tebal perkerasan jalan dengan perhitungan metode Bina Marga lebih besar dari pada menggunakan metode AASHTO seperti pada Tabel 6.1 4. Tebal perkerasan dilapangan lebih besar dibandingkan dengan hasil perhitungan Metode Bina Marga pada Tugas Akhir ini, sehingga struktur yang ada sekarang akan mampu mendukung beban lalulintas hingga tahun 2018.

7.2. SARAN Dari beberapa analisis dan kesimpulan diatas, maka penyusun memberikan beberapa saran – saran sebagai berikut. 1. Variabel penambahan faktor air sebaiknya diperhatikan untuk pemadatan tanah dasar jalan. 2. Perawatan ruas jalan sebaiknya dilakukan secara berkala mengingat tingginya pertumbuhan lalu lintas. 3. Meningkatkan penyuluhan dan penyampaian informasi pada pemakai jalan terutama kendaraan berat untuk tidak memuat barang melebihi kapasitas isi muatan yang telah ditetapkan. Karena hal ini merupakan salah satu faktor utama penyebab kerusakan pada jalan.

66

4. Analisis ini lebih lengkap lagi jika aspek lalu lintasnya dan lainya ditinjau lebih rinci untuk dipadukan dengan aspek struktur lapis keras, sehingga diperoleh hasil akhir yang lebih akurat.

67

DAFTAR PUSTAKA

Bowles, E. Joseph, 1986. ”Sifat – Sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah ( Mekanika Tanah )”, Penerbit Erlangga. Jakarta Pusat. Christady Hardiyatmo, Hary 2002. ”Mekanika Tanah I”, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Das, M. Braja, 1994. ”Mekanika Tanah (Prinsip – Prinsip Rekayasa Geoteknis)”, Jilid I, Erlangga . Jakarta. Das, M. Braja, 1998. ”Mekanika Tanah”, Jilid I, Erlangga . Jakarta. _________,1987.”Petunjuk Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Raya Dengan Metode Analisa Komponen, SKBI.2.3.26.1987,UDC.625.73 (02),SNI 1732-1989-F”. Yayasan Badan Penerbitan P.U, Jakarta. _________, 1986.”AASHTO Guide For Design of Pavement Structures 1986”, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington,D.C. Hendarsin, Shirley L, 2000. ”Perencanaan Teknik Jalan Raya”, Politeknik Bandung, Bandung. Soekoto, Imam, 1984.”Mempersiapkan Lapisan Dasar Kontruksi”, Badan Penerbit Pekerjaan Umum, Jakarta. Jumadi dan Salim, Emil, 1999 ” Analisis Tebal Lapis Keras Ruas Jalan Solo KM 8,8 dengan Metode Bina Marga dan AASHTO 1986 “ Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta. Sukirman, Silvia, 1999. ”Dasar-Dasar Perencanaan Geometrik Jalan”, Penerbit Nova, Bandung. Sukirman, Silvia, 1999. ”Perkerasan Lentur Jalan Raya”, Penerbit Nova, Bandung. Wibisono, Tri Haryo dan Praptoyo, Hadi, 2005 “ Evaluasi Tebal Lapis Keras Jalan Ruas Jalan Magelang – krepekan Kabupaten Magelang hingga Tahun 2015” Universitas Islam Indonesia., Yogyakarta.