BAB VII ELEMEN KESELAMATAN DAN PERANCANGAN JALAN RAYA

Transkripsi

1 MINGGU KE Dikripi ingkat Manaat eevani Learning Outome : materi minggu ini berii tentang eemen-eemen geometri yang dikenakan pada perenanaan jaur tranportai apabia uatu jaur uru akan memauki engkung ingkaran atau ebainya agar tidak terjadi gonangan pada kendaraan yang mengaami perobahan arah yang tibatiba.bentuk geometri yang dapatmeredam gonangan teret antara ain uper eevai, buur peraihan yang umumnya berupa pira, jarak pandang henti dan menyiap d. : mahaiwa akan dapat meranjang jaur tranportai yang aman dan nyaman untuk dikendarai. : karena aat kini pengguna jaan udah menuntut au inta yang epat dan aman erta nyaman. : Seteah mengikuti kuiah minggu ini mahaiwaa dapat menghitung dimeni dan geometri eemen-eemen keeamatan daam mendeain uatu rute tranportai. BAB VII ELEMEN KESELAMATAN DAN PEANCANGAN JALAN AYA VII.. Pendahuuan. Ha-ha yang dibaha daam keamanan dan peranangan jaan raya ini dibatai pada maaah (a) engkung upereevai, (b) peebaran dari engkungan, dan () jarak pandang. Unur-unur keamanan ainnya, termauk peranangan ungi perimpangan dan periangan ( ihat bab 9 ), yang didaarkan pada karakteritik dan voume dari aru au inta, eara mendeti dibaha diuar buku ini. VII... Lengkung uper eevai VII...Gaya Sentriuga.

2 Gaya reaki yang arahnya keuar, diebut gaya entriuga, yang ditimbukan oeh benda yang bergerak meewati uatu intaan engkung ama dengan perkaian dari maa dan keepatannya terhadap puat kurva, dinyatakan dengan: W v Gaya entriuga =, g r dimana, W = berat dari benda, daam b; v = keepatan, eet per detik; r = jari-jari kurva, daam eet; g = perepatan gravitai, eet per detik. Pada engkung jaan raya yang berapa, gaya entriuga ini mempunyai keenderungan untuk menggeinirkan kearah yang menjauhi puat engkungan; pada jaan kereta api, gaya ini menyebabkan tekanan dari roda ke re. Untuk mengantiipai gaya yang kearah uar ini ( eara horizonta ), biaanya diakukan dengan membuat permukaan jaan di ii daam ebih rendah, atau membuat ii uar jaan ebih tinggi, ehingga eek yang dihaikan dari keengkungan ini akan dinetrakan oeh gaya gravitai. VII...Tepi Lengkung Jaan aya Pada gambar 87 ditunjukkan (a) bagian engkungan dari renana jaan raya dua ajur, dan (b) gambar tampang meintang yang menunjukkan upereevai erta gaya-gaya yang bekerja pada mobi. = udut yang dibentuk oeh ii miring AB terhadap bidang horizonta, S = tan = kemiringan upereevai. ( gambar VIII.. ) Perhatikan bahwa gaya-gaya yang bekerja pada mobi daam keadaan eimbang dan komponen-komponen rektanguar ejajar AB, kita mempunyai Wv W in F o, (VII.) gr Dimana F merupakan biangan penambah dan niai gaya geek mempunyai niai makimum W, merupakan koeiien geekan.

3 Gambar VII... Maukkan F = N = W o dengan W o, kita peroeh pada peramaan (VII.), kemudian dibagi v v tan, atau tan (VII..) gr gr Ubah v daam eet per detik dengan V daam mi per jam dan g = 3, eet per detik, peramaan (6) menjadi V S = kemiringan meintang = (VII/3) 5r Niai angat bervariai tergantung dari keepatan, kondii ban, dan permukaan jaan, apakah kering, baah, hau, atau tertutup e. Perobaan-perobaan yang teah diakukan oeh Moyer dan ainnya menunjukkan bahwa geekan pada aat akan tergeinir, untuk kondii ban baru dan permukaan beton yang kering, dapat menapai 0.5 pada keepatan rendah dan berkurang hingga 0.35 pada keepatan tinggi. Perobaan yang diakukan di jaan to Pennyvania menunjukkan niai makimum 0.30 pada keepatan yang angat tinggi (ebih dari 50 mph). Berdaarkan pada 900 perobaan, dengan mempertimbangkan keamanan, Barnett ( Biro jaan raya Amerika) merekomendaikan niai 0,6 untuk keepatan mph, dan 0,4 untuk keepatan 70 mph. Untuk keepatan rendah pada kurva, gaya entriuga reati kei, oeh ebab itu gaya unur ke daam akan menggantikan gaya geek. Pada jaan yang tertutup e, 3

4 koeiien geekan akan berkurang hingga 0,0. Oeh karena itu, raio upereevai S dibatai hampir ama dengan, atau 0,0. Memperhitungkan kemungkinan keepatan aru au inta baik ambat daam berbagai kondii uaa, kondii upereevai yang idea tidak dapat diterapkan daam praktek. Pada daerah yang beba e dan aju, rentang makimum untuk niai tahanan geinir permukaan yang digunakan adaah,5 inhi per detik (0,5). Jika kondii jaan dieimuti e, niai S makimum yang digunakan ekitar,5 inhi per detik (0,0); Bagaimanapun juga, kondii datar yang tetap direkomendaikan untuk daerah yang dingin. Pada jaan raya eara norma diberikan permukaan yang embung untuk memperanar drainae. Jika kondii permukaan embung ini berada pada uatu engkungan, pada ii daam dari jaan yang mempunyai dua ajur akan mendapat eek entriuga yang kei, namun pada ii uar akan mendapat eek entriuga yang membahayakan. Oeh karena itu, pada kondii jaan dengan upereevai yang ebih tajam dari 0, pada bagian tengah dari permukaannya dibuat menurun ke arah puat kurva. Pada aat memauki engkungan, perubahan dari bentuk embung menjadi datar diakukan eara bertahap. Gambar berikut menunjukkan angkah-angkah yang ering diakukan (gambar VII.) : () Lajur uar dirubah eara bertahap dari bentuk etengah embung ke bentuk datar pada TS, edangkan ajur daam tetap pada bentuk embung norma. () ajur daam didatarkan eara bertahap hingga menjadi uatu permukaan yang miring, ehinggi kedua ajur menjadi atu permukaan miring ke arah daam dengan niai upereevai atu etengah kainya; (3) eteah titik ini, kedua ajur dirotaikan terhadap gari tengah, ii daam dan uar dari kedua ajur tetap pada bidang miring yang ama ampai upereevainya Pada ituai dimana bagian tepi dari ii daam membutuhkan drainae yang ebih rumit, eperti gaian, upereevai dipengaruhi oeh rotai pada tepi daam, atau gari dekat tepi daam dan ejajar gari tengah. Pada bagian antara SC dan CS, eek geer ini kontan. Pada bagian akhir engkungan kebaikan dari aat memauki engkungan. Pada upereevai, kemiringan yang dibutuhkan pada tepi uar jaan reati terhadap gari tengah tidak meebihi per 00.terpenuhi pada atu dekat SC. 4

5 Gambar VII.. Bentuk metode mendapatkan uper eevai, dimana perkeraan meingkupi umbu. C ama dengan punak dan E ama dengan makimum upereevai. Lengkung vertika pendek dapat dipandang dengan mata ditandai dengan patok atau bentuk di apangan mungkin dapat di bentuk, apabia dikendaki, ditandai pada titik V Pada engkung yang bukan pira, pengendara motor merubah endiri dari bagian uru ke bagian meengkungr. Pada keepatan rendah atau perkeraan jaan yang diperebar, perpindahan ini dapat diakukan tetap pada ajurnya. Untuk keepatan yang ebih tinggi, pengendara pada ajur uar enderung untuk meewati bata ke ajur daam. VII...3. Panjang Jaan aya Spira. 5

6 Perubahan dari bentuk embung ke bentuk miring penuh pada engkungan membutuhkan perhitungan eang waktu (katakan t) ama waktu kendaraan meewati engkungan pada keepatan yang tetap, daam ha ini ama dengan panjang pira tranii. Yaitu, t (VII.4) v Peramaan (5) diuun kembai dan diberikan o =, in = S, W/g = M (maa kendaraan), dan F = Ma (maa x perepatan), kita dapatkan Atau v Ma M MgS, (VII.5) r v a S, (VII.6) r Dimana a, v /r, dan gs merupakan perbandingan perepatan terhadap gaya geek, entriuga, dan gravitai. Anggapah t(=/v) = waktu yang dibutuhkan untuk menempuh jarak pada keepatan v; t (=v / r) = waktu untuk menapai perbandingan perepatan radia terhadap gaya entriuga; dan t (9=gS/ ) = waktu untuk memutar kendaraan meewati udut, daam ha ini dan merupakan perubahan niai variabe perepatan. Karena interva waktu terjadi eara imutan, maka dan berniai ama, yaitu t = t = t. Namun jika dan diganti dengan C dan C, dimana C dan C merupakan niai perubahan makima yang dapat diganti, kemudian t biaanya ebih kei dari t. Dengan menganggap t = t kemudian dikurangkan, kita dapatkan 3 v C r (VII.7) Demikian pua t = t, kita peroeh vgs (VII.8) C Ubah v daam eet per detik dengan V daam mi per jam dan g = 3, eet per detik, peramaan (VII.7) dan (VII.8) menjadi 6

7 3 3.55V, dan C (VII.9) 47.3VS (VII.0) C Beberapa tahun yang au, Shortt o Engand, berdaarkan peneitian tentang upereevai re kereta api, mengemukakan rumu eperti pada peramaan (VII.9), dimana, dengan mengaumikan C =, teah banyak digunakan oeh ininyur-ininyur di bidang jaan raya di negara terebut, daam bentuk 3.58V, (VII.) r Dimana C = = niai perubahan perepatan makimum yang dapat digantikan tanpa ketidaknyamanan. Leeming o Engand adaah yang pertama kai menunjukkan bukti bahwa peramaan (VII.) adaah keiru, karena peramaan terebut mengabaikan upereevai. Bagaimanapun juga, deviai pada ii keeamatan, dikarenakan pertimbangan panjang pira memberikan kemudahan pada aat mendekati erta penampian yang ebih baik dibandingkan dengan yang ebih pendek. Eek putaran yang berkaitan dengan re kereta api teah diperjuangkan oeh Haie dan ainnya untuk menentukan panjang pira. Metode ini teah diterapkan di jaan to Penyvania yang menggunakan daar perubahan putaran 0.0 eet per detik. Kemudian jika S = 0.0, au t = 0.0/0.0 = 5 detik. Dengan menggunakan keepatan 60 mph (88 eet per detik), panjang minima dari pira adaah 5 x 88 = ekitar 440 eet. Metode putaran ini berpengaruh pada penentuan rumu (VII.0). Kemudian jika C = (dieuaikan dengan perubahan putaran 0.0 eet per detik), kita peroeh 73. 3VS (VII.) Dimana = panjang pira yang diarankan, V = keepatan yang direnanakan (mph), dan S = kemiringan jaan makimum. minimum. Semua rumu yang teah dikemukakan memberikan panjang pira yang VII..4. Eevai Dari Sii Luar e Kereta Api Pada Lengkungan. 7

8 Pada gambar VII., BC = eevai dari ii uar re kereta api pada gari ukuran, dimana hai pengukurannya = 4 eet 8,5 inhi = 56.5 inhi. Dengan mengabaikan geekan (yaitu, mengganggap = 0), peramaan (VII.3) memberikan tan BC AC V 5r (VII.3) Dengan AC = 56.5 inhi, dan mengganti r = 5.730/D, BC pada peramaan (VIII.3) menjadi BC = e = DV, (VII.4) Dimana, e = eevai tota dari ii uar re, (dam inhi)., D = derajat kurva V = keepatan,(mi per jam). Untuk mengakomodaikan baik pengangkutan muatan yang ambat dan au inta kendaraan yang epat, pada prakteknya teori ini dieuaikan (dikurangi). Banyak re kereta api menggunakan reduki datar 3 inhi, yang diebut upereevai tak eimbang. Ketinggian ii daam dari re kereta api tetap pada aat meewati kurva, dan ii uar dinaikkan eara perahan hingga menapai niai e makimum, dimana tidak pernah ebih dari 8 inhi; jika jaur digunakan untuk keepatan rendah dan tinggi, biaanya tidak ebih dari 6 inhi. VII..5. Panjang Spira e Kereta Api. Panjang dari pira re kereta api pada umumnya ditentukan dengan menggunakan niai yang eragam pada perubahan putaran daam kemiringan meintang untuk mengembangkan upereevai yang makimum. Niai ini ditentukan demi kenyamanan dari penumpang. Seteah beberapa tahun peneitian dan pengaaman, AE teah menetapkan niai,5 inhi per detik, dimana ebanding dengan peren perubahan putaran per detik pada kemiringan meintang pada keepatan yang ama. Dengan demikian, jika e = 5 inhi. Dan keepatannya 70 mph, panjang pira minimum adaah 8

9 eet VII.3. Peebaran pada Lengkung Jaan aya VII.3.. Tujuan. Peebaran pada engkung/tikungan jaan raya diakukan untuk dua aaan : () radiu dari roda beakang kendaran ketika meintai engkungan ebih kei daripada roda depannya, ehingga membutuhkan ruang yang ebih ebar ke arah amping daripada yang uru. Oeh karena itu, untuk menyediakan jarak yang ama antar kendaraan pada aat meewati engkungan, maka engkungan haru memiiki ebar yang ebih. () adanya aaan tuntutan pikoogi dari pengendara mobi yang kenang agar ebih meraa aman pada aat meewati engkungan/tikungan.. Dengan memperhatikan kebutuhan kedepannya, Vohe o US Bureau o Pubi oad teah mengajukan rumu untuk jaan dua ajur ebagai berikut : 35 B, (VII.5) Dimana = peebaran makimum daam eet, B = pangjang bai roda (diarankan 0 eet), dan = jari-jari engkungan daam eet/kaki.. Bukti untuk bagian awa dari rumu (39) adaah ebagai berikut. Dari gambar VII.3 kita peroeh B d, (a) Dimana = jari-jari roda beakang-uar pada aat menikung daam eet, = jari-jari roda depan-uar pada aat menikung daam eet, dan d = ukuran mobi daam eet. Pada peramaan (a) +d diganti dengan - kemudian diuun kembai, kita dapatkan B (VII.6) 9

10 Gambar VII.3. Miakan untuk dan dikaikan untuk kedua jaur, kita peroeh peramaan (VIII.), dimana teah berubah menjadi bentuk yang ebih ook namun dengan edikit perkiraan ebagai berikut : B ( 400) Kemudian peramaan (39) dikurangkan terhadap (VII.7) Maukkan = 5,79.58/D, peramaan (4) menjadi 0.07D D (VII.8) Dimana D adaah derajat keengkungan dari tikungan.. Peramaan Vohe diranang untuk keepatan 35mph, bagaian kedua ditentukan eara empirik. Sebagai modiikai, Barnett mengemukakan n B V (VII.9) Daam ha ini n = jumah ajur dan V = deain keepatan daam mph. Peramaan (43) dapat ditui menyerupai peramaan (4) ebagai berikut n 0.035D 0. 03V D (VII.0) Pengarang teah mengajukan peramaan 0

11 D (VII.) 0 Pada prakteknya niai peebaran ini tidak eragam. Biaanya bervariai dri,5 ampai 6,0 eet, tergantung dari derajat keengkungan dan aktor ainnya. VII.3.. Metode Peebaran. Seteah puat peebaran ditentukan, dua ha yang peru dipertimbangkan eanjutnya adaah () kapan gari tengah yang teah diurvey berbentuk pira, dan () kapan gari tengah yang teah diurvey berbentuk buur ingkaran. Pada kau, tepi daam dimodiikai menjadi bentuk pira, dan peeberan mengambi ii daam dengan harapan dapat ditentukan dengan mata, pada SC. Bagaimanapun juga, akan ebih mudah dikerjakan apabia peebaran diakukan dengan etengah pada tepi daam dan etengahnya agi pada ii uar. Pada kau (), tepi daam merupakan gabungan kurva ingkaran, dan peebaran hanya terjadi pada tepi daam aja. Kau. Dibuat Lengkung Spira VII.3.3. Panjang Tepi Daam Dari Jaan Yang Diperebar. Bagian tepi daam dari engkungan yang diperebar dianggap ebagai engkungan yang mempunyai jarak radia dari gari tengah engkungan (gambar VIII.4.) bertambah eara perahan dari 0.5 di TS hingga di SC, atau beberapa bagian ebeumnya. Oeh karena itu, peebaran ini berubah menurut jarak epanjang gari tengah menurut peramaan Dimana ' = variabe jari-jari dari gari tengah yang teah diurvey, = variabe jari-jari tepi daam yang tidak diebarkan = variabe jari-jari tepi daam yang diebarkan

12 Gambar VII.4.Peebaran dimana hai urvei umbu jaan adaah pira. Pada gambar 90, d = deerenia paria dari kurva bagian daam; kemudian d d d d d d Perhatikan bahwa d = d dan / = diintegraikan, kita dapatkan (ihat peramaan ebeumnya; kemudian 3 (VII.) Di SC, = ; ehingga peramaan (46 menjadi 3 (VII.3) Dimana ama dengan panjang tepi daam dari jaan tang diebarkan dari titik yang berawanan di TS ke gari radia di SC. Sudut diukur daam radian (ama dengan derajat dibagi dengan ). Untuk bagian yang tidak diebarkan, + =. Contoh. Diberikan = 400t, = 0t, = 5 0 = 0.68 radian, dan = 3.0t. Diari niai dan, tepi daam dan tepi uar, diperebar dari TS ke gari radia di SC. Soui. = 400 (0+)(0.68) = 396.9t, dan = (0)(0.68) = 40.6t.

13 VII.3.4. Area Tambahan (Extra) Pada Jaan Yang Diebarkan. a. Tampang pira pada tiap ii. Pada gambar VIII.4, dibutuhkan peramaan untuk area tambahan pada pira yang diebarkan A antara engkung A C dan A C. Seperti dinyatakan pada ub bab 0, peebaran dianggap dimuai dari TS dan bertambah eara perahan ampai eet pada SC; dimana pertambahannya berubah menurut jarak dari TS ke SC. Dengan menggunakan notai pada ub bab 0, area turunan (dihitamkan) = da = Perbedaan antara dua ektor radiu dan adaah d d d d Nyatakan daam, integraikan dengan bata antara 0 dan, dan dikurangkan, diperoeh A 3 4 (VII.4) Dikaikan dua untuk kedua bagian pira, kemudian dibagi 9 untuk memberikan hai daam bentuk akar, dan nyatakan udut pira daam derajat, peramaan untuk kedua bagian pira (ihat gambar 9) = A adaah Akhirnya ( qyd) (VII.5) A B (VII.6) 9 Dimana B diberikan daam tabe 8 untuk niai dan dan untuk = 6,8,0, dan eet. Contoh. Diberikan = 400 t, = 0 0, = t, dan pada area peebaran. = 0 t. Diari bear ektra area tambahan Jawaban. Dengan menggunakan peramaan (VII.5), dan menurut tabe 8 (bagian 3), area ektra tambahan pada peebaran adaah q yd 3

14 b. Bagian puat ingkaran. Pada gambar 9, pada are A pada bagian meingkar yang mempunyai peebaran yang kontan t ama dengan turunan antara kedua ektor udut puat ( - ) dan jari-jari dan ( -), dimana = -0.5 ( merupakangari puat jari-jari); atau eara ebih ederhana, Area = (panjang bujur yang meewati gari tengah) x = = = L t q Dimana L adaah nomina panjang kurva gari tengah dari SC ke CS, dan udut dinyatakan daam radian. Gambar VII.5.. 4

15 Luaan per kaki dari gari tengah engkungan adaah L D 00 q t, (VII.7) Dimana D dinyatakan daam radian. Dibagi dengan 9 dan D dinyatakan daam derajat, kita akan memperoeh Lua per kaki gari uru tengah 9 D q yd (VII.8) Tabe 9 didaarkan pada peramaan(5) VII.3.5. Pemaangan (Laying Out) Tepi Daam Dari Peebaran Perkeraan. Sii daam dari area peebaran ebih mudah ditentukan dengan jarak radia ratarata dari gari tengah pira. Oet ini berubah-ubah tergantung dari jarak buur puat pira terhadap TS. Jadi, jika peebaran di SC adaah t, maka pada titik tengah adaah 0.5 t. Kau. Lengkung Tak Dipirakan VII.3.6. Tepi Daam Dari Peebaran. Jika jarak tangen awa terbata, engkung diebarkan pada ii daam, edangkan gari tengah dan tepi uar tetap konentri terhadap engkung ingkaran eperti ditunjukkan pada gambar 9. Tepidaam dari engkungan merupakan gabungan dari engkung ingkaran. Kurva meingkar pada bagian daam memungkinkan ekibiita dari ainemen dan tranii pada aat memauki dan meninggakan tikungan dengan ebih pendek, daripada engkung penuh. Pada gambar 9, = ebar norma jaan pada tangen; = kontanta ebar tambahan pada bagian tengah engkungan; = A F = perpanjangan dari A (PC) ke tepi daam peebaran = OA = jari-jari gari tengah engkung AC = OA = 0.5 = jari-jari ingkaran konentri A C ; 5

16 = O A = jari-jari ingkaran daam A B yang digabung pada B dengan jari-jari ingkaran konentri bagian daam = = - = ; g = A A = jarak dari A ke titik awa ingkaran daam, = udut puat kurva perpotongan AB, A B dan A B = udut puat kurva perpotongan AF pada radiu Meewati titik B dan B digambar gari B J dan BK diperpanjang ke O A dan OA. Gambar BN yang diperpanjang ke B J dan perhatikan bahwa udut NBB adaah. Kemudian g = KB JN = KB ( JB -NB ) = in in + in = ( - +) in (VII.9) Namun - = OA-OA = OM = g ot (VII.30) Maukkan peramaan (54) ke peramaan (53) kemudian dikurangkan, kita peroeh g = g o + in dimana g in o ot (VII.3) Dari peramaan (54) kita dapatkan = + g ot (VII.3) Jika FQ diperpanjang ke OA,menjadi = ver, (VII.33) dimana in = g/. Dengan demikian ver o in in in ( mendekati) Hai diata hampir tepat jika in angat kei jika dibandingkan dengan gabungannya. Maukkan ke peramaan (57) dan dikurangkan, kita memperoeh g (VII.34) Panjang dari buur bagian daam AB ama dengan 00 /D, dimana D 5,

17 Jika g dan (atau D) diketahui, maka area peeberan bagian daam ini dapat dietakkan. Oet dari PC ke engkungan hanya ebagai eking. Gari tangen yang digambar ke kurva bagian daam di F berpotongan dengan A A pada H (gambar 9). Kemudian, diperkirakan, Gambar VII.6. Peebaran dimana hai urvei umbunya adaah engkung ingkaran. A H ot (VII.35) g Perkiraan diata hampir tepat untuk niai yang kei, dimana in = g/, dan ot = /g ( mendekati ) Contoh. Diketahui = , = 8 t, D = 0 0, = t. Dianggap bahwa peebaran penuh dimuai dari 50 t didepan PC dan diperpanjang ampai bagian tengah engkungan pada 50 t dari PT. Diari : data untuk aying out engkung bagian daam ( buur ingkaran ). Jawaban. 7

18 Karena buur AB (gambar 9) = 50 t, hubungan udut puat = 50D/00 = (50 x 0)/00 = 5 0. Kemudian g = ot 0.5 = (.904) = 45.8 t. =5,730/D = 573 t. = 564 t. = +g ot = (45,8)(.430) =,087.6 t. D = 5,730/ = = F = 0.5(g /) = 0.96t.A H = /g = (0.96)(,087.6)/45.8 =.8t. Kau khuu ( = 0.5 ). Ha yang biaa diarankan adaah memperebar engkungan eara perahan di ekitar titik tengah tikungan ( gambar VII.7 ). Langkah ini ebagian menguntungkan untuk tikungan tajam di jaan kota. Gambar VII.7.. Kau khuu dari gambar VII.6.. Contoh. Diberikan = , = 30 t, D = 50 0, = 6.0t. Peebaran dianggap mengambi tempat di ekitar titik tengah tikungan, eperti ditunjukkan pada gambar 93. Diperukan : data aying out kurva bagian daam ( buur ingkaran ). Penyeeaian. =0.5 = ; g = ot 0.5 = 6(.3639) =.8 t; =5,79.58/50 = 4.59 t; =99.59 t;= +g ot 0.5 = (.8)(0.834) =0.8 t; D = 5,79.58/0.8 = = ; = 0.5g / = 0.5(.8) /0.8 = t. 8

19 VII.3.7.Area Tambahan (Ektra) Untuk Peebaran. Area yang diebarkan eara khuu pada bagian tengah peebaran kontan (gambar 9) = trapezoid O A A O + bagianoa B bagian O A B = 0.5( + )g + 0.5( ) 0.5( ) = 0.5( + )[g + ( - )], (60) Dimana udut diukur daam radian. Menggunakan peramaan (55) dan (56) untuk g dan dan perhatikan bahwa = 0.5, Peramaan (60) untuk area menjadi (ot )(ot ) ot ot ot (VII.37) Dikaikan untuk kedua ii tikungan, dibagi dengan 9 untuk mendaptkan hai daam bertuk kuadrat, kemudian diaktorkan, kita dapatkan Area = 9 ot ot ot ot (VII.38) Diberikan K= 9 ot ot Peramaan (6) dapat dtuikan ebagai berikut : Area = 5, dan perhatikan bahwa, D A B C (VII.39) D Daam ha ini A=,459.56K, B=K, dan C =K(ot 0.5 )(ot ). Dengan menerapkan peramaan (58) untuk berbagai niai, abe A, B, C teah dihitung dan diatat pada abe 30. Dengan D (derajat keengkungan dari gari tengah engkungan), (ebar jaan norma), (ebar tambahan), dan (udut puat yang dibentuk oeh buur AB)(gambar 9) diketahui, area peebaran tambahan (ektra) dapat ditentukan eara epat. Pada area terebut haru ditambahkan area ektra diekitar bagian tengah engkungan, dimana ebar tambahan tetap dan udut puat adaah (50) atau abe 9 memberikan hai yang dimakud. -. Peramaan 9

20 Contoh. Seuai ontoh (ub bab ebeumnya), kita teah diberikan = , = 8 t, D = 0 0, dan = t. Karena = 5 o, udut puat pada bagian ebar yang kontan adaah 3 o 30, dan buur perpotongan adaah (00 x 3.5)/0t = 35t. Diari : area tambahan ektra tota peebaran. dimana dari A Penyeeaian. Area pada kedua ujung dari ebar abe e = B C, D pada bagian ujung adaah abe 30 diperoeh A = 74.05, B = , dan C =.69. Kemudian area Dengan menggunakan yd q yd abe 9, area pada bagian tengah adaah (0.8)(35) = q Area keeuruhan peebaran = = 9.9 q yd. Contoh. Seuai pada ontoh (ub bab ebeumnya), kita teah diberikan = 00 o 0, = 30t, D = 50.0t, = 6.0t. Diari : area tambahan keeuruhan untuk peebaran yang mengambi titik tengah tikungan. Penyeeaian. Seuai tabe 30 dan = 0.5 = 50 o 0, kita peroeh A = , B = , C = Area keeuruhan untuk peebaran adaah q yd VII.4. Jarak Pandang VII.4..Pendahuuan. Teah diketahui eara ua bahwa kemampuan untuk dapat meihat ke depan angat diperukan demi keeamatan erta eiieni tranportai jaan raya. Pada pubikai yang diakukan oeh AASHO untuk keperuan peningkatan keeamatan daam 0

21 peranangan jaan raya adaah ebuah pamet berjudu A Poiy on Sight Ditane or Highway, teah diterima eara ua dinegara ini ebagai auan praktek. Jarak pandang adaah jarak jaan di depan yang maih dapat diihat oeh pengendara. Untuk keperuan praktek dan peakanaan, ha ini terbagi ata jarak pandang untuk berhenti dan jarak pandang untuk menyaip/mendahuui. VII.4.. Jarak Pandang Untuk Berhenti. Jarak pandang henti adaah keeuruhan jarak pada aat berjaan pada tiga interva waktu : () waktu bagi pengendara untuk memperkirakan bahaya, () waktu untuk bereaki, (3) waktu untuk berhenti eteah pengereman. Pada aat dua interva pertama, kendaraan meaju pada keepatan penuh, pada interva ketiga, keepatan berkurang hingga no, dan ha ini haru terjadi ebeum menabrak kendaraan yang berada didepannya. Gamabr VII.8.. Pernyataan terakhir dari Nationa Saety Couni (956) bahwa rata-tata reaki dari pengendara adaaha ¾ detik. Dengan interva ¾ detik ini, kendaraan yang meaju dengan keepatan 40 mph akan bergerak 44 t. Jarak pengereman (dinamakan d) tergantung pada keepatan dan tipe jaan. Dengan menggunakan hukum mekanik : gaya dikai jarak ama dengan perubahan energi kinetik, atau W Wv W d v (a) g 64.4,

22 v V Dimana d (VII.40) Dimana V adaah keepatan kendaraan (mph) eaat eteah pengereman dan adaah koeiien geek antara ban dan apa. Jika t(detik) adaah waktu reaki, yang diperkirakan.5 detik, kemudian 44 V Jarak henti = Vt, (VII.4) Niai aktor geekan ( dianggap kontan) untuk kondii norma, baah, apa baah yang beba dari umpur, aju, atau e angat bervariai dari 0.36 pada keepatan 30 mph ampai 0.9 pada keepatan 70mph. Tidak diperboehkan adanya atu titik dimana jarak pandang kurang dari jarak berhenti minimum. Jarak pandang dimana tidak boeh mendahuui berdaarkan ata jarak henti. AASHO menetapkan bahwa jarak antara gari pandang dari pengendara adaah ekitar 3 ¼ t diata permukaan apa ke objek yang berada di jaan etinggi 6 inhi, dengan anggapan bahwa objek yang ebih rendah dari 6 inhi tidak merupakan gangguan yang eriu jika tertabrak. VII.4.3.Jarak Pandang Untuk Mendahuui/Menyaip. Gambar VII.9. Eemen dari jarak pandang untuk mendahuui

23 Jarak pandang untuk mendahuui/menyaip adaah jarak terpendek yang memungkinkan bagi pengendara untuk berpindah ajur, meewati kendaraan ain, kemudian kembai ke ajur emua dengan eamat dan nyaman tanpa mengganggu kendaraan yang diewati ataupun kendaraan yang meaju dari arah berawanan dengan keepatan yang direnanakan yang memungkinkan eteah manuver dimuai (ihat gambar VIII.8, VIII.9, VIII.0.). VII.4.4. Jarak Pandang Sepanjang Lengkung Horizonta. Viibiita pada engkung horizonta dibatai dengan perhitunggan gangguan eperti bangunan atau tepi jaan. Dua kau akan dikemukakan : () Jika jarak pandang S kurang dari panjang engkung L, yaitu, jika S<L (gambar VIII,), () jika S>L (gambar VIII.98). M = jarak aman, t, dari gari tengah jaan ke gangguan S = jarak pandang, t, epanjang gari tengah jaan; = jari-jari kurva gari tengah, t; D = derajat hubungan dari kurva. Gambar VII.0. Tota jarak pandang menyaip untuk jaan raya dua jaur. 3

24 Bear jarak pandang bukan merupakan gari hubung AB; buur yang dibentuk oeh gari ini menyatakan bagian meintang dari kendaraan, karena bagian ini merupakan jarak untuk berhenti yang dapat digunakan. Pada bagian ini mempunyai jari-jari 6t ebih pendek dibanding dengan jari-jari dari gari tengah yang digunakan daam rumu berikutnya. Pemotongan ebanyak 6 t dari niai M yang teah dihitung diakukan untuk mendapatkan akurai yang ebih baik. Bagaimanapun juga, penganggapan yang dibuat bahwa gari AC = ½ S dimakudkan untuk mengkompenai perbedaan ini. Kau. S < L Dari gambar 97 AC AD M, dan (a) AD M (b) Maukkan (b) ke (a), dan tentukan AC = ½ S, kemudian dikurangkan, kita dapatkan S 8 M S = 8 x M, dan (VII.4) (VII43) Gambar VII.. Jarak pandang diekitar engkung horionta dimana S < L M Niai M yang ebih tepat dapat diari. Karena o, 4

25 Kita mendapatkan M = ( - o ) = ver, Daam ha ini = (S/00) x D (VII.44) Contoh. Jarak aman terhadap bangunan adaah 30t dan jarak pandang yang diinginkan ketika meewati kurva horizonta adaah 600t. Diari : radiu kurva minima. Penyeeaian. Menggunakan peramaan (VII.4) , 500 t 8 30 Contoh. Penyeeaian. Diberikan D = 4 o dan S =,000t. Diari : Jarak aman terhadap bangunan. (a) menggunakan peramaan (VII.43),000,000 M 87 t 8,43 (b) Menggunakan peramaan (68) M =,43 x ver 0 o = 86t. Kau. S > L. Pada gambar 98, Jarak pandang bertampaan dengan kurva pada jarak tangen d t pada titik kurva, ehingga S = L +d, atau d = ½ (S L). Pada egitiga ACD, ADO, dan AEO, AC AD M, (a) AD AO M, (b) AO AE () 5

26 Gambar VII.. Jarak pandang diekitar engkung horionta dimana S > L Maukkan AE = d = ½ (S L) pada peramaan () dan maukkan ke peramaan (b), kita peroeh 4 AD S L M (d) Maukkan peramaan (d) ke (a), kemudian dikurangkan, kita peroeh AC S L M 4 Maukkan AC = ½ S ke peramaan (e) dan dikurangkan, kita peroeh L S L M 8 (e) (VII.45) VII.4.5. Jarak Pandang Pada Lengkung Vertika. Peramaan untuk jarak pandang pada engkung vertika diata punak dibagi menjadi dua kau : () jika jarak pandang S euruhnya berada di kurva ( S < L ); () jika jarak pandang bertampaan dengan kurva dan diperpanjang hingga tangen ( S > L ). Pada gambar 99, S = (d + d ), t; h, h = ketinggian gari pandang (t) diata jaan, huntuk mata pengendara dan h untuk objek atau bahaya pada ajur jaan. 6

27 Gambar VII.3 Jarak pandang pada engkung vertika dimana S < L L, A, dan e merujuk pada kurva vertika (paraboa) dan mempunyai arti umum eperti pada bab 5, keuai bahwa L diukur daam eet (tergantung taion) dan niai aboute (bukan niai negati) yang digunakan untuk A, dimana A = eiih niai ajabar daam peren. Sehingga, e = AL/800. Kau. S < L. Dengan hukum paraboa, bearan oet berubah menurut kuadrat jaraknya. Oeh karena itu, dari gambar 99, kita dapatkan e = k ( ½ L) (a) h = k (d ) ; h = k (d ) (b) Membagi (b) dengan (a) memberikan 4 d h 4 d h ; L e L e ; () Karena e = AL/800, penyeeaian peramaan () untuk d dan d, dan ditambahkan,kita peroeh S d Kemudian d h h 00L A (d) S A L (VII.46) 00 h h Dimana L adaah panjang kurva vertika untuk jarak pandang S pada beragam niai A. Jika h = h = 3.75t (kondii menyaip), ( S < L ), 7

28 S A L (VII.47) 3,000 Jika h = 3.75t, h = 6 ini = ½ t (kondii berhenti), (S < L), S A L (VII.48),400 Kau. S > L. pada gambar 00, menganggap niai kaar g, kita dapatkan h g S L 00 (a) h g Untuk niai A yang menyebabkan niai S minimum, kemiringan pada g akan ama dan berkebaikan dengan kemiringan g. Gambar VII.4. Jarak pandang pada engkung vertika dimana S > L. Dengan menetapkan niai turunan pertama S = 0, kita peroeh g h g h Seanjutnya, h 0, atau g g h h h h A (niai kaar) = g +g = g g h h (b) Lau, g h h g h h A; A () h h Maukkan () ke (a) dan dikurangkan, kita dapatkan 8

29 S L 00 h A h (d) Dimana L 00 h h S (VII.49) A Jika h = h = 3.75t (kondii menyaip), S > L, 3,000 L S (VII.50) A Jika h =3.75t, h = 6ini = ½ t (kondii berhenti), dimana S > L,,400 L S (VII.5) A TABEL A. JAAK PANDANG PADA LENGKUNG VETIKAL CEMBUNG. Henti: h = 3,75 t; h = 0,50 t Keepatan renana Jarak pandang ( mph ) ( t ) Mendahuui :h = 3,75 t h = 4,00 t Keepatan renana Jarak pandang ( mph ) ( t )

30 Gambar VII.5. Jarak pandang mendahuui untuk engkung vertika embung. Gambar VII.6. Deain kontro untuk engkung vertka embung. 30

31 Gambar VII.7. Jarak pandang ekitar engkung horionta dimana S < L VII.4.6. Lengkung Vertika Cekung. Pada aat ini ( kebijakan AASHO ), tidak ada atu kriteria tungga yang digunakan eara ua untuk menetapkan panjang dari engkung vertika ekung. Paing edikit terdapat 4 kriteria yang dikena. Yaitu () jarak inar ampu depan, () kenyamanan pengendara, (3) kontro drainae, (4) aturan untuk kenampakan umum.. Jarak Sinar Lampu Depan. a. S < L. Pada gambar 04, ampu depan kendaraan (mobi di O) dianggap.0 t diata jaan, dan inar ampu mempunyai udut buka o dari horizonta. Tangen pada kurva paraboa OB adaah OV dan VB, dan OVD merupakan umbu datar auan. S adaah jarak pandang dari O ke perpotongan antara inar ampu dan permukaan jaan (di B ) Karena A/00 = Seiih tinggi per t dari gari kemiringan VD dan VB, maka (gambar 04) A L DB (a) 00 3

32 Gambar VII.9. Jarak inar ampu dimana S > L Demikian pua berdaarkan hukum oet, D B S L DB S L Karena tan o = 0.075, AL 00 A S 00L D B S () Menyuun peramaan (b) dan () dan dikurangkan, kita dapatkan (b) L S 400 A 3.6S Dimana L dan S daam eet dan A = g g (niai mutak) (VII.5) b. S > L. Pada gambar 05, OV dan VB merupakan tangen dari paraboa OB, Jika VB diperpanjang ke VB, dimana B merupakan perpotongan inar ampu dengan permukaan jaan, kemudian A L D B S (a) 00 Juga, D B = S Suun peramaan (a) dan (b) dan dikurangkan, kita dapat (b) 3

33 L S S (VII.53) A Gambar VII.0.Lengkung ekung berdaarkan aktor kenyamanan.. Eek kenyamanan terhadap perubahan arah vertika ebih jea teraa pada kurva vertika ekung dibanding embung karena gaya gravitai dan entriuga ebih tergabung daripada gaya-gaya ainnya. Eek ini pada aat ini beum terukur namun keimpuan kaar oeh AASHO meyatakan bahwa berkendaraan ebih nyaman pada kurva vertika ekung jika perepatan entripeta tidak ebih dari eet per detik per detik. Miakan V = keepatan yang direnanakan, mph, edangkan panjang kurva L dan jari-jari daam eet. (gambar 06). v Dengan daar bahwa perepatan entripeta =, kita peroeh (dengan v = t/det) 44 V V.5 (a) 30 Daam ha ini, =.5 V Karena eara praktek paraboa erupa dengan ingkaran dengan jari-jari, L = =.5V Dimana Dan juga, adaah udut puat daam radian. (b) () 33

34 A ( 06) 00 gambar Maukkan (d) ke (), kita peroeh (d).5v V A L A (VII.54) Tuga : Doen memberikan tuga kepada para mahaiwa/etiap regu untuk mendikuikan maing=maing atu topik dari eemen-eemen keeamatan dan kenyamanan daam tranportai dan menyimpukan keemahan dan keuntungan maingmaing. Latihan : Mahaiwa diminta untuk menghitung eemen-eemen geometri dari etiap kau /maam tindakan untuk keeamatan auinta eperti uper eevai, engkung peraihan, jarak pandang henti dan menyiap pada engkung horionta dan vertika. angkuman : Eemen-eemen keeamatan daam tranportai antara ain : uper eevai., buur peraihan (pira) jarak pandang henti dan menyiap baik daam engkung horionta dan vertika, peebaran pada tikungan, peebaran perkeraan d, merupakan ha yang angat penting terutama daam ha auita yang epat, agar pengendara meraa aman dan nyaman. eereni. Dirjen Bina Marga, 990, Speiikai Standar untuk Perenanaan Geometrik Jaan Luar Kota, Departemen Pekerjaan Umum. Hikeron, T.F., 964, oute Loation and Deign, Fith Edition, M. Graw-Hi Book Company, New York. 3. Kavanagh,B.F.,997. Surveying with Contrution Appiation, Prentie Ha In, New Jerey. 4. Meyer, C.F., 970, oute Surveying, M Graw-Hi Book Company, New York. 5. Tumewu, L,977, oute Survey, Departemen Geodei FTSP-ITB, Bandung. 34

35 35