BAB IV HASIL DAN ANALISIS. Data yang digunakan untuk analisa tugas akhir ini diperoleh dari PT. Wijaya

Transkripsi

1 BAB IV HASIL DAN ANALISIS 4.1. Persiapan data dari sumbernya Data yang digunakan untuk analisa tugas akhir ini diperoleh dari PT. Wijaya Karya sebagai kontraktor pelaksana pembangunan JORR W2 dan PT. Marga Lingkar Jakarta sebagai ownernya. Data data yang diperoleh adalah sebagai berikut : Flexural Strength atau kuat tarik lentur beton (fc f ) : 640 psi = 4,41 MPa, fc : 367,4 kg/cm² CBR tanah dasar : 6 % Bahu beton Ruji (dowel) Jenis Perkerasan : Tidak : Ya : Perkerasan Kaku Beton Bersambung Tanpa Tulangan Data Lalu lintas tahun 2010 yang diperoleh dari sumber : Mobil Penumpang (Sedan, Jeep, Station wagon, pick up, truk kecil, bus kecil) : kend./hari Bis besar 2 as : 684 kend./hari IV - 1

2 Truk besar 2 as : kend./hari Tronton 3 as : 780 kend./hari Truk Gandengan 4 as : 319 kend./hari Trailer 5 as : 319 kend./hari Umur Rencana (UR) : 20 tahun Pertumbuhan Lalu lintas (i) : 5% per tahun Dari data lalu lintas tersebut akan digunakan untuk merencanakan tebal perkerasan di tahun 2011, sehingga dikembangkan dengan rumus pertumbuhan lalu lintas sebagai berikut : LHR 2011 = Ʃ LHR 2010 (1 + i) Dimana : i = Pertumbuhan lalu lintas n = Deviasi tahun yang ditentukan n = = 1 IV - 2

3 Dengan contoh perhitungan sebagai berikut : Mobil penumpang = (1 + 0,05) = kend./hari Sehingga perhitungan selanjutnya dapat dianalogikan dengan tabel berikut : Tabel 4.1. Perhitungan pertumbuhan lalu lintas Jenis Kendaraan LHR tahun 2010 LHR tahun 2011 Mobil Penumpang Bis besar 2 as Truk besar 2 as Tronton 3 as Truk Gandengan 4 as Trailer 4 as Total Dengan rencana jalan 2 jalur, dan 3 lajur perjalur dibuat dengan perkerasan beton bersambung tanpa tulangan (BBTT). IV - 3

4 4.2. Analisa lalu lintas a. Menghitung jumlah sumbu berdasarkan jenis dan bebannya Tabel 4.2. Jumlah sumbu berdasarkan jenis dan bebannya Jenis Kendaraan Konfigurasi beban sumbu (ton) RD RB RGD RGB Jumlah kendaraan (buah) Jumlah sumbu per kendaraan (buah) Jumlah sumbu (buah) = 3 x MP Bis besar 2 as Truk besar 2 as Tronton 3 as tandem Truk gandengan 4 as Trailer 4 as Total BS (ton) STRT JS (buah) BS (ton) STRG JS (buah) BS (ton) STdRG JS (buah) 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. Penjelasan langkah perhitungan jumlah sumbu berdasarkan jenis dan bebannya : 1. Kolom 1, menjelaskan penggolongan jenis kendaraan. 2. Kolom 2, menentukan konfigurasi beban sumbu berdasarkan jenis kendaraan. 3. Kolom 3, jumlah kendaraan diambil dari data lalu lintas harian tahun Kolom 4, jumlah sumbu per kendaraan. IV - 4

5 5. Kolom 5, jumlah sumbu didapat dari jumlah kendaraan (kolom 3) dikalikan dengan jumlah sumbu per kendaraan (kolom 4). Contoh : Jumlah Sumbu Bis besar 2 as = Jml. Kend. x Jml. Sumbu per kend. = 718 x 2 = 1436 bh 6. Kolom 6 s/d kolom 11, menentukan STRT, STRG, STdRG masing - masing jenis kendaraan. Contoh : Truk besar 2 as mempunyai STRT dengan beban sumbu 7,2 ton dengan jumlah sumbu 1675 buah dan mempunyai STRG dengan beban sumbu 11 ton dengan jumlah sumbu 1675 buah. 7. Menentukan jumlah total STRT, STRG, dan STdRG masing-masing jenis kendaraan. Contoh : Jumlah total STRT didapat dari hasil penjumlahan sumbu masing-masing jenis kendaraan. Jumlah total sumbu STRT = = 3882 IV - 5

6 b. Menghitung JKSN rencana Jumlah Sumbu Kendaraan Niaga (JKSN) dengan umur rencana 20 tahun : JKSN = 365 x JKSNH x R x C R = ( ) = (, ), = 33,06 Nilai C diperoleh dengan melihat Tabel 4.3. Jumlah lajur berdasarkan lebar perkerasan dan koefisien distribusi (C) kendaraan niaga pada lajur rencana JKSN = 365 x JKSNH x R x C = 365 x 9104 x 33,06 x 0,4 = ,04 = 43,9 x 10 IV - 6

7 Dimana : JKSN : Jumlah sumbu kendaraan niaga selama umur rencana. JKSNH : Jumlah sumbu total kendaraan niaga per hari. C : Koefisien distribusi kendaraan. R : Faktor pertumbuhan kumulatif yang besarnya tergantung daripertumbuhan lalu lintas tahunan dan umur rencana. c. Menghitung repetisi yang terjadi. Tabel 4.4. Perhitungan Repetisi Sumbu yang terjadi Jenis Sumbu Total Total Total Kumulatif Beban Sumbu (ton) Jumlah Sumbu Proporsi Beban Proporsi Sumbu Lalu lintas Rencana Repetisi yang terjadi = 4 x 5 x x 10 ^ x 10^6 STRT STRG STdRG x 10 ^ x 10^ x 10 ^ x 10^ x 10 ^ x 10^ x 10 ^ x 10^ x 10 ^ x 10^ x 10 ^ x 10^ x 10 ^ x 10^ x 10 ^ x 10^ x 10 ^ x 10^ x 10 ^ x 10^ x 10 ^ x 10^ x 10 ^ x 10^ x 10^6 IV - 7

8 Dengan penjelasan sebagai berikut : 1. Kolom 1, merupakan pengelompokan jenis kendaraan STRT, STRG, dan STdRG. 2. Kolom 2, beban sumbu masing-masing jenis kendaraan. 3. Kolom 3, penjumlahan sumbu yang memiliki beban sama, didapat dari tabel 4.2. kolom 6 dan kolom Kolom 4, Proporsi beban didapat dari jumlah sumbu masing-masing beban sumbu dibagi dengan total jumlah sumbu. Contoh : Proporsi beban STRT = 718 : 3882 = Kolom 5, Proporsi sumbu didapat dari jumlah total sumbu masing-masing jenis sumbu dibagi dengan Jumlah Kumulatif jenis sumbu. Contoh : Proporsi sumbu STRT = 3882 : 9104 = Kolom 6, Lalu lintas rencana didapat dari hasil perhitungan Jumlah sumbu kendaraan niaga (JSKN). 7. Kolom 7, Repetisi yang terjadi diperoleh dari Proporsi Beban x Proporsi IV - 8

9 Sumbu x Lalu-lintas Rencana Contoh : Repetisi yang terjadi untuk STRT = x x (43.9x10^6) = 3.46x10^6 kendaraan Menghitung Tebal Perkerasan Beton a. Menganalisa Faktor Keamanan Beban Tabel 4.5. Faktor Keamanan Beban Untuk nilai Faktor Keamanan Beban, dapat dilihat peruntukan jalan yang sedang direncakanakan JORR W2 adalah jalan bebas hambatan utama major freeway dan jalan berlajur banyak dengan Faktor Keamanan Beban 1,2. IV - 9

10 b. Analisa nilai CBR efektif tanah dasar Dengan Kuat tarik lentur beton : 4,41 MPa, fc : 367,4 kg/cm² Jenis dan tebal lapis pondasi : Lean Concrete 100 mm CBR tanah dasar : 6 % CBR efektif : 40 % (diperoleh dengan memplot kedalam gambar grafik hubungan antara nilai CBR tanah dasar dengan tebal lapis pondasi atau campuran beton kurus setebal 100 mm). Gambar 4.1. CBR tanah dasar efektif dan tebal lapis pondasi bawah IV - 10

11 c. Taksiran tebal perkerasan Grafik 4.1. Grafik perencanaan untuk Lalu lintas dalam kota, fcf: 4,25 MPa, tanpa ruji dengan FKB 1,2. Dari gafik ini nilai fcf dan CBR efektif tanah dasar disesuaikan dengan data yang ada dan diperoleh taksiran tebal perkerasannya 225 mm. d. Analisa Fatik dan Erosi Tahap ini dimulai dengan mencari nilai Tegangan Ekivalen (TE), Faktor Erosi (FE) dan Faktor Rasio Tegangan (FRT). Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi dicari dengan memplot nilai taksiran tebal slab dan CBR efektif tanah dasar kedalam tabel sebagai berikut : IV - 11

12 Tabel 4.6. Tegangan ekivalen dan faktor erosi Nilai CBR efektif tanah dasar tidak terdapat dalam grafik tersebut sehingga diperlukan langkah interpolasi dengan contoh sebagai berikut : IV - 12

13 Untuk tebal slab 240 mm diperoleh nilai Tegangan Ekivalen / Tegangan setara 0,72 untuk nilai CBR efektif 35% dan 0,69 untuk nilai CBR efektif 50% sehingga 0,72 X 0, untuk nilai CBR efektif 16% diperoleh dengan interpolasi :,, =,, =, 15(0,72 x) = 0,15-15 x = 0,15 10,8 x =, x = 0,71 IV - 13

14 Tabel 4.7. Plot Tegangan Erosi dan Faktor Erosi Tebal slab (mm) CBR tanah dasar eff. (%) Tegangan Setara Faktor Erosi Tanpa Ruji Dengan Ruji/Beton Bertulang STRT STRG STdRG STRT STRG STdRG STRT STRG STdRG Dari beberapa taksiran tebal slab beton, terdapat satu taksiran yang paling optimal yaitu tebal slab 310 mm dengan gambaran nilai persen analisa fatik dan analisa erosi sebagai berikut : Tabel 4.8. Hasil Analisa Fatik dan Erosi TEBAL SLAB (MM) PERSEN RUSAK FATIK (%) PERSEN RUSAK EROSI (%) TT TT TT 65 Dari hasil analisa fatik untuk tebal slab 310 mm diperoleh persen rusak TT (tak terhingga) namun untuk kasus ini nilai tak terhingga itu merupakan nilai yang mengacu pada nilai persen rusak dibawah 100%, hal tersebut dibuktikan dengan hasil analisa fatik untuk tebal slab 220 cm diperoleh 80.7% dan tebal slab 210 IV - 14

15 diperoleh 1008,7%. Kemudian untuk analisa erosi slab 310 mm diperoleh persen rusak 65%, sehingga dalam analisa ini menunjukkan nilai slab yang paling optimum adalah 310 mm. Adapun analisa fatik dan erosi adalah sebagai berikut : Tabel 4.9. Analisa Fatik dan Erosi untuk tebal slab 310 mm Beban Beban Analisa Fatik Analisa Erosi Jenis Repetisi Faktor Tegangan dan Sumbu Rencana Persen Rusak Persen Sumbu yang terjadi Erosi Repetisi Ijin Ton (KN) per Roda (%) Repetisi Ijin Rusak (%) (30) x 10^6 TE = 0.48 TT 0 TT (72) x 10^6 TT 0 TT 0 STRT 6 (60) x 10^6 FE = 1.85 TT 0 TT 0 6 (60) x 10^6 TT 0 TT 0 6 (60) x 10^6 FRT = 0.1 TT 0 TT 0 6 (60) x 10^6 TE = 0.81 TT 0 TT 0 11 (110) x 10^6 TT 0 1.7x10^ STRG 10 (100) x 10^6 TT 0 3.6x10^ (100) x 10^6 FE = 2.45 TT 0 3.6x10^ (100) x 10^6 TT 0 3.6x10^ (100) x 10^6 FRT = 0.18 TT 0 3.6x10^ (190) x 10^6 TE = 0.72 TT 0 TT 0 STdRG FE = (180) x 10^6 FRT = 0.16 TT 0 TT 0 65 < 100% Penjelasan untuk analisa fatik dan erosi sebagai berikut : 1. Kolom 1, merupakan jenis sumbu masing-masing kendaraan STRT, STRG, dan STdRG. 2. Kolom 2, merupakan beban sumbu masing-masing jenis sumbu. 3. Kolom 3, Beban Rencana per Roda diperoleh dari Beban sumbu (kolom 2) dikalikan dengan faktor keamanan beban dibagi dengan jumlah roda. IV - 15

16 Contoh : Beban Rencana per Roda STRT = (30 x 1.2) : 2 = Kolom 4, repetisi yang terjadi diperoleh dari perhitungan pada tabel 4.4. kolom Kolom 5, Faktor Tegangan dan Erosi, TE (Tegangan Ekivalen) dan FE (Faktor Erosi) Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk perkerasan tanpa bahu beton dengan asumsi tebal plat 310 mm dan CBR efektif 40%. Sedangkan FRT diperoleh dari TE dibagi dengan kuat tarik lentur (fcf). Contoh : FRT untuk STRT = 0.48 : 4.41 = Kolom 6, Repetisi ijin analisa fatik diperoleh dengan memplotkan nilai beban rencana per roda dengan nilai FRT pada gambar (terlampir) contoh gambar Kolom 7, Prosentase rusak analisa fatik diperoleh dari repetisi yang terjadi (kolom 4) dikali 100 dibagi dengan Repetisi Ijin (Kolom 6). 8. Kolom 8, Repetisi ijin analisa erosi diperoleh dengan memplotkan nilai beban rencana per roda dengan nilai FE (Faktor Erosi) pada gambar Kolom 9, Prosentase rusak analisa erosi diperoleh dari repetisi yang terjadi IV - 16

17 (kolom 4) dikali 100 dibagi dengan Repetisi Ijin (Kolom 8). Contoh : Prosentase Rusak untuk STRG = (8.07x10^6 x 100) : 1.7x10^7 = 47.4% Selain itu, terdapat juga proses plot untuk memperoleh nilai repetisi beban ijin sehingga didapatkan nilai persen rusak fatik maupun erosi. Berikut adalah contohnya : Gambar 4.2. Plot analisa Fatik beban per roda : 36, Faktor Rasio Tegangan : 0,1 dan diperoleh repetisi beban ijin TT (tak terhingga). IV - 17

18 Gambar 4.3. Plot analisa Erosi beban per roda : 33, Faktor Erosi : 2,45 dan diperoleh repetisi beban ijin 1,7x10^ Analisa Sambungan Memanjang dan Melintang Untuk perkerasan jalan beton tanpa tulangan (BBTT) hanya memperhitungkan tulangan pengikat / tie bars untuk sambungan memanjang dan dowel untuk sambungan melintangnya. IV - 18

19 Sambungan Memanjang Perhitungan tulangan pengikat / tie bars adalah sebagai berikut: At = 204 x b x h = 204 x 3,5 x 0,31 = 221,3 mm² (luas penampang yang diperlukan) Jika dicoba diameter 19 mm maka : At = π (0.5d)² = π (9,5)² = 283,5 mm² L = (38,3 x φ) + 75 = (38,3 x 19) + 75 = 802,7 mm dibulatkan 800 mm = 80 cm Jadi, untuk tie bars digunakan tulangan diameter 19 mm, panjang 80 cm dengan jarak 75 cm. Dengan pengertian : At b = Luas penampang tulangan per meter panjang sambungan (mm2). = Jarak terkecil antar sambungan atau jarak sambungan dengan tepi perkerasan (m). h = Tebal pelat (m). IV - 19

20 L φ = Panjang batang pengikat (mm). = Diameter batang pengikat yang dipilih (mm) Sambungan Melintang Sambungan ini harus dilengkapi dengan ruji polos panjang 45 cm, jarak antara ruji 30 cm, dan diameternya disesuaikan dengan tebal pelat yang direncanakan. Berikut adalah Tabel Diameter ruji dengan tebal perkerasan / pelat beton Dalam analisa ini diperoleh tebal pelat 310 mm, hasil tersebut tidak terdapat dalam rekomendasi diameter ruji, sehingga dipakai diameter maksimum yaitu 36 mm. Jadi untuk sambungan melintang, dipakai dowel dengan diameter 36 mm, panjang 45 cm dan jarak antar ruji 30 cm. IV - 20

21 4.5. Perbandingan Hasil Tabel Perbandingan Hasil dari analisa dan perencana Sumber Tebal Perkerasan (m) Biaya Perkerasan /m² (Rp) Volume Pekerjaan (m²) Biaya Total (Rp) Hasil Analisa , Hasil dari Perencana , , , ,366,710, ,366,710,635.7 Perbandingan dari hasil analisa kedua metode perencanaan perkerasan jalan ini diperoleh hasil yang sama yaitu 310 mm. Hasil tersebut kemudian dihitung biaya total perkerasan dengan bersumber dari data biaya perkerasan jalan per meter persegi per tebal perkerasan, dikalikan dengan volume pekerjaan per meter persegi Detail Gambar Gambar 4.4. Detail Perkerasan Jalan hasil analisa IV - 21

22 Gambar 4.5. Detail Perkerasan Jalan dari PT. WIKA IV - 22