BAB IV ANALISA KONSTRUKSI PERKERASAN JALAN BETON. genangan air laut karena pasang dengan ketinggian sekitar 30 cm. Hal ini mungkin

Transkripsi

1 BAB IV ANALISA KONSTRUKSI PERKERASAN JALAN BETON 4.1 Menentukan Kuat Dukung Perkerasan Lama Seperti yang telah disebutkan pada bab 1, di Jalan RE Martadinata sering terjadi genangan air laut karena pasang dengan ketinggian sekitar 30 cm. Hal ini mungkin terjadi disebabkan karena tinggi muka jalan lebih rendah dari muka air laut saat pasang. Oleh karena itu dilakukan peningkatan ketinggian struktur dengan menambahkan lapisan berupa agregat kelas A yang mempunyai nilai CBR 70 % dengan ketebalan 60 cm yang dijadikan sebagai pondasi di atas beton eksisting. Sedangkan untuk kuat dukung perkerasan lama sebesar k = 14 kg/cm² (140 kpa/mm). Dengan mengkorelasikan nilai k terhadap nilai CBR pada gambar L.1 diperoleh nilai CBR efektif 50 %. Tabel 4.1 Koefisien kekuatan relatif Koefisien Kekuatan Relatif Kekuatan Bahan a1 a2 a3 MS (kg) Kt (kg/cm) CBR (%) Jenis Bahan - 0, Batu pecah (kelas A) - 0, Batu pecah (kelas B) - 0, Batu pecah (kelas C) - - 0, SIRTU / Pitrun (kelas A) - - 0, SIRTU / Pitrun (kelas B) - - 0, SIRTU / Pitrun (kelas C) - - 0, Tanah / Lempung kepasiran Sumber dari SKBI / SNI IV-1

2 4.2 Perhitungan Tebal Perkerasan Perhitungan LHR hasil survei Untuk perhitungan tebal lapis perkerasan digunakan LHR 24 jam, maka untuk mengkonversi Volume Jam Perencanaan ( VJP ) menjadi LHR digunakan nilai k yang merupakan faktor untuk mengubah arus jam puncak. Besarnya nilai faktor persentase k = 8 % ( sumber MKJI, 1997 ). Tabel 4.2 Faktor persentase k Penduduk > 1 juta jalan pada daerah komersial dan jalan arteri 7-8% jalan pada daerah komersial dan jalan arteri 8-9% Penduduk < 1 juta jalan pada daerah komersial dan jalan arteri 8-10% jalan pada daerah komersial dan jalan arteri 9-12% Sumber dari MKJI, 1997 Tabel 4.3 Perhitungan LHR pada STA jenis kendaraan m pnpg bus truk 2as kcl truk 2as bsr truk 3as 4as 5as 6as wib wib rata2 per jam wib wib rata2 per jam wib wib rata2 per jam LHR ( rata2 / 8% ) Keterangan : data LHR yang digunakan diambil dari rata-rata hari tertinggi IV-2

3 4.2.2 Data parameter perencanaan Kuat tarik lentur (fcf) : 4,5 Mpa (f c = 350 kg/cm²) Tidak menggunakan bahu jalan Menggunakan ruji (dowel) Lajur rencana : 2 jalur, 4 lajur Data lalu-lintas harian rata-rata : - Mobil Penumpang : 7219 buah/hari - Bus : 413 buah/hari - Truk 2as kecil : 675 buah/hari - Truk 2as besar : 1309 buah/hari - Truk 3as : 656 buah/hari - Truk container 4as : 916 buah/hari - Truk container 5as : 334 buah/hari - Truk container 6as : 306 buah/hari - pertumbuhan lalu-lintas (i) : 3.28 % per tahun - Umur rencana (UR) : 20 tahun IV-3

4 4.2.3 Analisis lalu-lintas Tabel 4.4 Perhitungan jumlah sumbu berdasarkan jenis dan bebannya STA Konfigurasi beban Jml Jenis sumbu (ton) Jml Sumbu Jml Kendaraan RD RB RGD RGB STRT STRG STdRG Kend. Per Sumbu BS JS BS JS BS JS (bh) Kend (bh) (ton) (bh) (ton) (bh) (ton) (bh) (bh) MP Bus Truk 2as kcl Truk 2as bsr Truk 3as Truk 4as Truk 5as Truk 6as TOTAL Keterangan : RD = Roda Depan, RB = Roda Belakang, RGD = Roda Gandeng Depan, RGB = Roda Gandeng Belakang, BS = Beban Sumbu, JS = Jumlah Sumbu, STRT = Sumbu Tunggal Roda Tunggal, STRG = Sumbu Tunggal Roda Ganda, STdRG = Sumbu Tandem Roda Ganda Tahap penghitungannya: 1. menentukan konfigurasi beban sumbu berdasar jenis kendaraan seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.3 : contoh : truk 3as mempunyai beban sumbu RD ( Roda Depan ) 6 dan beban sumbu RB ( Roda Belakang ) 14 serta jumlah sumbu per kendaraan 2 buah, maka jumlah sumbu merupakan jumlah IV-4

5 kendaraan dikalikan jumlah sumbu per kendaraan yaitu 656 x 2 = 1312 buah. 2. menentukan STRT, STRG atau STdRG masing-masing jenis kendaraan : contoh : truk 3as mempunyai STRT dengan beban sumbu 6 dan jumlah sumbu 656, STdRG dengan beban sumbu 14 dan jumlah sumbu menentukan jumlah total STRT, STRG atau STdRG masing-masing jenis kendaraan : contoh : Jumlah total STdRG diperoleh dari penjumlahan jumlah sumbu masing-masing jenis kendaraan yang mempunyai Sumbu Tendem Roda Ganda. Total STdRG = jumlah sumbu 3as + jumlah sumbu truk 5as + jumlah sumbu truk 6as = = 1908 buah Jumlah sumbu kendaraan niaga (JSKN) selama umur rencana (20 tahun). JSKN = 365 x JSKNH x R (R diambil dari tabel 3.2) = 365 x x 27,82 = JSKN rencana = 0,45 x = ,55 IV-5

6 4.2.4 Perhitungan Repetisi Sumbu yang terjadi Tabel 4.5 Perhitungan repetisi sumbu rencana STA Jenis Beban Jumlah Proporsi Proporsi Lalu-lintas Repetisi Sumbu Sumbu Sumbu Beban Sumbu Rencana yang terjadi (ton) = 4x5x6 STRT Total STRG Total STdRG Total Komulatif Contoh perhitungan : 1. kolom 1 merupakan jenis sumbu, STRT, STRG dan STdRG 2. kolom 2 beban sumbu masing-masing jenis sumbu 3. kolom 3 jumlah sumbu dari penjumlahan sumbu yang mempunyai beban sama 4. kolom 4 proporsi beban diperoleh dari jumlah sumbu masing-masing beban dibagi jumlah sumbu masing-masing jenis sumbu, contoh : 2212 : 5284 = 0, kolom 5 proporsi sumbu diperoleh dari jumlah sumbu masing-masing jenis IV-6

7 sumbu dibagi total jumlah sumbu, contoh : 5284 : ( ) = kolom 6 lalu-lintas rencana dari JSKN rencana = kolom 7 repetisi yang terjadi = kolom 4 x kolom 5 x kolom 6 = 0, x 0,43 x = ,22 8. total repetisi yang terjadi merupakan jumlah dari seluruh repetisi yang terjadi masing-masing beban sumbu Perhitungan tebal pelat beton Faktor keamanan : 1,1 (dari tabel 3.3) Tebal taksian pelat beton : 250 mm > 150 mm ( syarat minimal ) Kuat tarik lentur (fcf) : 4,5 Mpa CBR efektif : 50 % IV-7

8 Tabel 4.6 Analisa Fatik dan Erosi STA dengan tebal 250 mm Jenis Beban Beban Repetisi Faktor Analisa fatik Analisa Erosi Sumbu Sumbu Rencana yang Tegangan Repetisi Persen Repetisi Persen ton (kn) Per roda terjadi dan Erosi Ijin Rusak Ijin Rusak (kn) (%) (%) =4*100/6 8 9=4*100/8 STRT 6 (60) TE=0.65 TT 0 TT 0 5 (50) FRT=0.144 TT 0 TT 0 4 (40) FE=1.9 TT 0 TT 0 3 (30) TT 0 TT 0 2 (20) TT 0 TT 0 14 (140) TT 0 3.7x10^ (100) TE=1.06 TT 0 TT 0 STRG 8 (80) FRT=0.236 TT 0 TT 0 5 (50) FE=2.5 TT 0 TT 0 STdRG 14 (140) TE=0.89 TT 0 TT 0 10 (100) FRT=1.98 FE=2.61 TOTAL 0 % < 100 % % > 100 % Keterangan : TE = Tegangan Ekivalen, FRT = Faktor Rasio Tegangan, FE = Faktor Erosi, TT= Tidak Terbatas. Dari hasil perhitungan pada tabel 4.6 analisa fatik dan erosi diperoleh % rusak fatik lebih besar dari 100 %, maka perhitungan tebal pelat diulang kembali dengan menambah tebal taksiran. Contoh perhitungan : 1. kolom 1 merupakan jenis sumbu, STRT, STRG dan STdRG 2. kolom 2 beban sumbu masing-masing jenis sumbu 3. kolom 3 beban rencana roda ( KN ) diperoleh dari kolom 2 dikalikan faktor IV-8

9 keamanan beban dan dibagi jumlah roda, contoh : ( 140 x 1,1 ) / 4 = 38,5 4. kolom 4 repetisi sumbu yang terjadi dari nilai kolom 7 pada tabel perhitungan repetisi sumbu rencana 5. Kolom 5 faktor tegangan dan erosi, TE dan FE diambil dari tabel 3.4 dengan asumsi tebal plat beton 250 mm dan CBR efektif 50%. Sedang FRT diperoleh dari TE dibagi kuat tarik lentur ( fcf ), contoh untuk jenis sumbu STRG : FE / fcf = 1,06 / 4.5 = Kolom 6 dan 8 tegangan ijin diperoleh dari hasil memplotkan pada gambar L.4 dan gambar L.5 7. Kolom 7 diperoleh dari kolom 4 kali 100 dan dibagi kolom 6 8. Kolom 9 diperoleh dari koom 4 kali 100 dan dibagi kolom 8, contoh : (( ,46 X 100) / ) = 113,12 % > 100 % Karena dari analisa erosi lebih besar dari 100 %, maka taksiran tebal perkerasan ditambah menjadi 260 mm dan perhitungan diulangi sama seperti proses perhitungan di atas. Berikut hasil perhitungan 4 segmen berbeda dengan taksiran tebal perkerasan 260 mm. IV-9

10 Tabel 4.7 Analisa Fatik dan Erosi STA dengan tebal 260 mm Jenis Beban Beban Repetisi Faktor Analisa fatik Analisa Erosi Sumbu Sumbu Rencana yang Tegangan Repetisi Persen Repetisi Persen ton (kn) Per roda terjadi dan Erosi Ijin Rusak Ijin Rusak (kn) (%) (%) =4*100/6 8 9=4*100/8 STRT 6 (60) TE=0.61 TT 0 TT 0 5 (50) FRT=0.136 TT 0 TT 0 4 (40) FE=1.85 TT 0 TT 0 3 (30) TT 0 TT 0 2 (20) TT 0 TT 0 14 (140) TT 0 5x10^ (100) TE=1 TT 0 TT 0 STRG 8 (80) FRT=0.222 TT 0 TT 0 5 (50) FE=2.45 TT 0 TT 0 STdRG 14 (140) TE=0.85 TT 0 TT 0 10 (100) FRT=0.189 TT 0 TT 0 FE=2.56 TOTAL 0 % < 100 % % < 100 % Tabel 4.8 Analisa Fatik dan erosi STA dengan tebal 260 mm Jenis Beban Beban Repetisi Faktor Analisa fatik Analisa Erosi Sumbu Sumbu Rencana yang Tegangan Repetisi Persen Repetisi Persen ton (kn) Per roda terjadi dan Erosi Ijin Rusak Ijin Rusak (kn) (%) (%) =4*100/6 8 9=4*100/8 STRT 6 (60) TE=0.61 TT 0 TT 0 5 (50) FRT=0.136 TT 0 TT 0 4 (40) FE=1.85 TT 0 TT 0 3 (30) TT 0 TT 0 2 (20) TT 0 TT 0 14 (140) TT 0 5x10^ (100) TE=1 TT 0 TT 0 STRG 8 (80) FRT=0.222 TT 0 TT 0 5 (50) FE=2.45 TT 0 TT 0 STdRG 14 (140) TE=0.85 TT 0 TT 0 10 (100) FRT=0.189 TT 0 TT 0 FE=2.56 TOTAL 0 % < 100 % % < 100 % IV-10

11 Tabel 4.9 Analisa Fatik dan Erosi STA dengan tebal 260 mm Jenis Beban Beban Repetisi Faktor Analisa fatik Analisa Erosi Sumbu Sumbu Rencana yang Tegangan Repetisi Persen Repetisi Persen ton (kn) Per roda terjadi dan Erosi Ijin Rusak Ijin Rusak (kn) (%) (%) =4*100/6 8 9=4*100/8 STRT 6 (60) TE=0.61 TT 0 TT 0 5 (50) FRT=0.136 TT 0 TT 0 4 (40) FE=1.85 TT 0 TT 0 3 (30) TT 0 TT 0 2 (20) TT 0 TT 0 14 (140) TT 0 5x10^ (100) TE=1 TT STRG 8 (80) FRT=0.222 TT 0 TT 0 5 (50) FE=2.45 TT 0 TT 0 STdRG 14 (140) TE=0.85 TT 0 TT 0 10 (100) FRT=0.189 TT 0 TT 0 FE=2.56 TOTAL 0 % < 100 % % < 100 % Tabel 4.10 Analisa Fatik dan Erosi STA dengan tebal 260 mm Jenis Beban Beban Repetisi Faktor Analisa fatik Analisa Erosi Sumbu Sumbu Rencana yang Tegangan Repetisi Persen Repetisi Persen ton (kn) Per roda terjadi dan Erosi Ijin Rusak Ijin Rusak (kn) (%) (%) =4*100/6 8 9=4*100/8 STRT 6 (60) TE=0.61 TT 0 TT 0 5 (50) FRT=0.136 TT 0 TT 0 4 (40) FE=1.85 TT 0 TT 0 3 (30) TT 0 TT 0 2 (20) TT 0 TT 0 14 (140) TT 0 5x10^ (100) TE=1 TT STRG 8 (80) FRT=0.222 TT 0 TT 0 5 (50) FE=2.45 TT 0 TT 0 STdRG 14 (140) TE=0.85 TT 0 TT 0 10 (100) FRT=0.189 TT 0 TT 0 FE=2.56 TOTAL 0 % < 100 % % < 100 % IV-11

12 4.3 Perhitungan Perkerasan Beton Bersambung Dengan Tulangan Data teknis : - Tebal pelat : 26 cm - Lebar pelat 2 x 3 : 2 x 3 m - Panjang pelat : 15 m - Koefisien gesek antara pelat beton dengan pondasi bawah : 1,8 - Kuat tarik ijin baja : 240 MPa - Gravitasi (g) : 9,81 m/dt² Perhitungan tulangan memanjang µ. L. M. g. h As = fs 1,5 x 15 x 2400 x 9,81 x 0,260 As perlu = = 286,65 mm²/m 2 x 240 As min = 0,14 % x luas pelat ( SNI 91 ) As min = 0,14 % x 260 x 1000 = 364 mm²/m > As perlu Dipergunakan tulangan dengan diameter 12 mm dan jarak 250 mm, maka As = 453 mm²/m IV-12

13 4.3.3 Perhitungan tulangan melintang µ. L. M. g. h As = fs 1,5 x 6 x 2400 x 9,81 x As perlu = = mm²/m 2 x 240 As min = 0,14 % x luas pelat ( SNI 91 ) As min = 0,14 % x 260 x 1000 = 364 mm²/m > As perlu Dipergunakan tulangan dengan diameter 12 mm dan jarak 300 mm. maka As = 377 mm²/m Dowel dan Tie bar Untuk sambungan melintang digunakan dowel dengan diameter 36 mm, panjang 45 cm dan jarak antar dowel 300 mm serta kedalaman kurang lebih seperempat dari tebal pelat. Sedangkan untuk sambungan memanjang digunakan tie bar berdiameter 20 mm, panjang 84 cm dan jarak 60 cm. 4.4 Pelaksanaan Pekerjaan Perkerasan Beton Pemasangan lembar kedap air Untuk mencegah air semen meresap ke bawah, maka perlu dipasang lembar kedap air di bawah lapisan beton. Sebelum penghamparan beton dimulai pada lembar kedap air dibasahi secukupnya agar tetap lembab dan untuk mencegah penguapan lainnya. IV-13

14 Lembar kedap air tersebut harus dipasang di atas permukaan yang telah siap, lembar-lembar yang berdampingan dipasang tumpang tindih dengan lebar tumpangan tidak boleh kurang dari 10 cm pada arah lebar dan 30 cm pada arah memanjang. Pemasangan lembar kedap air harus dipasang secara hati-hati untuk mencegah sobeknya lembar-lembar tersebut. Juga harus diperhatikan kemungkinan rusaknya lembaran akibat angin Pemasangan acuan Acuan yang digunakan harus cukup kuat untuk menahan beban peralatan pelaksanaan, mempunyai tinggi sama dengan tebal rencana plat beton dan dibuat miring mengikuti kemiringan normal jalan sebesar 2 %. Acuan harus dilengkapi sedemikian rupa sehingga setelah dipasang cukup kokoh, tidak melentur atau turun akibat tumbukan dan getaran alat penghampar dan alat pemadat. Ujung-ujung acuan yang berdampingan harus mempunyai sistem penguncian untuk menyambung dan mengikat erat acuan-acuan tersebut. Pemasangan acuan baja maupun kayu pada prinsipnya sama, pondasi acuan harus dipadatkan dan dibentuk sesuai aliyemen dan ketinggian jalan yang bersangkutan sehingga acuan saat dipasang dapat disangga secara seragam pada seluruh panjangnya dan terlatak pada elevasi yang benar. Setiap bagian acuan harus benarbenar terikat kuat sehingga tidak dapat bergerak. IV-14

15 Acuan harus tetap dipasang selama paling sedikit 8 jam setelah penghamparan beton. Setelah acuan dibongkar, tepi-tepi beton yang terbuka harus segera dirawat Pemasangan Ruji ( Dowel ) dan tulangan Batang ruji dipasang di tengah ketebalan pelat pada sambungan melintang dan tie bar pada sambungan memanjang. Sebelum dilakukan pengecoran batang ruji yang bisa bergerak bebas dilapisi dengan bahan pencegah karat, sesudah lapisan pencegah karat kering kemudian dilapisi dengan pelumas. Bagian ujung ruji yang dapat bergerah bebas diberi penutup ruji. Pemasangan tulangan dilakukan sesuai gambar rencana, batang-batang baja yang disambung bagian ujung-ujungnya harus berimpit sepanjang tidak kurang dari 30 kali diameternya dan pada setiap persilangan diikat secara kuat untuk memastikan tulangan tetap pada posisinya saat pengecoran Pengecoran dan penyelesaian akhir beton Pada proyek ini menggunakan beton siap hampar ( Ready Mixed Concrete ) yang harus tetap diaduk, ditangani dan diangkut ke lapangan sesuai dengan spesifikasi beton siap hampar. Untuk menyalurkan dari kendaraan pengangkut dan IV-15

16 menuangkannya secara seragam ke permukaan yang telah dibentuk tanpa pemisahan butir, harus disediakan peralatan yang cocok. Pelaksanaan pengecoran dengan mengalirkan adukan beton dari truk pengangkut dan menuangkan pada badan jalan yang sudah dipasang acuan, kemudian dihampar secara manual dengan tenaga manusia pada setiap tempat tanpa terjadi pemisahan butir ( segresi ) dan tanpa merusak permukaan yang dihampar. Seluruh perkerasan dipadatkan seefektif mungkin, yang perlu diperhatikan dalam pemadatan pada tepitepi sepanjang sumbu dan pada sambungan-sambungan lain. Pemadatan dilakukan dengan mesin penggetar internal yang dioperasikan di dalam beton untuk mengeluarkan udara sewaktu mesin penghampar bergerak. Selanjutnya dilakukan penyelesaian akhir dengan alat concret finisher untuk memadatkan, membentuk permukaan dan meratakan beton yang masih plastis, sehingga dapat memberikan beton yang padat, seragam, dan untuk mendapatkan permukaan yang disyaratkan serta hanya memerlukan penyelesain akhir yang minim. Setelah itu kemudian dibuat alur ( grooving ) pada permukaan plat beton secara manual setelah beton dalam keadaan setengah mengeras sekitar 3-4 jam setelah pengecoran dan dilakukan perapian tepi sepanjang garis cetakan dengan peralatan pembentuk tepi. IV-16

17 4.4.5 Perawatan dan perlindungan beton Pada permukaan dan bidang tegak beton seluruhnya ditutupi dengan lembar goni. Sebelum ditutup, penutup harus dibuat jenur air. Lembar penutup diletakkan sedemikian rupa sehingga menempel dengan permukaan beton dan diletakkan setelah beton mengeras untuk mencegah pelekatan. Selama masa perawatan ini lembar goni tetap dalam keadaan basah dan pada tempatnya. IV-17