BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. : 1 jalur, 2 arah, 2 lajur, tak terbagi

Transkripsi

1 BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Perencanaan Jalan berikut : Perhitungan perkerasan kaku akan dilakukan dengan rencana data sebagai Peranan jalan Tipe jalan Rencana jenis perkerasan Lebar jalan Bahu jalan Pondasi Usia rencana Kuat tekan beton (fc ) Dowel / ruji : Jalan Kolektor : 1 jalur, 2 arah, 2 lajur, tak terbagi : Kaku / rigid : 6 meter : Tidak : Stabilisasi : 20 tahun : 20 MPa : Ya Data lain yang tersedia adalah : Curah hujan per tahun Tanah dasar : mm/tahun : Nilai CBR diambil dari 2 titik uji dengan alat DCP (Dynamic Cone Penetrometer), dengan sudut conus 30. Titik 1 didaptkan nilai CBR 6.26%, titik 2 didapatkan nilai CBR 6.14%. Sehingga didapatkan hasil nilai rata-rata CBR 6.20 %. IV-1

2 Data lalu lintas : Tabel 4.1 Jumlah lalu lintas harian (LHR) yang di dapat dari tahun Jenis Kendaraan Sumber : Hasil analisis Angka pertumbuhan lalu lintas (i) dihitung dengan rumus : Tabel 4.2 Pertumbuhan LHR tahun Jalan Balabak Jrakah No Tahun LHR LHRo LHRT n i (%) Sumber : Hasil analisis Contoh perhitungan: Diketahui LHR tahun 2012 = 5684 kendaraan, n =2 LHR 2011 (LHRo) = 5302 kendaraan i (2012) = x 100% = 7.2 % 5302 IV-2 Tahun Mobil Penumpang Bus Truk ringan 2 sumbu Truk sedang 2 sumbu Truk 3 sumbu Total in = LHRTn - LHRTn-1 x 100% LHRTn-1 Pertumbuhan rata-rata Pertumbuhan rata-rata (i) = (-14.61) = 31.59%. 3

3 Didapat nilai pertumbuhan lalu lintas (i) 31.59%. Sehingga LHR untuk tahun 2016 dapat diketahui dengan rumus LHRT = LHR o (1 + i) n Tabel 4.3 LHR tahun 2016 Jalan Balabak Jrakah Jenis Kendaraan Tahun 2013 (LHRo) Tahun 2016 (LHRT) Mobil Penumpang Bus Truk ringan 2 sumbu Truk sedang 2 sumbu Truk 3 sumbu Total Sumber : Hasil analisis Contoh perhitungan : LHRo bus tahun 2013 = 949 kendaraan LHRT bus tahun 2016 = LHR o (1 + i) n = 949 ( %) 3 = kendaraan 4.2 Perhitungan Perkerasan Beton Bersambung Dengan Tulangan (BBDT) Analisa Lalu Lintas Kendaraan Berdasarkan volume lalu lintas kendaraan, dapat diketahui jumlah sumbu dan beban sumbu tiap jenis kendaraan niaga. Adapun perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 4.4. IV-3

4 Tabel 4.4 Perhitungan jumlah sumbu berdasarkan jenis dan bebannya Jenis Kendaraan Sumber : Hasil analisis Keterangan : Konfigurasi beban sumbu (ton) Jml. Kend (bh) Jml. Sumbu Per Kend (bh) IV-4 Jml. Sumbu (bh) STRT STRG STdRG RD RB RGD RGB BS BS BS JS JS (bh) JS (bh) (ton) (ton) (ton) (bh) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) Mobil Penumpang Bus Truk 2 As kecil Truk 2 As besar Truk 3 As Total RD = Roda depan STRT = Sumbu tunggal roda tunggal RB = Roda belakang STRG = Sumbu tunggal roda ganda RGD = Roda gandeng depan STdRG = Sumbu tandem roda ganda RGB = Roda gandeng belakang BS = Beban sumbu JSKN = Jumlah sumbu setiap kendaraan niaga JS = Jumlah sumbu JSKNH = Jumlah sumbu kendaraan niaga harian

5 Penjelasan Tabel: Kolom (1) Kolom (2) : jenis kendaraan : konfigurasi beban sumbu (ton) Kolom (3) : jumlah kendaraan (unit), diambil dari tabel 4.3 Kolom (4) : jumlah sumbu per kendaraan (buah) Kolom (5) : jumlah sumbu (bh) = kolom (3) x (kolom (4) Contoh : Jml. sumbu bus = jml. kend. x jml. sumbu per kend. = x 2 = buah Kolom (6) Kolom (7) Kolom (8) Kolom (9) Kolom (10) Kolom (11) : beban sumbu (ton) - STRT : jumlah sumbu (bh) STRT : jumlah sumbu (ton) STRG : jumlah sumbu (bh) STRG : jumlah sumbu (ton) STdRG : jumlah sumbu (bh) -STdRG Jumlah sumbu kendaraan niaga (JSKN) Jumlah sumbu kendaraan niaga (JSKN) selama umur rencana (20 tahun) dapat dihitung dengan persamaan 2.7: JSKN = 365 x JSKNH x R x C Dimana R (faktor pertumbuhan lalu lintas) didapat dari persamaan: R = (1+i) UR - 1 i IV-5

6 = (1+0,3159) ,3159 = 764,297 JSKNH didapat dari tabel 4.4, Total Jumlah Sumbu = 22947,03. Nilai koefisien distribusi (C) didapat dari tabel 2.5. Dengan lebar perkerasan 6m, jumlah lajur 2 dan 2 arah maka didapat nilai C = 0,5. Tabel 4.5 Jumlah lajur berdasarkan lebar perkerasan dan koefisien distribusi (C) kendaraan niaga pada lajur rencana Lebar perkerasan (Lp) Jumlah lajur (nl) Koefisien distribusi 1 Arah 2 Arah Lp < 5,50 m 1 lajur 1 1 5,50 m L p < 8,25 m 2 lajur 0,7 0,5 8,25 m L p < 11,25 m 3 lajur 0,5 0,475 11,23 m L p < 15,00 m 4 lajur - 0,45 15,00 m L p < 18,75 m 5 lajur - 0,425 18,75 m L p < 22,00 m 6 lajur - 0,4 Sumber : Pd T dan hasil analisis JSKN = 365 x JSKNH x R x C = 365 x 22947,03 x 764,297 x 0,5 = ,41 = 3 x 10 9 Jenis Sumbu Perhitungan Repetisi Sumbu yang Terjadi Beban Sumbu (ton) Perhitungan repetisi sumbu dapat dilihat di tabel 4.5. Tabel 4.6 Perhitungan repetisi sumbu rencana Jumlah Sumbu Proporsi Beban Proporsi Sumbu IV-6 Lalu lintas Rencana Repetisi yang terjadi (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)=(4)x(5)x(6)

7 STRT 6 934,29 0,06 0, ,85 0,30 0, ,84 0,25 0, ,53 0,14 0,69 3 x ,9 3 x ,2 3 x ,1 3 x , ,84 0,25 0,69 Total 15265, x ,1 STRG ,85 0,68 0,31 3 x , ,53 0,32 0,31 3 x Total 6747,38 1 STdRG Total Komulatif ,41 Sumber : Hasil analisis Penjelasan Tabel: Kolom (1) : jenis sumbu Kolom (2) : beban sumbu (ton), berdasarkan tabel 4.4 kolom 6 dan 8, urutan dari besar ke kecil di setiap jenis sumbu Kolom (3) : jumlah sumbu, berdasarkan tabel 4.4 kolom 7 dan 9, masukkan sesuai jenis sumbu dan beban sumbu Kolom (4) : proporsi beban = jumlah sumbu total jumlah sumbu Contoh : Proporsi beban sumbu 4 ton = jumlah sumbu total jumlah sumbu = : = 0.25 IV-7

8 Kolom (5) : proporsi sumbu = jumlah total sumbu JSKN rencana Contoh : Proporsi sumbu 4 ton = jumlah total sumbu JSKN rencana = 15265,35 : (3 x 10 9 ) = 0,69 Kolom (6) Kolom (7) : lalu lintas rencana = JSKN rencana : repetisi yang terjadi = proporsi beban x proporsi sumbu x lalu lintas rencana Contoh : Repetisi sumbu 4 ton = proporsi beban x proporsi sumbu x lalu lintas rencana = 0,25 x 0,69 x (3 x 10 9 ) = , Jenis dan Tebal Lapis Pondasi Bawah Untuk menentukan jenis dan tebal pondasi bawah, digunakan Gambar 2.2. Dengan CBR tanah dasar 6,20 % yang didapat dari data pengujian CBR di lapangan, dan jumlah repetisi sumbu yang terjadi 3 x 10 9 (Tabel 4.6), maka : IV-8

9 Gambar 4.1 Tebal pondasi bawah minimum untuk perkerasan beton semen. Sumber : Pd T dan hasil analisis Cara membaca grafik : a. Dari tabel 4.5 didapat repetisi sumbu ,41 = 3x10 9. Kemudian lihat bagian bawah grafik (jumlah repetisi sumbu), mencari letak 3x10 9. Tarik garis ke atas. b. Diketahui CBR tanah dasar 6,20 %. Lihat bagian kiri grafik (CBR tanah dasar rencana), mencari letak 6,2. Tarik garis ke kanan, sampai menemui tegak lurus dengan garis dari jumlah repetisi sumbu. c. Didapatkan garis pertemuannya menunjukkan pada titik 148 mm CBK. IV-9

10 Didapatkan jenis pondasi bawah berupa campuran beton kurus dengan tebal 148 mm CBR Efektif Diketahui CBR tanah dasar dari pengujian di lapangan 6,20%, dan tebal pondasi bawah minimum dari gambar 4.1 adalah 148mm. Dengan menggunakan gambar 2.3 dapat ditentukan CBR efektif, yaitu : Gambar 4.2 CBR tanah dasar efektif dan tebal pondasi bawah Sumber : Pd T dan hasil analisis IV-10

11 Cara membaca grafik : a. Diketahui CBR tanah dasar 6,20%. Lihat bagian bawah grafik (CBR tanah dasar rencana). Tarik garis ke atas, sampai bertemu dengan titik 148mm BP. b. Menarik garis tegak lurus ke kiri. Didapat CBR tanah dasar efektif 40%. Diperoleh CBR efektif sebesar 40% Faktor Keamanan Beban (F KB ) Berdasarkan tabel 2.7, dengan peranan jalan sebagai jalan kolektor, maka faktor keamanan beban (F KB ) sebesar 1,0. No 1 2 Tabel 4.7 Faktor keamanan beban (F KB ) Penggunaan Jalan bebas hambatan utama (major freeway) dan jalan berlajur banyak, yang aliran lalu lintasnya tidak terhambat serta volume kendaraan niaga yangtinggi. Bila menggunakan data lalu-lintas dari hasil survai beban (weight-in-motion) dan adanya kemungkinan route alternatif, maka nilai factor keamanan beban dapat dikurangi menjadi 1,15. Jalan bebas hambatan (freeway) dan jalan arteri dengan volume kendaraan niaga menengah. Nilai F KB 1,2 1,1 3 Jalan dengan volume kendaraan niaga rendah. 1,0 Sumber : Pd T dan hasil analisis IV-11

12 Kuat Tarik Lentur Beton (f cf ) Dengan jenis agregat berupa agregat pecah dan kuat tekan beton (f c ) 20 Mpa, maka kuat tarik lentur beton adalah : f cf = K f c Dimana K = konstanta, 0,7 untuk agregat tidak dipecah dan 0,75 untuk agregat pecah. f cf = K f c = 0,75 20 = 3,35 Mpa Tebal Taksiran Pelat Beton Diketahui : Kuat tarik lentur beton (f cf ) Peranan jalan : 3,35 Mpa : jalan kolektor di luar kota Dengan ruji Faktor keamanan beban (F KB ) : 1,0 CBR efektif : 40% Jumlah repetisi sumbu : ,41 = 3,2x10 9 Dengan menggunakan gambar 4.3 dapat ditentukan nilai tebal taksiran pelat beton. Karena grafik perencanaan pelat beton tidak ada yang sama persis dengan nilai f cf, F KB, dan CBR efektif di atas, maka diambil grafik yang mendekati nilai tersebut (gambar 4.3), yaitu : IV-12

13 Gambar 4.3 Contoh grafik perencanaan, fcf = 4,25Mpa, lalu lintas luar kota, Dengan ruji, FKB = 1,1 Sumber : Pd T dan hasil analisis Cara membaca grafik : a. Jumlah repetisi sumbu = 3,2x10 9. Lihat bagian bawah grafik (kelompok sumbu kendaraan niaga), mencari nilai yang mendekati 3,2x10 9 yaitu 3x10 9. Tarik garis ke atas sampai bertemu garis Garis didapat dari nilai jalan dengan tanpa bahu IV-13

14 beton, dan diambil CBR efektif 35%, yang mendekati nilai 40%. b. Menarik garis tegak lurus ke kiri, lalu baca tebal slab beton (mm). Didapat tebal slab beton 260mm. Jadi didapat tebal taksiran pelat beton = 260mm Analisa Fatik dan Erosi Analisa fatik dan erosi digunakan untuk menentukan tebal pelat beton optimum. Persen kerusakan analisa fatik dan erosi harus lebih kecil dari 100%. Tebal pelat beton 260 mm. IV-14

15 Jenis Sumbu Beban Sumbu ton (kn) Tabel 4.8 Analisa Fatik dan erosi kasus BBDT Beban Rencana per Roda (kn) Repetisi yang terjadi Faktor Tegangan dan Erosi Repetisi Ijin Analisa fatik Analisa Erosi Persen Rusak (%) Repetisi Ijin Persen Rusak (%) (1) (2) (3)= (2) x FKB/jml roda (4) (5) (6) (7)= (4) x 100/ (6) (8) (9)= (4) x 100/ (8) STRT 6 (60) ,94 TE = 0,61 TT 0 TT 0 5 (50) ,25 FRT = 0,1818 TT 0 TT 0 4 (40) ,05 FE = 1,85, dibulatkan TT 0 TT 0 menjadi 2 3 (30) ,94 TT 0 TT 0 2 (20) ,05 TT 0 TT 0 STRG 8 (80) ,25 TE = 1 TT 0 TT 0 5 (50) 12, ,94 FRT = 0,298 TT 0 TT 0 FE = 2,45 Total 0 < 100% 0 < 100% Sumber : Hasil analisis Dengan tebal pelat 260 mm, ternyata jumlah kerusakan fatik dan kerusakan erosi 0 < 100%. Maka tebal pelat minimum yang harus digunakan 260 mm sudah cukup kuat dan aman. IV-15

16 Penjelasan tabel : Kolom (1) : jenis sumbu (STRT, STRG) Kolom (2) : beban sumbu ton diubah ke kn Kolom (3) : beban rencana per roda (kn) = beban sumbu (kn) x F KB jumlah sumbu roda Contoh : Beban rencana per roda 50 kn = beban sumbu (kn) x F KB jumlah sumbu roda = (50 x 1) : 2 = 25 kn Kolom (4) : repetisi yang terjadi (diambil pada Tabel 4.6 kolom 7) Kolom (5) : faktor tegangan dan erosi (diambil dari tabel 2.11) TE = tegangan ekivalen FRT = faktor rasio tegangan = tegangan ekivalen : f cf = 0.61 : 3.35 = FE = faktor erosi Kolom (6) : analisa fatik repetisi ijin (Gambar 4.4) TT = tidak terbatas Kolom (7) : persentasi ijin (%) = Kolom 4 x kolom IV-16

17 Contoh : Persentasi ijin sumbu 50 kn = ( : 100) x TT = 0 % Kolom (8) : analisa erosi repetisi ijin (Gambar 4.5) TT = tidak terbatas Kolom (9) : persentasi ijin (%) = Contoh : Persentasi ijin sumbu 50 kn Kolom 4 x kolom = ( : 100) x TT = 0 % IV-17

18 Tabel 4.9 Tegangan ekivalen dan faktor erosi untuk perkerasan tanpa bahu beton. Sumber : Pd T dan hasil analisis IV-18

19 Gambar 4.4 Analisa Fatik dan repeti beban ijin berdasarkan rasio tegangan tanpa bahu beton untuk kasus BBDT Sumber : Pd T dan hasil analisis = STRT = STRG IV-19

20 Gambar 4.5 Analisa Fatik dan repetisi beban ijin berdasarkan faktor erosi tanpa bahu beton untuk kasus BBDT Sumber : Pd T dan hasil analisis = STRT = STRG IV-20

21 4.3 Perhitungan Tulangan BBDT Diketahui : Tebal pelat (h) Lebar pelat rencana Panjang pelat rencana (L) : 260 mm : 3 m (untuk 1 lajur) : 6 m Koefisien gesek antara pelat beton dengan pondasi bawah (µ) : 1,0, diambil dari tabel 2.4 Tabel 4.10 Nilai koefisien gesekan (µ) Koefisien No. Lapis pemecah ikatan gesekan (µ) 1 Lapis resap ikat aspal di atas permukaan pondasi bawah 1,0 2 Laburan parafin tipis pemecah ikat 1,5 3 Karet kompon (A chlorinated rubber curing compound) 2,0 Sumber : Pd T dan hasil analisis Kuat tarik ijin baja (f s ) : 240 Mpa Berat isi beton (M) : 2400 kg/m 3 Gravitasi (g) : 9,81 m/dt Tulangan Memanjang Perhitungan tulangan memanjang menggunakan rumus 2.10, dimana, IV-21

22 A s f s : luas penampang tulangan baja (mm 2 /m lebar pelat) : kuat-tarik ijin tulangan (MPa). Biasanya 0,6 kali tegangan leleh. g : gravitasi (m/detik 2 ). h L : tebal pelat beton (m) : jarak antara sambungan yang tidak diikat dan/atau tepi bebas pelat (m) M : berat per satuan volume pelat (kg/m 3 ) µ : koefisien gesek antara pelat beton dan pondasi bawah As = 1,0 x 6 x 2400 x 9,81 x 0,26 2 x 240 = 76,52 mm 2 /m Syarat As minimum = 0,1 % x tebal pelat x1000 As min = 0,1 % x 260 x1000 As min = 260 mm 2 (As min > As, maka digunakan nilai As min). Digunakan tulangan diameter 12 mm jarak 200mm, maka: As = (1/4 x π x d 2 ) / jarak As = (1/4 x 3,14 x 12 2) / 0,2 As = 565,2 mm 2 /m Tulangan Melintang Perhitungan tulangan memanjang menggunakan rumus 2.10, IV-22

23 As = 1,0 x 3 x 2400 x 9,81 x 0,26 2 x 240 = 38,26 mm 2 /m Syarat As minimum = 0,1 % x tebal pelat x1000 As min = 0,1 % x 260 x1000 As min = 260 mm 2 (As min > As, maka digunakan nilai As min). Digunakan tulangan diameter 12 mm jarak 300mm, maka: As = (1/4 x π x d 2 ) / jarak As = (1/4 x 3,14 x 12 2) / 0,3 As = 376,8 mm 2 /m 4.4 Sambungan Perkerasan Kaku Sambungan memanjang dengan batang pengikut (tie bars) Jarak antar sambungan memanjang 3m. Luas penampang tulangan dihitung dengan rumus 2.8, A t = 204 x b x h, dimana : At = Luas penampang tulangan per meter panjang sambungan (mm) b = Jarak terkecil antar sambungan atau jarak sambungan dengan tepi perkerasan (m) h = Tebal pelat (m) A t = 204 x b x h A t = 204 x 3 x 0,26 A t = 159,12 mm 2 Digunakan besi ulir diameter 16 mm. IV-23

24 A t = 1/4 x π x d 2 A t = 1/4 x 3,14 x 16 2 A t = 200,96 mm 2 Panjang batang pengikat dihitung dengan rumus 2.9, l = (38,3 x ф) + 75 l = (38,3 x 16) + 75 l = 687,8 mm, dibulatkan menjadi 700 mm Jadi digunakan tulangan ulir diameter 16 mm dengan panjang 700 mm, dengan jarak batang pengikat 750 mm Sambungan susut melintang Kedalaman sambungan kurang lebih seperempat dari tebal pelat, 1/4 x 260 = 65 mm. Jarak sambungan susut melintang 8 15m. Sambungan dilengkapi dengan ruji polos panjang 45 cm, jarak antar ruji 30 cm, dengan diameter ruji 36mm (dari Tabel 2.8), lurus dan bebas dari tonjolan tajam yang akan mempengaruhi gerakan bebas pada saat pelat beton menyusut. Karena tebal pelat 260 mm tidak ada di tabel, maka diambil tebal paling besar diantara mm. Tabel 4.11 Diameter ruji No Tebal pelat beton, h (mm) Diameter ruji (mm) < h < h < h IV-24

25 4 190 < h < h Sumber : Pd T dan hasil analisis IV-25

26 4.5 Gambar Perencanaan Gambar 4.6 Detail denah tulangan perkerasan beton Sumber : Hasil analisis IV-26

27 Gambar 4.7 Potongan A Sumber : Hasil analisis IV-27

28 Gambar 4.8 Potongan B Sumber : Hasil analisis IV-28

29 4.6 Rencana Anggaran Biaya Kegiatan : Perkerasan beton Nama paket : Peningkatan jalan Jrakah-Blabak Km Km Lokasi : Jalan Jrakah-Blabak, Kecamatan Sawangan, Kabupaten No I II Magelang Tahun : 2016 Tabel 4.12 Rencana Anggaran Biaya Uraian Pekerjaan Umum Mobilisasi dan Demobilisasi Manajemen dan Keselamatan Lalu Lintas Pekerjaan Drainase Galian untuk selokan drainase dan saluran air Satua n Volu me IV-29 Harga Satuan (Rp) Jumlah Harga (Rp) Ls , ,80 Ls , ,00 Total I Pekerjaan Umum ,80 m , ,00 2 Pasangan Batu Mortar m , , III Gorong - Gorong Pipa Beton Bertulang, diameter dalam cm Beton K-250 (fc'20) untuk struktur drainase beton minor Saluran beton bertulang pracetak U Pekerjaan Tanah m' , ,00 m , ,88 m' , ,00 Total II Pekerjaan Drainase ,08 1 Galian Biasa m , ,68 2 Galian Struktur dengan kedalaman 0-2 meter m , ,50

30 3 Galian perkerasan beton m , ,00 4 Timbunan biasa manual m , ,00 5 Timbunan pilihan dari sumber galian 6 Penyiapan Badan Jalan m2 IV Perkerasan Beton Semen 1 2 V 1 2 Lapis pondasi agregat kelas A Lapis pondasi bawah beton kurus Pekerjaan Struktur Beton mutu sedang fc'20 Mpa Baja tulangan U 24 polos untuk perkerasan beton semen m , , , ,00 Total III Pekerjaan Tanah ,18 m , ,11 m , ,92 Total IV Perkerasan Beton Semen ,03 m , ,80 kg 3 Baja tulangan U 32 ulir kg , , , , , ,08 Total V Pekerjaan Struktur , ,92 VI Pengembalian Kondisi dan Pekerjaan Minor 1 2 Pemotongan pohon diameter cm Pemotongan pohon diameter cm Buah , ,00 Buah , ,00 3 Patok Pengarah Buah , ,17 4 Patok Kilometer Buah , ,56 5 Patok Hektometer Buah , ,20 Total VI Pengembalian Kondisi dan Pekerjaan Minor ,93 Sumber : Hasil analisis IV-30

31 Tabel 4.13 Rekapitulasi Rencana Anggaran Biaya No Uraian Jumlah Harga Pekerjaan (Rp) I Pekerjaan Umum ,80 II Pekerjaan Drainase ,08 III Pekerjaan Tanah ,18 IV Perkerasan Beton semen ,03 V Pekerjaan Struktur ,92 VI Pengembalian kondisi dan pekerjaan minor ,93 Terbilang : Jumlah harga pekerjaan ,94 PPN 10% ,19 Total harga pekerjaan ,14 Sumber : Hasil analisis Dua puluh enam milyar, dua ratus tujuh puluh enam juta, empat ratus sembilan puluh sembilan ribu, empat ratus tiga puluh tiga. IV-31