Analisis Desain Perkerasan Kaku Berdasarkan AASHTO Rigid Pavement ARI SURYAWAN (hal. 213)

Transkripsi

1 Analisis Desain Perkerasan Kaku Berdasarkan AASHTO Rigid Pavement ARI SURYAWAN (hal. 213) Data - Data yang diperlukan : Umur rencana = 20 tahun CBR tanah dasar = 6 % Kuat tarik lentur (fcf) = 4.0 Mpa Faktor distribusi arah (Dd) = 0.5 Faktor distribusi lajur (DL) = 100 % fc' Pelat Beton = 350 kg/cm² = 34.3 Mpa = 4978 Psi Lalu lintas, ESAL (Wt) = 53,340,025 Data lalu lintas harian rata - rata : Mobil penumpang = 1062 kendaraan/hari Bus = 553 kendaraan/hari Truk 2 as kecil = 495 kendaraan/hari Truk 2 as besar = 105 kendaraan/hari Truk 3 as = 52 kendaraan/hari Truk gandeng = 35 kendaraan/hari Pertumbuhan lalu lintas (i) = 5 % Faktor lalu lintas rencana = 0.7 Direncanakan perkerasan beton semen untuk jalan 2 lajur 1 arah untuk jalan arteri. Terminal serviceability (Pt) = 2.5 Nilai Pt = 2.5 untuk jalan kolektor primer dan semua tipe jalan arteri. Initial serviceability (Po) = 4.5 (Berdasarkan AASHTO 1993,nilai Po untuk perkerasan kaku adalah 4.5 ) Serviceability loss, ΔPSI = 2 Untuk mendapat nilai ΔPSI menggunakan persamaan ΔPSI = Po - Pt Realibility, R = 90% Nilai R ditentukan berdasarkan fungsi jalan tol sebagai penghubung antar provinsi/antar kota besar dan berada di aderah pedesaan/pinggir kota (rural) Standar normal deviation, Z R = Standar deviation, (So) = 0.35 Berdasarkan AASHTO 1993, nilai Standart deviation (So) untuk perkerasan kaku antara maka diambil : 0.35 Modulus reaksi subgrade (k) Dengan menggunakan data - data diatas maka nilai k dapat berdasarkan AASHTO 1993, nilai modulus reaksi tanah dasar (k) ditentukan apakah menggunakan subbase atau tidak. Pada perencanaan ini digunakan subbase Lean Mix Concrete (LMC). Data-data yang digunakan untuk menentukan nilai k sebagai berikut : M R = 9000 Psi Nilai CBR tanah dasar sebesar = 6% maka nilai M R bisa didapatkan dengan meng gunakan rumus berikut: M R = 1500 x CBR M R = 1500 x 6 = maka didapat nilai M R sebesar = E SB = Psi (Karena LMC merupakan campuran semen agregat (cement aggregate mixtures). Perhitungan ESAL Gjt = ((1+i)UR-1)/I = 33.1 ESAL = fd x Gjt x 365 x Ni x F Ei Perhitungan nilai ESAL berdasarkan jenis kendaraan Jenis Kendaraan Jml 9000 Psi 9000 Psi konf. Beban sumbu (ton) konf. Beban sumbu (kip) Smb RD RB RGD RGB RD RB RGD RGB

2 Mobil penumpang Bus Truk 2 as kecil Truk 2 as besar Truk 3 as Truk gandeng Ket : RD= Roda depan, RB= Roda belakang, RGD= Roda gandeng depan, RGB= Roda gandeng belakang. Jenis Kendaraan Lalin Skrg Jml Smb Faktor Pertumbuhan Lalu Lintas Rencana ESAL Faktor ESAL Rencana Mobil penumpang Bus Truk 2 as kecil Truk 2 as besar Truk 3 as Truk gandeng Total Jenis Kendaraan Lalin DL VDF DD Skrg % Mobil penumpang Bus Truk 2 as kecil Truk 2 as besar Truk 3 as Truk gandeng Total Hari dalam W18 setahun Dari perhitungan diatas, didapatkan nilai W18 dalam 1 tahun = ESAL. Lalu lintas yang digunakan pada perencanaan tebal untuk perkerasan kaku adalah lalu lintas kumulatif selama umur rencana. Secara numerik rumusan lalu lintas ini adalah - sebagai berikut : Wt = W18 x (1+g) n -1 = g 53,340,025 Jadi, didapat nilai lalu lintas kumulatif selama umur rencana = 53,340,025 Menentukan Modulus reaksi subgrade (k) - Tebal subbase yang digunakan adalah sebesar 6 inch = 152 mm. ditentukan dengan menggunakan diagram berikut :

3 Diagram untuk menentukan modulus reaksi subgrade (k) Berdasarkan diagram diatas maka didapat nilai k sebesar = 800 pci. Menentukan Tebal Slab berdasarkan Metode AASHTO - Modulus elastisitas beton (Ec) = psi Berdasarkan Pavement Analysis and Design (Yang H. Huang) yang mengacu pada AASHTO 1993, nilai modulus elastisitas beton (Ec) diasumsikan = 4E+06 psi. - Moduli of rupture (Sc) = 650 psi = 4.48 Mpa = 45.7 kg/cm² Berdasarkan Pavement Analysis and Design (Yang H. Huang) yang mengacu pada Portland Cement Association Method. Nilai Moduli of rupture (Sc') untuk beton normal sebesar = 650 psi = 4.48 Mpa - Drainage coefficient (Cd) = 1.2 Berdasarkan AASHTO yang mengacu pada AASHTO Road Test, untuk perkerasan kaku maka nilai Cd = Load transfer coefficient (J) = 2.55 Berdasarkan AASHTO yang mengacu pada AASHTO Road Test, untuk perkerasan kaku tipe perkerasan beton semen tanpa tulangan dengan sambungan maka nilai J= 2.55 Dengan menggunakan data - data diatas dan nomogram perkerasan kaku berdasarkan metode AASHTO maka tebal slab bisa ditentukan. Berikut adalah nomogram perkerasan kaku berdasarkan metode AASHTO :

4 Nomogram Perkerasan Kaku AASHTO Berdasarkan nomogram diatas maka didapat tebal pelat sebesar = 10.5 inch = 267 mm. 27 Hasil Desain Struktur Perkerasan Kaku berdasarkan AASHTO 1993 (Reinforcement Design) Untuk rincian desain pada perkerasan beton bersambung tanpa tulangan menurut AASHTO 1993 adalah sebagai berikut : - Lebar pelat = 2 lajur - Tebal pelat = 267 mm - Berdasarkan Pavement Analysis and Design (Yang H Huang), perencanaan batang pengikat menggunakan rumus berikut : Dimana : As = luas tulangan yang diperlukan (mm2/m lebar) F = koefisien gesekan antara pelat beton dengan lapisan dibawahnya. L' = jarak antar sambungan (m) h = tebal pelat (m) fs = tegangan tarik baja (Mpa) Data - data perencanaan yang dibutuhkan untuk merencanakan batang pengikat ada sebagai

5 berikut : fs = psi L' = 3.6 m = 142 in h = 267 mm = 10.5 in fa = 1.5 ɣ'c = 0.09 pci = 23.6 kn/m3 maka perhitungan untuk batang pengikat : As = ɣ'c h L' fa = fs = in2/in Sumber : Pavement Analysis and Design Huang untuk menentukan jarak antar batang dihitung dengan membagi luasan batang pengikat (tie bars) no.04 dengan nilai As. Sehingga didapat jarak antar batang pengikat sebesar : s = 0.2 = 34.1 in = 865 mm 0.01 Berdasarkan Pavement Analysis and Design (Yang H. Huang), diameter dowel adalah =1/8 dari tebal slab maka diameter dowel adalah 1.31 in. ( 33.3 ) mm. atau bisa juga menggunakan do wel dengan diameter 1.4 in. ( 36 )mm. menurut PCA (Portland Cement Association). Tabel. Ukuran dan Jarak Batang Dowel yang Disarankan Tebal Dowel Perkerasan diameter Panjang Jarak Inch mm Inch mm Inch mm Inch mm Sumber : Principles of Pavement Design by Yoder & Witczak,1997 Tie Bars Tie Bar dirancang untuk memegang plat sehingga teguh, dan dirancang untuk menahan - gaya - gaya tarik maksimum. Tie bar tidak dirancang untuk memindahkan beban. Tie bar

6 mengacu pada Tabel 2.27 (Rigid pavement, Ari Suryawan, 2015). Jenis & Mutu baja Grad e 40 Tabel. Ukuran dan Jarak Batang Dowel yang Disarankan Tebal Dia Batang 1/2 in Dia Batang 5/8 in Perkerasan Pjg Jarak max (in) Pjg Jarak max (in) Psi Inch mm In L.10ft L.11ft L.12ft In L.10ft L.11ft L.12ft Teg. Kerja Sumber : Rigid Pavement Ari Suryawan,2015 Kesimpulan : Berdasarkan metode yang dgunakan pada perhitungan diatas, didapatkan hasil tebal pelat beton 267 mm. dengan menggunakan lapis pondasi LMC (Lean Mix Concrete) adalah 10 cm dan juga lapis pondasi agregat kelas A = 15 cm. dengan sambungan dowel : 32 dengan panjang 450 sejarak 300 mm dengan sambungan tiebar : 13 dengan panjang 635 sejarak 813 mm