T:,#HllT,ffilI. Jil?fl ;lffit. (Rivicw [lcsign) nt) LEMBAGA PENELITIAN TINIVERSITAS HKBP NOMMENSEN MEDAN Yetfv Ririq Rotua Sarasi. ST" MT.

Transkripsi

1 Laporan Penelitian Pe renca " T:,#HllT,ffilI e Jil?fl ;lffit (Rivicw [lcsign) Oleh Yetfv Ririq Rotua Sarasi. ST" MT Dosen Tetap Fnkultas Teknik gb LEMBAGA PENELITIAN TINIVERSITAS HKBP NOMMENSEN MEDAN 2013 nt) Pa da

2 PENGESAHAN LAPORAN PENELITIAN a. Judul Penelitian b. Bidang Ilmu c. Kategori 2. Peneliti a. Nama Lengkap b. Jenis Kelamin c. Golongan/Pangkat d. Jabatan Fungsional e. Jabatan Strultural f. Fakultas/Jurusan g. Pusat Penelitian : "Perencanaan Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) Pada Pelebaran Jl Amir Hamzah Binjai (Riview Design)" Teknik Sipil Penelitian untuk mengembangkan fungsi Kelembagaan Perguruan Tinggi. Yetty Riris Rotua Saragi, ST" MT : Perempuan : IllbiPenata Muda Tingkat I.-.- : Teknik/Sipil. Teknologi Terapan 3. Lokasi Penelitian Proyek Pelebaran Jl Amir Hamzah (Binjai) 4. Bila Penelitian Merupakan Kerjasama dengan Institusi Lain a. Nama Institusi : PT Hutama Karya b. Alamat : Jl. DI Panjaitan No. 166 Medan 6. LamaPenelitian. 4 (tiga) bulan 7 Biaya Penelitian. Rp ,- (lirnajuta rupiah) Medan, Februari 2013 Peneliti ".Ir. F{rlrnisar Sibarani, MS.Met n Sitorus Saragi, ST,MT

3 ABSTRAK Proyek Pelebaran Jl Arnir Hamzah Binjai terletak di Kota Binjai Pr,ovinsi Sumatera L tara. Lokasi pekerjaan ini berbatasan langsung dengan l(abupaten Langkat menuju Provinsi \anggro Aceh Darussalam. Status jalan ini adalah Jalan Nasional dimana kondisi jalan ':erkerasan lentur tersebut masih perlu pelebaran agar arus lalu lintas antar kedua Provinsi.:ircar sefta dapat meningkatkan roda perekonomian sehingga pendapatan perkapita daerah "ersebut akan meningkat. Dari hasil survey aw-a\ yang dilakukan bersama yaitu PT Hutama Kan'a, Konsultan dan Pihak DireksilPengawas lapangan di lokasi terdapat utilitas yang ada :isamping 5 jembatan harus direlokasi. Disamping itu terdapat utilitas (pipa PDAM, jaringan PL\. TELKOM) yang teftanam di sepanjang rencana pelebaran jalan 1,50 m kiri-kanan dan :erdasarkan hasil DCP harus direlokasi. Selain darr pada itu terdapat juga pohon-pohon di separrjang jalan yang mempersulit ruang gerak alat berat untuk melakukan gahan area :elebaran jalan. Penelitian ini adalah melakul<an perubahan desain dari perkerasan lentur (flexible ::r ement) menjadi perkerasan kaku (rigid pavement) dan direncanakan ketebalan rigid :ar ement tidak melampaui/mencapai kedalaman utilitas, dengan kata lain pekerjaan rigid :a\ elrent tidak rnengganggu utilitas yang ada. Perkerasan kaku (perkerasan beton semen).:alah suatu struktur perkerasan yang umumnya terdiri dari tanah dasar, lapis pondasi bawah ::n lapis beton semen dengan tulangan ataupun tanpa tulangan. Metode dasar pereneanaan :erkerasan kaku adalah perkiraan lalu lintas dan komposisinya selama umur rencana,,.ekuatan tanah dasar yang dinyatakan dengan CBR(%), kekuatan beton yang digunakan, ::iis bahu jalan,jenis perkerasan danjenis penyaluran beban. Berdasarkan hasil perhitungan dengan menggunakan buku Pedoman Konstruksi Batrsunan Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen (Pd T-14-20A, dihitung tebal :e:kerasan. Dari hasil perhitungan diperoleh tebal perkerasan yang paling efisien adalah 27 :.1. lantai kerja 10 cm, material porous 10, jadi total kedalaman 47 cm. Sehingga ketebalan :::kerasan kaku tidak melampaui kedalaman utilitas dan tidak mengganggu utilitas yang ada.

4 DAFTAR ISI L{TA PEhIGANTAR ABSTRAK D.\FTAR ISI PE\GE S AHAN LAPORAN PENELITIAN 111 iv B.{B I II I: I3 I4 B-{B II ill ill tri TIJ 1 IIJ2 II _1.3 TIJ4 lli41 tr_1.12 tri-t3 Il3 1.4 tr i -1.5 TIJ5 TIJ6 B.\B III ul rul III 3 B{B IV n-l n-: n-3 n'-{ n"i B.\B V PENDAHLTLUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Kontribusi Penelitian TINJAUAN PUSTAKA Pendahuluan Struktur Dan Jenis Perkerasan Beton Semen Persyaratan Teknis Tanah Dasar Pondasi Tanah Beton Semen Lalu Lintas Laju Rencana dan Koefisien Distribusi Umur Rencana Pertumbuh an Lalu Lintas Lalu Lintas Rencana Faktor Keamanan Beban Bahu Sambungan L,{NDASAN TEORI Prosedur Perencanaan Perencanaan Tebal Plat Perencanaan Tulangan PERENCANAAN TEBAI PLAT BETON Data Perencanaan Analisa Lalu Lintas Repitisi Sumbu Rencana Analisa Fatik dan Erosi Analisa Tebal Perkerasan dan Tulangan Beton KESIMPULAN DAN SARAN i 1 2 J J l JZ JJ JJ JJ 37 DAFTAR PUSTAKA L T\IPIRAN ilt

5 KATA PENGANTAR Pertama sekali dipanjatan puji dan syukur kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala kasih dan anugerahnya sehingga dapat menyelesaikan penelitian ini. Penelitian ini dibuat untuk memenuhi salah satu Tri Dharma Perguruan Tinggi. Peneliti menyadari bahwa dengan segala keterbatasannya laporan penelitian ini masih kurang dari sempurna. Dengan segala kerendahan hati penulis menerima kritik dan saran untuk menyempurnakan laporan penelitian ini. Penulis juga menyadari bahwa penelitian ini tanpa bantuan dari berbagai pihak, penelitian dan laporan penelitian ini tidak akan selesai sesuai dengan batas waktu yang telah ditentukan. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Bapak Prof.Dr.Ir. Hasan Sitorus sebagai Ketua Lembaga Penelitian UHN. 2. Bapak Ir. Humisar Sibarani, MS.Met sebagai Dekan FT UHN. 3. PT Hutama Karya sebagai pelaksana Paket Pekerjaan Pelebaran Jalan Amir Hamzah (Binjai) sebagai lokasi penelitian. 4. Direktorat Jendral Bina Marga Balai Besar Pelaksanaan Jalan Nasional I Medan 5. Serta pihak lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Akhir kata penulis mengharapkan semoga laporan penelitian ini bermanfaat bagi yang membacanya. Medan, Februari 2013 Peneliti i

6 ii

7 BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Proyek Pelebaran Jl Amir Hamzah Binjai terletak di Kota Binjai Provinsi Sumatera Utara. Lokasi pekerjaan ini berbatasan langsung dengan Kabupaten Langkat menuju Provinsi Nanggro Aceh Darussalam. Status jalan ini adalah Jalan Nasional dimana kondisi jalan tersebut masih perlu pelebaran agar arus lalu lintas antar kedua Provinsi lancar serta dapat meningkatkan roda perekonomian sehingga pendapatan perkapita daerah tersebut akan meningkat. Sesuai dengan kondisi tersebut, Pemerintah Republik Indonesia Cq. Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jendral Bina Marga memprogramkan untuk meningkatkan kapasitas jalur lalu lintas keluar masuk Provinsi Sumatera Utara menuju Provinsi Nangro Aceh Darussalam dengan pelebaran Jl Amir Hamzah. Penanganan pekerjaan ini oleh Pemerintah Republik Indonesia atas nama Direktorat Jendral Bina Marga melalui Balai Pelaksanaan Jalan Nasional I menunjuk SNVT Pelaksanaan Jalan Nasional Metropolitan Medan dan mendelegasikan Pejabat Pembuat Komitmen Bagian Pelaksanaan Jalan Metropolitan Medan Barat, Cs untuk mengkoordinasikan Kontraktor PT Hutama Karya (Persero) untuk dapat menyelesaikan pekerjaan tersebut. Pengawasan terhadap pelaksanaan Konstruksi ditetapkan kepada Konsultan Supervisi PT Eikelia Mitra Consultant yang diangkat oleh SVVT Perencanaan dan Pengawasan Jalan dan Jembatan Metropolitan Sumatera Utara. Gambaran awal tentang proyek menyangkut data administrasi, data teknik dan batasan penanganan konstruksi sesuai dengan yang ditetapkan. Proyek Pelebaran Jl Amir Hamzah (Binjai) mempunyai panjang efektif 6,00 km sesuai Dokumen Kontrak No 02/KTR- APBN/AH/PPK16/2012 tanggal 15 Maret 2012 dengan nilai kontrak (termasuk PPN) adalah sebesar Rp ,00 untuk Tahun Anggaran

8 I.2 Perumusan Masalah Dari hasil survey awal yang dilakukan bersama yaitu PT Hutama Karya, Konsultan dan Pihak Direksi/Pengawas lapangan di lokasi terdapat 5 unit jembatan yang ada terjadi penyempitan jalan sehingga harus dilakukan pembongkaran paraparet dan penambahan lebar jemabatan. Setelah dilakukan pengukuran bersama-sama bahwa rata-rata lebar jembatan 9,40 m sehingga untuk memenuhi desain 10,0 m (belum termasuk bahu jalan pada jembatan) maka rencana pelebaran disetiap jembatan ditambah 2,00 m ( 1,00 m di kiri dan 1,00 m di kanan), sehingga utilitas yang ada disamping jembatan harus direlokasi. Disamping itu terdapat utilitas (pipa PDAM, jaringan listrik, dll) yang tertanam di sepanjang rencana pelebaran jalan 1,50 m kiri-kanan. Dari hasil penggalian kedalaman utilitas yang berada di sepanjang rencana pelebaran jalan, kedalaman rata-rata 0,60 m 0,75 mdari permukaan tanah. Berdasarkan hasil DCP diperoleh rencana desain Jl Amir Hamzah di kedalaman 0,80 m. Sehingga utilitas yang berada di dalam tanah harus direlokasi. Selain dari pada itu terdapat juga pohon-pohon di sepanjang jalan yang mempersulit ruang gerak alat berat untuk melakukan galian area pelebaran jalan. Adapun jenis dan jumlah utilitas yang ada pada Paket Pelebaran Jl Amir Hamzah dapat dilihat pada Tabel I.1 berikut. Sehubungan dengan hasil survey awal tersebut maka dapat diketahui bahwa kondisi utilitas di lapangan sangat berdekatan dengan desain pelebaran 1,50 m kiri-kanan dan di bawah permukaan tanah sedalam cm terdapat utilitas PDAM, PLN dan TELKOM. Sementara sesuai desain awal dibutuhkan galian pelebaran dengan kedalaman 80 cm, sehingga menyebabkan utilitas yang ada akan terkena galian demikian juga pada saat pemadatan. Berkaitan dengan hal itu maka pada perencanaan pelebaran disepakati melakukan perubahan desain dari perkerasan lentur (flexible pavement) menjadi perkerasan kaku (rigid pavement) dan direncanakan ketebalan rigid pavement tidak melampaui/mencapai kedalaman utilitas, dengan kata lain pekerjaan rigid pavement tidak mengganggu utilitas yang ada. 2

9 No Tabel I.1. Daftar Jenis dan Jumlah Utilitas Pada Paket Pelebaran Jl Amir Hamzah 1 Main Hole Jenis Utilitas Jumlah (bh) Kiri Kanan Ukuran Total (bh) - PT TELKOM - 1 1,1 m x 0,8 m 1 - PT TELKOMSEL 3 8 1,1 m x 0,8 m 11 2 Patok - PT PLN PT XL PT INDOSAT P2JJ/PU Pipa / kabel 6 6 Ø 6ʺ sd 10ʺ 12 4 Paving Block Traffic Light Pohon Ø cm Paku Marka CL Baliho Gapura 3 3 Sumber : Hasil Survey I.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini adalah melakukan perubahan desain dari perkerasan lentur (flexible pavement) menjadi perkerasan kaku (rigid pavement) dan direncanakan ketebalan rigid pavement tidak melampaui/mencapai kedalaman utilitas, dengan kata lain pekerjaan rigid pavement tidak mengganggu utilitas yang ada. I.4 Kontribusi Penelitian Hasil desain perkerasan kaku akan memberikan kontribusi antara lain : a. desain perkerasan kaku yang tidak mengganggu utilitas yang ada. b. kaji ulang kuantitas beberapa item pekerjaan sesuai dengan kebutuhan lapangan c. memberikan motivasi pada mahasiswa untuk mencoba melakukan penelitian. d. sebagai kewajiban staf pengajar dan Perguruan Tinggi dalam melakukan Tri Darma Perguruan Tinggi. e. sebagai salah satu usaha untuk mendapatkan Jabatan Fungsional. f. sebagai salah satu usaha untuk menaikkan akreditasi Program Studi. 3

10 4

11 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 PENDAHULUAN Perkerasan kaku (perkerasan beton semen) adalah suatu struktur perkerasan yang umumnya terdiri dari tanah dasar, lapis pondasi bawah dan lapis beton semen dengan tulangan ataupun tanpa tulangan. Metode dasar perencanaan perkerasan kaku adalah perkiraan lalu lintas dan komposisinya selama umur rencana, kekuatan tanah dasar yang dinyatakan dengan CBR(%), kekuatan beton yang digunakan, jenis bahu jalan, jenis perkerasan dan jenis penyaluran beban. II.2 STRUKTUR DAN JENIS PERKERASAN BETON SEMEN Perkerasan beton semen adalah struktur yang terdiri atas pelat beton semen yang bersambung (tidak menerus) tanpa atau dengan tulangan, atau menerus dengan tulangan, terletak di atas lapis pondasi bawah atau tanah dasar, tanpa atau dengan lapis permukaan beraspal. Struktur perkerasan beton semen secara tipikal sebagaimana terlihat pada Gambar 2.1 berikut ini. Gambar 2.1 Tipikal struktur perkerasan beton semen Pada perkerasan beton semen, daya dukung perkerasan terutama diperoleh dari pelat beton. Sifat, daya dukung dan keseragaman tanah dasar sangat mempengaruhi keawetan dan kekuatan perkerasan beton semen. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan adalah kadar air pemadatan, kepadatan dan perubahan kadar air selama masa pelayanan. Lapis pondasi bawah pada perkerasan beton semen adalah bukan merupakan bagian utama yang memikul beban, tetapi merupakan bagian yang berfungsi sebagai berikut : 4

12 - Mengendalikan pengaruh kembang susut tanah dasar. - Mencegah intrusi dan pemompaan pada sambungan, retakan dan tepi-tepi pelat. - Memberikan dukungan yang mantap dan seragam pada pelat. - Sebagai perkerasan lantai kerja selama pelaksanaan. Pelat beton semen mempunyai sifat yang cukup kaku serta dapat menyebarkan beban pada bidang yang luas dan menghasilkan tegangan yang rendah pada lapisan-lapisan di bawahnya. Bila diperlukan tingkat kenyaman yang tinggi, permukaan perkerasan beton semen dapat dilapisi dengan lapis campuran beraspal setebal 5 cm. II.3 PERSYARATAN TEKNIS II.3.1 Tanah Dasar Daya dukung tanah dasar ditentukan dengan pengujian CBR insitu sesuai dengan SNI atau CBR laboratorium sesuai dengan SNI , masing-masing untuk perencanaan tebal perkerasan lama dan perkerasan jalan baru. Apabila tanah dasar mempunyai nilai CBR lebih kecil dari 2 %, maka harus dipasang pondasi bawah yang terbuat dari beton kurus (Lean-Mix Concrete) setebal 15 cm yang dianggap mempunyai nilai CBR tanah dasar efektif 5 %. II.3.2 Pondasi Bawah Bahan pondasi bawah dapat berupa : - Bahan berbutir. - Stabilisasi atau dengan beton kurus giling padat (Lean Rolled Concrete) - Campuran beton kurus (Lean-Mix Concrete). Lapis pondasi bawah perlu diperlebar sampai 60 cm diluar tepi perkerasan beton semen. Untuk tanah ekspansif perlu pertimbangan khusus perihal jenis dan penentuan lebar lapisan pondasi dengan memperhitungkan tegangan pengembangan yang mungkin timbul. Pemasangan lapis pondasi dengan lebar sampai ke tepi luar lebar jalan merupakan salah satu cara untuk mereduksi prilaku tanah ekspansif. Tebal lapisan pondasi minimum 10 cm yang paling sedikit mempunyai mutu sesuai dengan SNI No dan AASHTO M-155 serta SNI Bila direncanakan perkerasan beton semen bersambung tanpa ruji, pondasi bawah harus menggunakan campuran beton kurus (CBK). Tebal lapis pondasi bawah minimum yang disarankan dapat dilihat pada Gambar 2.2 dan CBR tanah dasar efektif didapat dari Gambar

13 Gambar 2.2 Tebal pondasi bawah minimum perkerasan beton semen Gambar 2.3 CBR tanah dasar efektif dan tebal pondasi bawah 6

14 II.3.3 Beton Semen Kekuatan beton harus dinyatakan dalam nilai kuat tarik lentur (flexural strength) umur 28 hari, yang didapat dari hasil pengujian balok dengan pembebanan tiga titik (ASTM C-78) yang besarnya secara tipikal sekitar 3 5 MPa (30-50 kg/cm 2 ). Kuat tarik lentur beton yang diperkuat dengan bahan serat penguat seperti serat baja, aramit atau serat karbon, harus mencapai kuat tarik lentur 5 5,5 MPa (50-55 kg/cm 2 ). Kekuatan rencana harus dinyatakan dengan kuat tarik lentur karakteristik yang dibulatkan hingga 0,25 MPa (2,5 kg/cm 2 ) terdekat. Hubungan antara kuat tekan karakteristik dengan kuat tarik-lentur beton dapat didekati dengan rumus berikut : f cf = K (f c )0,50 dalam MPa atau (2.1) f cf = 3,13 K (f c )0,50 dalam kg/cm 2 (2.2) Dengan pengertian : f c : kuat tekan beton karakteristik 28 hari (kg/cm 2 ) f cf : kuat tarik lentur beton 28 hari (kg/cm 2 ) K : konstanta, 0,7 untuk agregat tidak dipecah dan 0,75 untuk agregat pecah. Kuat tarik lentur dapat juga ditentukan dari hasil uji kuat tarik belah beton yang dilakukan menurut SNI sebagai berikut : f cf = 1,37.f cs, dalam MPa atau (2.3) f cf = 13,44.f cs, dalam kg/cm 2 (2.4) Dengan pengertian : f cs : kuat tarik belah beton 28 hari Beton dapat diperkuat dengan serat baja (steel-fibre) untuk meningkatkan kuat tarik lenturnya dan mengendalikan retak pada pelat khususnya untuk bentuk tidak lazim. Serat baja dapat digunakan pada campuran beton, untuk jalan plaza tol, putaran dan perhentian bus. Panjang serat baja antara 15 mm dan 50 mm yang bagian ujungnya melebar sebagai angker dan/atau sekrup penguat untuk meningkatkan ikatan. Secara tipikal serat dengan panjang antara 15 dan 50 mm dapat ditambahkan ke dalam adukan beton, masing-masing sebanyak 75 dan 45 kg/m³. Semen yang akan digunakan untuk pekerjaan beton harus dipilih dan sesuai dengan lingkungan dimana perkerasan akan dilaksanakan. 7

15 II.3.4 Lalu Lintas Penentuan beban lalu-lintas rencana untuk perkerasan beton semen, dinyatakan dalam jumlah sumbu kendaraan niaga (commercial vehicle), sesuai dengan konfigurasi sumbu pada lajur rencana selama umur rencana. Lalu-lintas harus dianalisis berdasarkan hasil perhitungan volume lalu-lintas dan konfigurasi sumbu, menggunakan data terakhir atau data 2 tahun terakhir. Kendaraan yang ditinjau untuk perencanaan perkerasan beton semen adalah yang mempunyai berat total minimum 5 ton. Konfigurasi sumbu (Gambar 2.4) untuk perencanaan terdiri atas 4 jenis kelompok sumbu sebagai berikut : - Sumbu tunggal roda tunggal (STRT). - Sumbu tunggal roda ganda (STRG). - Sumbu tandem roda ganda (STdRG). - Sumbu tridem roda ganda (STrRG). Gambar 2.4 Distribusi pembebanan pada masing-masing roda kendaraan Sumber : Manual perkerasan jalan dengan alat Benkelman Beam No 01/MN/BM/83 8

16 II Lajur Rencana Dan Koefisien Distribusi Lajur rencana merupakan salah satu lajur lalu lintas dari suatu ruas jalan raya yang menampung lalu-lintas kendaraan niaga terbesar. Jika jalan tidak memiliki tanda batas lajur, maka jumlah lajur dan koefsien distribusi (C) kendaraan niaga dapat ditentukan dari lebar perkerasan sesuai Tabel 2.1. Tabel 2.1 Jumlah lajur berdasarkan lebar perkerasan dan koefisien distribusi (C) kendaraan niaga pada lajur rencana II Umur Rencana Umur rencana perkerasan jalan ditentukan atas pertimbangan klasifikasi fungsional jalan, pola lalu-lintas serta nilai ekonomi jalan yang bersangkutan, yang dapat ditentukan antara lain dengan metode Benefit Cost Ratio, Internal Rate of Return, kombinasi dari metode tersebut atau cara lain yang tidak terlepas dari pola pengembangan wilayah. Umumnya perkerasan beton semen dapat direncanakan dengan umur rencana (UR) 20 tahun sampai 40 tahun. II Pertumbuhan Lalu Lintas Volume lalu-lintas akan bertambah sesuai dengan umur rencana atau sampai tahap di mana kapasitas jalan dicapai denga faktor pertumbuhan lalu-lintas yang dapat ditentukan berdasarkan rumus sebagai berikut : UR ( 1 i) 1 R (2.5) i Dengan pengertian : R : Faktor pertumbuhan lalu lintas i : Laju pertumbuhan lalu lintas per tahun dalam %. UR : Umur rencana (tahun) 9

17 Faktor pertumbuhan lalu-lintas ( R ) dapat juga ditentukan berdasarkan Tabel 2.2 Tabel 2.2 Faktor pertumbuhan lalu lintas (R) II Lalu Lintas Rencana Lalu-lintas rencana adalah jumlah kumulatif sumbu kendaraan niaga pada lajur rencana selama umur rencana, meliputi proporsi sumbu serta distribusi beban pada setiap jenis sumbu kendaraan. Beban pada suatu jenis sumbu secara tipikal dikelompokkan dalam interval 10 kn (1 ton) bila diambil dari survai beban. Jumlah sumbu kendaraan niaga selama umur rencana dihitung dengan rumus berikut : JSKN = JSKNH x 365 x R x C (2.6) Dengan pengertian : JSKN : Jumlah total sumbu kendaraan niaga selama umur rencana. JSKNH : Jumlah total sumbu kendaraan niaga per hari pada saat jalan dibuka. R : Faktor pertumbuhan komulatif yang besarnya tergantung dari pertumbuhan lalu lintas tahunan dan umur rencana. C : Koefisien distribusi kendaraan II Faktor Keamanan Beban Pada penentuan beban rencana, beban sumbu dikalikan dengan faktor keamanan beban (FKB). Faktor keamanan beban ini digunakan berkaitan adanya berbagai tingkat realibilitas perencanaan seperti telihat pada Tabel 2.3 berikut ini. 10

18 Tabel 2.3 Faktor Keamanan (F KB ) II.3.5 Bahu Bahu dapat terbuat dari bahan lapisan pondasi bawah dengan atau tanpa lapisan penutup beraspal atau lapisan beton semen. Perbedaan kekuatan antara bahu dengan jalur lalu-lintas akan memberikan pengaruh pada kinerja perkerasan. Hal tersebut dapat diatasi dengan bahu beton semen, sehingga akan meningkatkan kinerja perkerasan dan mengurangi tebal pelat Yang dimaksud dengan bahu beton semen dalam pedoman ini adalah bahu yang dikunci dan diikatkan dengan lajur lalu-lintas dengan lebar minimum 1,50 m, atau bahu yang menyatu dengan lajur lalu-lintas selebar 0,60 m, yang juga dapat mencakup saluran dan kereb. II.3.6 Sambungan Sambungan pada perkerasan beton semen ditujukan untuk membatasi tegangan dan pengendalian retak yang disebabkan oleh penyusutan dan pengaruh lenting serta beban lalulintas, memudahkan pelaksanaan, mengakomodasi gerakan pelat. Pada perkerasan beton semen terdapat beberapa jenis sambungan antara lain : - Sambungan memanjang (Gambar ) - Sambungan melintang (Gambar ) - Sambungan isolasi (Gambar ) Semua sambungan harus ditutup dengan bahan penutup (joint sealer), kecuali pada sambungan isolasi terlebih dahulu harus diberi bahan pengisi (joint filler). Tipikal pola sambungan diperlihatkan pada Gambar

19 Gambar 2.5 Tipikal sambungan memanjang Gambar 2.6 Ukuran standar penguncian sambungan Gambar 2.7 Sambungan susut melintang tanpa ruji 12

20 Gambar 2.8 Sambungan susut melintang dengan ruji Gambar 2.9 Contoh persimpangan yang membutuhkan sambungan isolasi Gambar 2.10 Sambungan isolasi 13

21 Gambar 2.11 Potongan melintang perkerasan pada lokasi sambungan Gambar 2.12 Detail potongan melintang sambungan perkerasan Keterangan Gambar : A = Sambungan isolasi B = Sambungan pelaksanaan memanjang C = Sambungan susut memanjang D = Sambungan susut melintang E = Sambungan susut melintang yang direncanakan F = Sambungan pelaksanaan melintang yang tidak direncanakan 14

22 15

23 16

24 17

25 BAB III LANDASAN TEORI III.1 PROSEDUR PERENCANAAN Prosedur perencanaan perkerasan beton semen didasarkan atas dua model kerusakan yaitu : 1) Retak fatik (lelah) tarik lentur pada pelat. 2) Erosi pada pondasi bawah atau tanah dasar yang diakibatkan oleh lendutan berulang pada sambungan dan tempat retak yang direncanakan. Prosedur ini mempertimbangkan ada tidaknya ruji pada sambungan atau bahu beton. Perkerasan beton semen menerus dengan tulangan dianggap sebagai perkerasan bersambung yang dipasang ruji. Data lalu-lintas yang diperlukan adalah jenis sumbu dan distribusi beban serta jumlah repetisi masing-masing jenis sumbu/kombinasi beban yang diperkirakan selama umur rencana. III.2 PERENCANAAN TEBAL PELAT Tebal pelat taksiran dipilih dan total fatik serta kerusakan erosi dihitung berdasarkan komposisi lalu-lintas selama umur rencana. Jika kerusakan fatik atau erosi lebih dari 100%, tebal taksiran dinaikan dan proses perencanaan diulangi. Tebal rencana adalah tebal taksiran yang paling kecil yang mempunyai total fatik dan atau total kerusakan erosi lebih kecil atau sama dengan 100%. Langkah-langkah perencanaan tebal pelat diperlihatkan pada Gambar 3.1 dan Tabel 3.1 berikut ini. III.3 PERENCANAAN TULANGAN Tujuan utama penulangan untuk : - Membatasi lebar retakan, agar kekuatan pelat tetap dapat dipertahankan - Memungkinkan penggunaan pelat yang lebih panjang agar dapat mengurangi jumlah sambungan melintang sehingga dapat meningkatkan kenyamanan - Mengurangi biaya pemeliharaan Jumlah tulangan yang diperlukan dipengaruhi oleh jarak sambungan susut, sedangkan dalam hal beton bertulang menerus, diperlukan jumlah tulangan yang cukup untuk mengurangi sambungan susut. 15

26 Pilih jenis dan tebal pondasi bawah, Gambar 2.2 Tentukan CBR efektif, Gambar 2.3 Pipil faktor keamanan beban (F KB ) Gambar 3.1 Sistem perencanaan perkerasan beton semen 16

27 Tabel 3.1 Langkah-langkah perencanaan tebal perkerasan beton semen Langkah Uraian Kegiatan Pilih jenis perkerasan beton semen, bersambung tanpa ruji, bersambung 1 dengan ruji, atau menerus dengan tulangan. 2 Tentukan apakah menggunakan bahu beton atau bukan Tentukan jenis dan tebal pondasi bawah berdasarkan nilai CBR rencana dan 3 perkiraan jumlah sumbu kendaraan niaga selama umur rencana sesuai dengan Gambar 2.2 Tentukan CBR efektif berdasarkan nilai CBR rencana dan pondasi bawah yang 4 dipilih sesuai dengan Gambar Pilih kuat tarik lentur atau kuat tekan beton pada umur 28 hari (f cf ) 6 Pilih faktor keamanan beban lalu lintas (F KB ) Taksir tebal plat beton (taksir awal dengan tebal tertentu berdasarkan 7 pengalaman atau menggunakan contoh yang tersedia atau dapat menggunakan Gambar ) Tentukan tegangan ekivalen (TE) dan faktor erosi (FE) untuk STRT dari Tabel atau Tabel 3.2 Tentukan faktor rasio tegangan (FRT) dengan membagi tegangan ekivalen (TE) 9 oleh kuat tarik lentur (f cf ) Untuk setiap rentang beban kelompok tersebut, tentukan beban per roda dan kalikan dengan faktor keamanan beban (F 10 KB ) untuk menentukan beban rencana per roda. Jika beban rencana per roda 65 kn (6,5 Ton), anggap dan gunakan nilai tersebut sebagai batas tertinggi pada Gambar Dengan faktor rasio tegangan (FRT) dan beban rencana, tentukan jumlah 11 repitisi ijin untuk fatik dari Gambar 3.2, yang mulai dari beban roda tertinggi dari jenis sumbu STRT tersebut Hitung persentase dari repetisi fatik yang direncanakan terhadap jumlah 12 repitisi ijin Dengan menggunakan faktor erosi (FE) tentukan jumlah repitisi ijin untuk 13 erosi dari Gambar Hitung persentase dari repetisi erosi yang direncanakan terhadap jumlah 14 repitisi ijin Ulangi langkah untuk setiap beban per roda pada sumbu tersebut sampai jumlah repitisi beban ijin yang terbaca pada Gambar 3.2 dan Gambar atau Gambar 3.4 yang masing-masing mencapai 10juta dan 100juta repitisi Hitung jumlah total fatik dengan menjumlahkan persentase fatik dari setiap 16 beban roda pada STRT tersebut. Dengan cara yang sama hitung jumlah total erosi dari setiap beban roda pada STRT tersebut 17 Ulangi langkah 8-16 untuk setiap jenis kelompok sumbu lainnya Hitung jumlah tota lkerusakan akibat fatik dan jumlah total kerusakan akibat erosi utnuk seluruh jenis kelompok sumbu Ulangi langkah 7-18 hingga diperoleh ketebalan tertipis yang menghasilkan total kerusakan akibat fatik dan erosi 100%. Tebal tersebut sebagai tebal perkerasan beton semen yang direncanakan 17

28 Tabel 3.2 Tegangan ekivalen dan faktor erosi untuk perkerasan tanpa bahu beton 18

29 Tabel 3.2 Tegangan ekivalen dan faktor erosi untuk perkerasan tanpa bahu beton (sambungan) 19

30 Tabel 3.2 Tegangan ekivalen dan faktor erosi untuk perkerasan tanpa bahu beton (sambungan) 20

31 Tabel 3.3 Tegangan ekivalen dan faktor erosi untuk perkerasan dengan bahu beton 21

32 Tabel 3.3 Tegangan ekivalen dan faktor erosi untuk perkerasan dengan bahu beton (sambungan) 22

33 Tabel 3.3 Tegangan ekivalen dan faktor erosi untuk perkerasan dengan bahu beton (sambungan) 23

34 Gambar 3.2 Analisis fatik dan beban repitisi ijin berdasarkan rasio tegangan, dengan/tanpa bahu beton 24

35 Gambar 3.3 Analisis erosi dan jumlah repitisi beban ijin, berdasarkan faktor erosin tanpa bahu beton 25

36 Gambar 3.4 Analisis faktor erosi dan jumlah repitisi beban berdasarkan faktor erosi, dengan bahu beton 26

37 Gambar 3.5 Hubungan antara CBR dengan Modulus reaksi tanah Gambar 3.6 Contoh grafik perencanaan,fcf = 425 MPa, lalu lintas dalam kota, tanpa ruji, F KB =

38 Gambar 3.7 Contoh grafik perencanaan,fcf = 425 MPa, lalu lintas dalam kota, tanpa ruji, F KB = 1.2 Gambar 3.8 Contoh grafik perencanaan,fcf = 425 MPa, lalu lintas dalam kota, dengan ruji, F KB =

39 Gambar 3.9 Contoh grafik perencanaan,fcf = 425 MPa, lalu lintas dalam kota, dengan ruji, F KB = 1.2 Gambar 3.10 Contoh grafik perencanaan,fcf = 425 MPa, lalu lintas luar kota, tanpa ruji, F KB =

40 Gambar 3.11 Contoh grafik perencanaan,fcf = 425 MPa, lalu lintas luar kota, tanpa ruji, F KB = 1.2 Gambar 3.12 Contoh grafik perencanaan,fcf = 425 MPa, lalu lintas luar kota, dengan ruji, F KB =

41 Gambar 3.13 Contoh grafik perencanaan,fcf = 425 MPa, lalu lintas luar kota, dengan ruji, F KB =

42 BAB IV PERENCANAAN TEBAL PLAT BETON IV.1 DATA PERENCANAAN Dari data perencaan Dept. Bina Marga dan survey oleh PT Hutama Karya diperoleh data perencanaan tebal plat beton dan data lalu lintas sebagai berikut. Perencanaan plat beton CBR tanah dasar = 4% Mutu beton = 350 kg/cm 2 = 30 MPa Kuat lentur beton = 4,11 MPa Bahan pondasi bawah = lean concrete Faktor keamanan beban = 1,1 Bahu jalan = tidak Pertumbuhan lalulintas = 6% Umur rencana = 22 tahun Data lalulintas Arah Aceh-Binjai (data 2010) Mobil penumpang 5511 Bus kecil 310 Bus besar 162 Truk 2 as kecil 732 Truk 2 as besar 284 Truk 3 as 394 Truk gandeng 63 Trailler 11 IV.2 ANALISA LALU LINTAS Perhitungan analisa lalu lintas berdasarkan jenis dan beban lalu lintas dapat dilihat selengkapnya pada Lampiran Tabel A.1. Diperoleh jumlah sumbu kendaraan niaga (JSKN) selama umur rencana (20+2) tahun adalah 6,

43 IV.3 REPITISI SUMBU RENCANA Perhitungan repitisi sumbu rencana selengkapnya pada Lampiran Tabel A.2. Diperoleh repitisi yang terjadi adalah 5, IV.4 ANALISA FATIK DAN EROSI Dari analisa fatik dan erosi diperoleh repitisi ijin untuk analisa fatik adalah TT (tidak terbatas) dan repitisi ijin untuk analisa erosi adalah TT untuk jenis sumbu STRT dan sebagian jenis sumbu STRG. Dari analisa erosi diperoleh persen rusak (%) adalah 16,68%. Perhitungan selengkapnya analisa fatik dan erosi dapat dilihat pada Lampiran A.3. IV.5 ANALISA TEBAL PERKERASAN DAN TULANGAN BETON Alternatif 1, tebal perkerasan 30 cm Sumber data beban : Hasil survei Jenis perkerasan : Beton Bersambung dengan Tulangan (BBDT) Jenis bahu : diperkeras Umur rencana : 22 tahun JSK (Jumlah Sumbu Kenderaan) : 5,41E+07 Faktor keamanan beban : 1,1 Kuat tarik lentur beton (f cf) umur 28 hari : 4,11 MPa Jenis dan tebal lapis pondasi : Lean Concrete CBR tanah dasar : 4% CBR efektif : 15% Tebal taksiran pelat beton : 300 mm (Gambar 24 s/d 31) Tebal taksiran lean concrete : 100 mm Perkerasan beton bersambung dengan tulangan Tebal pelat = 30 cm Lebar pelat = 1,5 m Panjang pelat = 7,5 m Koefisien gesek antara pelat beton dengan pondasi bawah = 1,3 33

44 Kuat tarik ijin baja = 240 MPa Berat isi beton = kg/m Gravitasi (g) = 10 m/dt 2 Tulangan Memanjang 3 As = 146,2 5 mm 2 / m Digunakan tulangan diameter 12 mm jarak 15 cm 351,8584 mm2 Tulangan Melintang As = 29,25 mm 2 / m Alternatif 2, tebal perkerasan 27.5 cm Sumber data beban Jenis perkerasan Jenis bahu Umur rencana JSK (Jumlah Sumbu Kenderaan) Faktor keamanan beban Kuat tarik lentur beton (f cf) umur 28 hari Jenis dan tebal lapis pondasi CBR tanah dasar CBR efektif Tebal taksiran pelat beton Tebal taksiran lean concrete Perkerasan beton bersambung dengan tulangan Tebal pelat = 28 cm Lebar pelat = 1,5 m 34

45 Panjang pelat = 7,5 m Koefisien gesek antara pelat beton dengan pondasi bawah = 1,3 Kuat tarik ijin baja = 240 Mpa Berat isi beton = kg/m3 Gravitasi (g) = 10 m/dt2 Tulangan Memanjang As = 134,0625 mm2/m Digunakan tulangan diameter 12 mm jarak 15 cm 351,8584 mm2 Tulangan Melintang As = 26,8125 mm2/m Alternatif 3, tebal perkerasan 25 cm Sumber data beban : Hasil survei Jenis perkerasan : Beton Bersambung dengan Tulangan BBDT) Jenis bahu : Diperkeras Umur rencana : 22 tahun JSK (Jumlah Sumbu Kenderaan) : 5,41E+07 Faktor keamanan beban : 1,1 Kuat tarik lentur beton (f cf) umur 28 hari : 4,11 MPa Jenis dan tebal lapis pondasi : Lean Concrete CBR tanah dasar : 4% CBR efektif : 15% Tebal taksiran pelat beton : 250 mm (Gambar 24 s/d 31) Tebal taksiran lean concrete : 100 mm Perkerasan beton bersambung dengan tulangan Tebal pelat = 25 cm Lebar pelat = 1,5 m Panjang pelat = 6 m 35

46 Koefisien gesek antara pelat beton dengan pondasi bawah = 1,3 Kuat tarik ijin baja = 240 MPa Berat isi beton = kg/m 3 Gravitasi (g) = 10 m/dt 2 Tulangan Memanjang As = 97,5 mm 2 /m Digunakan tulangan diameter 12 mm jarak 15 cm 791,6813 mm 2 Tulangan Melintang As = 24,375 mm 2 /m 36

47 37

48 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil analisa perhitungan dan mempertimbangkan kondisi existing maka digunakan perkerasan kaku dimensi 1,50 meter kiri-kanan dan tebal 27 cm, lantai kerja 10 cm dan material porous cm, maka total 47,0 cm. Sehingga ketebalan perkerasan kaku tidak melampaui/mencapai kedalaman utilitas, dengan kata lain pekerjaan perkerasan kaku tidak mengganggu utilitas yang ada. Untuk perencanaan perkerasan selanjutnya disarankan agar dilakukan survey yang lebih seksama dan mendetail sehingga dalam proses pelaksanaannya tidak terjadi perubahan desain dari yang direncanakan di awal. Apabila pekerjaan berjalan sesuai dengan desain dan tidak terjadi perubahan desain tentu pekerjaan dapat berjalan lebih baik. 37

49 DAFTAR PUSTAKA 1. Departemen PU Direktorat Jendral Bina Marga, Petunjuk Perencanaan Tebal Perkerasan Dengan Metode Analisa Komponen, Yayasan Badan Penerbit PU, Departemen PU Direktorat Jendral Bina Marga, Petunjuk Pelaksanaan Perkerasan Kaku, Yayasan Badan Penerbit PU, Departemen PU, Perkerasan Kaku (Rigid Pavement), Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah, Pedoman Konstruksi dan Bangunan Perencanaan Perkerasan Beton Semen,, Sukirman Silvia, Perkerasan Lentur Jalan Raya, Bandung,

50 LAMPIRAN

51 Tabel A.1 Perhitungan jumlah sumbu berdasarkan jenis dan bebannya Jumlah STRT STRG STdRG Konfigurasi beban Jumlah Jenis sumbu Jumlah sumbu (ton) Kend. Kendaraan Per sumbu BS JS BS JS BS JS (bh) RD RB RGD RGB Kend ton bh ton bh ton bh Mobil Penumpang Bus Kecil Bus Besar Truck 2 as Kecil Truck 2 as Besar Truck 3 as Truck Gandeng Trailer Total Jumlah sumbu kenderaan niaga (JKSN) selama umur rencana (20 tahun + 2 tahun) JKSN = 365 X JSKNH X R = R = 43,39 JKSN = JKSN rencana = 365 X JSKNH X 33,07 = 6,41E+07 6,41E+07

52 Tabel A.2 Perhitungan repitisi sumbu rencana Jenis Sumbu Beban Sumbu (ton) Jumlah Sumbu Proporsi Beban Proporsi Sumbu Lalu Lintas Rencana Repetisi yang Terjadi STRT ,0041 0,66 6,41E+07 1,74E ,2757 0,66 6,41E+07 1,17E ,2723 0,66 6,41E+07 1,16E ,1756 0,66 6,41E+07 7,48E ,2723 0,66 6,41E+07 1,16E+07 Total ,0000 STRG ,3086 0,24 6,41E+07 4,67E ,0659 0,24 6,41E+07 9,98E ,1318 0,24 6,41E+07 2,00E ,4937 0,12 6,41E+07 3,69E+06 Total 956 1,0000 STdRG ,0272 0,10 6,41E+07 1,74E ,9728 0,10 6,41E+07 6,24E+06 Total 405 1,0000 Kumulatif ,41E+07

53 Tabel A.3 Analisa fatik dan erosi Jenis Sumbu Beban Sumbu ton (KN) Beban Rencana Per Roda (KN) Repetisi yang Terjadi Faktor Tegangan dan Erosi Analisa Fatik Repetisi Ijin Persen Rusak (%) Analisa Erosi Repetisi Ijin STRT ,0 1,74E+05 TE = 0,55 TT 0,00 TT ,0 1,17E+07 FRT = 0,13 TT 0,00 TT ,0 1,16E+07 FE = 1,69 TT 0,00 TT ,5 7,48E+06 TT 0,00 TT ,0 1,16E+07 TT 0,00 TT Persen Rusak (%) STRG ,0 4,67E+06 TE = 0,94 TT 0,00 7,00E+07 6,67% ,8 9,98E+05 FRT = 0,23 TT 0,00 TT ,0 2,00E+06 FE = 2,3 TT 0,00 TT ,5 3,69E+06 STdRG ,6 1,74E+05 TE = 0,87 TT 0,00 1,60E+07 1,09% ,1 6,24E+06 FRT = 0,21 TT 0,00 7,00E+07 8,91% FE = 2,49 TOTAL 16,68%

54