Perencanaan Tebal Lapis Tambah Perkerasan Lentur Menggunakan Metode Benkelman Beam Pada Ruas Jalan Kabupaten Dairi-Dolok Sanggul, Sumatera Utara

Transkripsi

1 Reka Racana Teknik Sipil Itenas No.x Vol.xx Jurnal Online Institut Teknologi Nasional Agustus 2014 Perencanaan Tebal Lapis Tambah Perkerasan Lentur Menggunakan Metode Benkelman Beam Pada Ruas Jalan Kabupaten Dairi-Dolok Sanggul, Sumatera Utara ANDRI WIJAYA 1, HERMAN 2 1 Mahasiswa, Jurusan Teknik Sipil, FakultasTeknikSipil dan Perencanaan Institut Teknologi Nasional, Bandung 2 Dosen, JurusanTeknikSipil, FakultasTeknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Nasional, Bandung andri_wijaya89@ymail.com ABSTRAK Perkerasan suatu jalan yang telah melayani lalu lintas, akan mengalami perubahan pada permukaan jalan dan struktur perkerasan seluruhnya. Untuk itu perlu diberikan lapis tambahan untuk dapat kembali mempunyai nilai kekuatan. Faktor-faktor yang mempengaruhi tebal lapis tambah adalah beban lalulintas, kinerja perkerasan jalan lama, temperatur, dan jenis lapis tambah yang digunakan. Metode perencanaan tebal lapis tambah yang digunakan pada ruas jalan Kabupaten Dairi-Dolok Sanggul, Sumatera Utara adalah metode yang mengacu pada Pedoman Perencanaan Tebal Lapis Tambah Perekarasan Lentur Dengan Metode Bina Marga Hasil analisis menunjukkan nilai akumulasi ekivalen beban sumbu standar (CESA) adalah lss/ur/lajur rencana dan tebal lapis tambah masing-masing untuk adalah 19 cm, adalah 22 cm, adalah 17 cm, adalah cm 21, adalah 18 cm. Kata kunci : Perkerasan lentur, tebal lapis tambah, Benkelman Beam ABSTRACT Pavement of a road that has been serving traffic, will be change on the surface layer and pavement structure entirely. So that it have to be giving an overlay to be able to return the strength value. The Factors that influencing overlay are traffic load, the performance of old pavement, temperature, and overlay types. Design of overlay methods used in Dairi-Dolok Sanggul road, North Sumatera is rebound deflection method refers to the design overlay a flexible Pavement with Bina Marga Method Analysis showed cummulative value equivalent standard axle loads (CESA) is ESA and overlay of each t, for t is 19 cm, t is Reka Racana - 1

2 Andri Wijaya, Herman 22 cm, t is 17 cm, t is 21 cm, is 18 cm. Keywords : flexible pavement, overlay, Benkelman Beam 1. PENDAHULUAN Perkerasan suatu jalan yang telah melayani lalu lintas, akan mengalami perubahan pada permukaan jalan dan struktur perkerasan seluruhnya. Untuk itu perlu diberikan lapis tambahan untuk dapat kembali mempunyai nilai kekuatan. Faktor-faktor yang mempengaruhi tebal lapis tambah adalah beban lalulintas, kinerja perkerasan jalan lama, temperatur, dan jenis lapis tambah yang digunakan. Pada tugas akhir ini akan mendesain tebal perkerasan tambahan pada ruas jalan Kabupaten Dairi - Dolok Sanggul Sumatera Utara, dengan menggunakan data hasil survey kelayakan struktur kontruksi perkerasan dari alat Benkelman Beam. 2. TINJAUAN PUKA Konstruksi Perkerasan Lentur (flexible pavement), yaitu perkerasan yang menggunakan aspal sebagai bahan pengikat. Lapisan-lapisan perkerasannya bersifat memikul dan menyebarkan beban lalu lintas ke tanah dasar. Kontruksi perkerasan lentur terdiri dari lapisan-lapisan yang diletakan di atas tanah dasar yang telah dipadatkan, dimana lapisanlapisan tersebut berfungsi untuk menerima beban lalu lintas dan menyebarkannya ke lapisan dibawahnya. (Sukirman, 2010) Menurut metode Bina Marga, konsep pemeliharaan jalan merupakan segala kegiatan penanganan berupa perawatan, rehabilitas, penunjangan dan peningkatan jalan, yang diantaranya adalah perawatan jalan, rehabilitas jalan, penunjangan jalan dan peningkatan jalan. (Haris) Survey kondisi struktur perkerasan jalan dibedakan melalui pemeriksaan destruktif dan pemeriksaan nondestriktif. Pemeriksaaan destruktif dilakukan dengan mengambil benda uji atau pengamatan visual pada tes pit atau sumur uji yang dibuat pada perkerasan jalan lama. Pemeriksaan destruktif kurang disukai karena mengakibatkan kerusakan pada perkerasan jalan lama. Pemeriksaan nondestruktif dilakukan melalui pengujian di atas perkerasan jalan lama tanpa merusak struktur perkerasan jalan lama Benkelman Beam adalah alat untuk mengukur, langsung dan titik belok perkerasan yang menggambarkan kekuatan struktur perkerasan jalan.batang Benkelman Beam pertama kali diperkenalkan oleh A.C.Benkelman pada awal Batang Beneklman digunakan di Indonesia terbagi menjadi dua bagian dengan sumbu O, seperti pada gambar 2.4, dengan panjang total batang adalah (366 ± 0,16) cm. (Sukirman, 2010) Beban lalulintas adalah beban kendaraan yang dilimpahkan ke perkerasan jalan melalui kontak antara ban dan muka jalan. Beban lalulintas merupakan beban dinamis yang terjadi secara berulang selama masa pelayanan jalan. (Sukirman, 2010). Reka Racana - 2

3 Perencanaan Tebal Lapis Tambah Perkerasan Lentur Menggunakan Metode Benkelman Beam Pada Ruas Jalan Kabupaten Dairi-Dolok Sanggul, Sumatera Utara 3. ISI DAN PEMBAHASAN 3.1 Bagan alir penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1. Bagan alir penelitian Tahap pertama yang dilakukan dalam melakukan penelitian adalah mencari dan memilih topik permasalahan yang akan menjadi fokus penelitian. Sebelum penelitian dimulai, terlebih dahulu dilakukan studi literatur atau biasa disebut juga tinjauan pustaka. Studi Literatur berisi tentang teori-teori,temuan dan bahan lain yang diperoleh dari acuan yang dijadikan landasan untuk melakukan penelitian. Dalam hal ini, yang ditinjau hanya teori dan metode yang digunakan dalam mendesain tebal perkerasan lentur yaitu metode perencanaan tebal lapis tambah menggunakan data. Data-data untuk merencanakan tebal lapis tambah perkerasan lentur ini diperoleh dari data sekunder, berupa data hasil pengujian dengan alat Benkelman Beam dan data lalu lintas pada ruas jalan Kabupaten Dairi - Dolok Sanggul Sumatera Utara. Pengolahan data dan perhitungan tabal lapis tambah dilakukan berdasarkan prosedur perhitungan pada pedoman perencanaan tebal lapis tambah perkerasan lentur dengan metode Bina Marga 2011, seperti pada Gambar 2. Reka Racana - 3

4 Andri Wijaya, Herman Gambar 2. Diagram alir perencanaan tebal lapis tambah 3.2 PENGOLAHAN DATA DAN ANALISIS Perencanaan tebal lapis tambah menggunakan metode Bina Marga 2011, memerlukan data nilai CESA dan data nilai rencana. Data-data yang diperlukan untuk menghitung CESA adalah jumlah masing-masing jenis kendaraan, beban sumbu kendaraan, umur rencana dan perkembangan lalu lintas. Sedangkan untuk menghitung nilai rencana diperlukan data hasil pengujian dengan menggunakan alat Benkelman Beam. Data lalu lintas yang diperoleh adalah Lalu lintas Harian Rata-rata (LHR) kendaraan untuk tahun 2012, umur rencana 10 tahun dan faktor perkembangan lalu lintas selama umur rencana 5%, dapat dihitung nilai Commulative Equivalent Axle (CESA) atau akumulasi ekivalen beban sumbu standar selama umur rencana dengan menggunakan rumus 2.7. Data yang diperoleh adalah data dari hasil pengujian Benkelman Beam pada ruas jalan Kabopaten Dairi - Dolok Sanggul dari Pengujian Beankelman Beam dilakukan menggunakan beban sumbu standar 8,2 ton dan jumlah titik pemeriksaan sebanyak 37 titik. Faktor pengaruh muka air tanah (Ca) = 1,2. Reka Racana - 4

5 Perencanaan Tebal Lapis Tambah Perkerasan Lentur Menggunakan Metode Benkelman Beam Pada Ruas Jalan Kabupaten Dairi-Dolok Sanggul, Sumatera Utara Tabel 1. Jumlah LHR No Jenis Kendaraan LHR 1 Sepeda Motor Pick up dan Mobil penumpang Angkutan (opelet, combi, minibus) Bus Kecil 1 5 Bus Besar 0 6 Truk Ringan 2 Sumbu (4 Roda) 2 7 Truk Ringan 2 Sumbu (6 Roda) Truk 3 Sumbu (Single) 0 9 Truk 3 Sumbu (Tandem) Truk 4 Sumbu 0 11 Truk 5 sumbu (Tandem) 0 12 Truk 5 sumbu (Triple) 0 13 Truk 6 Sumbu 1 14 Kendaraan Tidak Bermotor 2 Nilai CESA dihitung menggunakan rumus 2.7. Perhitungan nilai CESA dapat dilihat pada Tabel 2 dengan menggunakan nilai angka ekivalen dari tabel 2.4 dikarenakan tidak diperolehnya data aktual dari hasil uji lapangan. Untuk desain tebal perkerasan kendaraan sepeda motor dan kendaraan tidak bermotor tidak digunakan, karena beban yang terlalu kecil. Jenis kendaraan Pick up dan Mobil penumpang Angkutan (opelet, combi, minibus) Jumlah Kendara an Tabel 2. Perhitungan Nilai CESA Jumlah hari dalam 1 tahun Angka Ekivalen (E) Koefisien distribusi kendaraa n (C) Faktor hubunga n umur rencana (N) CESA ,0001 0,5 12, , ,003 0,5 12, ,2 Bus Kecil ,1175 0,5 12, ,7 Truk Ringan 2 Sumbu (4 Roda) Truk Ringan 2 Sumbu (6 Roda) Truk 3 Sumbu (Tandem) ,2746 0,5 12, , ,1974 0,5 12, , ,6221 0,5 12, ,3 Truk 6 Sumbu ,6221 0,5 12, , Berdasarkan perhitungan data, nilai pada metode Bina Marga 2011 terdapat nilai curvature function untuk nilai curvature function dapat dilihat pada Tabel perhitungan Tabel 3. Pengujian dengan alat Benkelman Beam didapat nilai rata-rata sebesar 1,502 mm dan nilai desain sebesar 1,752 mm. Tabel perhitungan desain dapat dilihat pada Tabel 4dan grafik dapat dilihat pada Gambar 3. Reka Racana - 5

6 Andri Wijaya, Herman Tabel 3. Perhitungan Lendutan Maksimum Beban Uji (ton) Lendutan (mm) d1 d2 d3 faktor koreksi terhadap temperatur (Ft) faktor koreksi beban gandar (Fk) Curvature Function (CF) ,2 0 0,35 0,65 0,973 0,990 1,502 0, ,2 0 0,17 0,55 0,973 0,990 1,271 0, ,2 0 0,40 0,95 0,973 0,990 2,196 1, ,2 0 0,20 0,52 0,973 0,990 1,202 0, ,2 0 0,29 0,60 0,973 0,990 1,387 0, ,2 0 0,33 0,65 0,973 0,990 1,502 0, ,2 0 0,10 0,20 0,973 0,990 0,462 0, ,2 0 0,30 0,70 0,973 0,990 1,618 0, ,2 0 0,20 0,45 0,973 0,990 1,040 0, ,2 0 0,24 0,60 0,973 0,990 1,387 0, ,2 0 0,45 0,65 0,973 0,990 1,502 0, ,2 0 0,30 0,60 0,973 0,990 1,387 0, ,2 0 0,35 0,78 0,973 0,990 1,803 0, ,2 0 0,70 0,90 0,973 0,990 2,080 0, ,2 0 0,61 0,85 0,973 0,990 1,965 0, ,2 0 0,65 0,95 0,973 0,990 2,196 0, ,2 0 0,21 0,90 0,973 0,990 2,080 1, ,2 0 0,75 0,98 0,973 0,990 2,265 0, ,2 0 0,12 0,25 0,973 0,990 0,578 0, ,2 0 0,47 0,67 0,973 0,990 1,549 0, ,2 0 0,18 0,32 0,973 0,990 0,740 0, ,2 0 0,37 0,58 0,973 0,990 1,341 0, ,2 0 0,10 0,52 0,973 0,990 1,202 0, ,2 0 0,35 0,54 0,973 0,990 1,248 0, ,2 0 0,09 0,22 0,973 0,990 0,508 0, ,2 0 0,50 0,78 0,973 0,990 1,803 0, ,2 0 0,38 0,67 0,973 0,990 1,549 0, ,2 0 0,48 0,85 0,973 0,990 1,965 0, ,2 0 0,43 0,95 0,973 0,990 2,196 1, ,2 0 0,63 0,98 0,973 0,990 2,265 0, ,2 0 0,68 0,90 0,973 0,990 2,080 0, ,2 0 0,21 0,40 0,973 0,990 0,924 0, ,2 0 0,29 0,55 0,973 0,990 1,271 0, ,2 0 0,27 0,63 0,973 0,990 1,456 0, ,2 0 0,39 0,66 0,973 0,990 1,525 0, ,2 0 0,28 0,68 0,973 0,990 1,572 0, ,2 0 0,30 0,42 0,973 0,990 0,971 0,277 Reka Racana - 6

7 Perencanaan Tebal Lapis Tambah Perkerasan Lentur Menggunakan Metode Benkelman Beam Pada Ruas Jalan Kabupaten Dairi-Dolok Sanggul, Sumatera Utara Tabel 4. Perhitungan Lendutan Desain dl^2 D ratarata (dr) (S) K D desain (mm) ,502 2,257 1,502 0, , ,271 1,616 1,502 0, , ,196 4,821 1,502 0, , ,202 1,444 1,502 0, , ,387 1,923 1,502 0, , ,502 2,257 1,502 0, , ,462 0,214 1,502 0, , ,618 2,617 1,502 0, , ,040 1,082 1,502 0, , ,387 1,923 1,502 0, , ,502 2,257 1,502 0, , ,387 1,923 1,502 0, , ,803 3,250 1,502 0, , ,080 4,327 1,502 0, , ,965 3,859 1,502 0, , ,196 4,821 1,502 0, , ,080 4,327 1,502 0, , ,265 5,130 1,502 0, , ,578 0,334 1,502 0, , ,549 2,398 1,502 0, , ,740 0,547 1,502 0, , ,341 1,797 1,502 0, , ,202 1,444 1,502 0, , ,248 1,558 1,502 0, , ,508 0,259 1,502 0, , ,803 3,250 1,502 0, , ,549 2,398 1,502 0, , ,965 3,859 1,502 0, , ,196 4,821 1,502 0, , ,265 5,130 1,502 0, , ,080 4,327 1,502 0, , ,924 0,855 1,502 0, , ,271 1,616 1,502 0, , ,456 2,120 1,502 0, , ,525 2,327 1,502 0, , ,572 2,470 1,502 0, , ,971 0,942 1,502 0, ,752 Reka Racana - 7

8 DEFFLECTION (mm) Andri Wijaya, Herman (km) Lendutan Balik Maksimum Lendutan Balik Rata-Rata Lendutan Balik Desain Segmen Gambar 3. Grafik rata-rata dan desain Secara visual grafik yang dihasilkan dari data hasil pengukuran dan analisis adalah seperti pada gambar 3. Data hasil pengukuran ini kemudian dibagi menjadi beberapa yang memiliki tingkat keseragaman yang hampir sama untuk mendapatkan perencanaan tebal lapis tambah (overlay) yang efektif. Tabel 5. Perhitungan Lendutan Desain Segmen 1 di db^2 D ratarata (S) D desain K CF CF WAKIL ,502 2,256 1,371 0,080 1, ,693 0, ,271 1,615 1,371 0,080 1, ,878 0, ,196 4,822 1,371 0,080 1, ,271 0, ,202 1,445 1,371 0,080 1, ,740 0, ,387 1,924 1,371 0,080 1, ,716 0, ,502 2,256 1,371 0,080 1, ,740 0, ,462 0,213 1,371 0,080 1, ,231 0, ,618 2,618 1,371 0,080 1, ,924 0, ,040 1,082 1,371 0,080 1, ,578 0, ,387 1,924 1,371 0,080 1, ,832 0, ,502 2,256 1,371 0,080 1, ,462 0, ,387 1,924 1,371 0,080 1, ,693 0,891 Reka Racana - 8

9 DEFFLECTION (mm) DEFFLECTION (mm) Perencanaan Tebal Lapis Tambah Perkerasan Lentur Menggunakan Metode Benkelman Beam Pada Ruas Jalan Kabupaten Dairi-Dolok Sanggul, Sumatera Utara (km) Lendutan Balik MAksimum Lendutan Balik Rata-rata Lendutan Balik Desain Segmen Gambar 4. Grafik rata-rata dan desain 1 Tabel 6. Perhitungan Lendutan Desain Segmen 2 di db^2 D ratarata (S) D desain K CF CF WAKIL ,803 3,250 2,065 0,014 2, ,994 0, ,080 4,327 2,065 0,014 2, ,462 0, ,965 3,859 2,065 0,014 2, ,555 0, ,196 4,821 2,065 0,014 2, ,693 0, ,080 4,327 2,065 0,014 2, ,595 0, ,265 5,130 2,065 0,014 2, ,532 0, (km) Lendutan Balik Maksimum Lendutan Balik Rata-rata Lendutan Balik Desain Segmen Gambar 5. Grafik rata-rata dan desain 2 Reka Racana - 9

10 DEFFLECTION (mm) Andri Wijaya, Herman Tabel 7. Perhitungan Lendutan Desain Segmen 3 di db^2 D ratarata (S) D desain K CF CF WAKIL ,578 0,334 1,024 0,084 1, ,300 0, ,549 2,398 1,024 0,084 1, ,462 0, ,740 0,547 1,024 0,084 1, ,324 0, ,341 1,797 1,024 0,084 1, ,485 0, ,202 1,444 1,024 0,084 1, ,971 0, ,248 1,558 1,024 0,084 1, ,439 0, ,508 0,259 1,024 0,084 1, ,300 0, (km) Lendutan Balik Maksimum Lendutan Balik Rata-rata Lendutan Balik Desain Segmen Gambar 6. Grafik rata-rata dan desain 3 Tabel 8. Perhitungan Lendutan Desain Segmen 4 di db^2 D ratarata (S) D desain K CF CF WAKIL ,803 3,250 1,976 0,036 2, ,647 0, ,549 2,398 1,976 0,036 2, ,670 0, ,965 3,859 1,976 0,036 2, ,855 0, ,196 4,821 1,976 0,036 2, ,202 0, ,265 5,130 1,976 0,036 2, ,809 0, ,080 4,327 1,976 0,036 2, ,508 0,853 Reka Racana - 10

11 DEFFLECTION (mm) DEFFLECTION (mm) Perencanaan Tebal Lapis Tambah Perkerasan Lentur Menggunakan Metode Benkelman Beam Pada Ruas Jalan Kabupaten Dairi-Dolok Sanggul, Sumatera Utara (km) ''Lendutan Balik Maksimum" "Lendutan Balik Rata-rata" "Lendutan Balik Desain Segmen Gambar 7. Grafik rata-rata dan desain 4 Tabel 9. Perhitungan Lendutan Desain Segmen 5 di db^2 D ratarata (S) D desain K CF CF WAKIL ,924 0,855 1,287 0,040 1, ,439 0, ,271 1,616 1,287 0,040 1, ,601 0, ,456 2,120 1,287 0,040 1, ,832 0, ,525 2,327 1,287 0,040 1, ,624 0, ,572 2,470 1,287 0,040 1, ,924 0, ,971 0,942 1,287 0,040 1, ,277 0, (km) Lendutan Balik Maksimum Lendutan rata-rata Lendutan Balik Desain Gambar 8. Grafik rata-rata dan desain 5 Reka Racana - 11

12 Andri Wijaya, Herman Perhitungan tebal lapis tambah menggunakan rumus 2.24 dengan nilai CESA sebesar lss/ur/lajur rencana, maka didapat tebal lapis dari masing-masing adalah : Tabel 10. Perhitungan desain dan Perhitungan Tebal Lapis Tambah pada 2,3,4 dan 5 K D rata-rata D desain per Td (cm) Tc (cm) Ts (cm) , ,532 10,345 14, ,065 0,014 2,092 16,344 14, ,024 0,084 1,191 3,939 13, ,976 0,036 2,047 15,974 14, ,287 0,040 1,366 7,626 13, KESIMPULAN Perhitungan tebal lapis tambah perkerasan lentur (overlay) dengan menggunakan metode Bina Marga 2011 sesuai data yang diperoleh dari hasil pengukuran dengan alat Benkelman Beam pada ruas jalan Kabupaten Dairi Dolok Sanggul, Sumatera Utara dengan umur rancana 10 tahun, faktor perkembangan lalu lintas selama umur rencana 5%, temperatur permukaan beraspal 32 0 C, tebal lapis beraspal 15 cm, temperatur perkerasan rata-rata tahunan 35,2 C diperoleh nilai Cummulative Equivalent Single Axleload (CESA) sebesar lss/ur/lajur rencana dan tebal lapis tambah masing-masing untuk adalah 19 cm, adalah 22 cm, adalah 17 cm, adalah cm 21, adalah 18 cm. DAFTAR RUJUKAN Haris, S., Pemeliharaan dan Peningkatan Jalan, Diktat Kuliah SI-415 ITENAS, Sukirman, S. (2010), Perencanaan Tebal Struktur Perkerasan Lentur. Reka Racana - 12