Bab VII Kesimpulan, Kontribusi Penelitian dan Rekomendasi

Transkripsi

1 Bab VII Kesimpulan, Kontribusi Penelitian dan Rekomendasi VII.1 Kesimpulan Penelitian ini mencakup penyelidikan kondisi bonding antar lapis perkerasan beraspal dengan menggunakan pendekatan teoritis maupun percobaan di laboratorium. Review secara komprehensif terhadap literatur yang ada menunjukkan bahwa banyak model dan pengujian telah dilakukan untuk interface antar lapis perkerasan beraspal. Dari literatur direkomendasikan pengujian Direct Shear pada suatu tekanan normal tertentu adalah pengujian yang baik untuk menentukan model mekanik untuk interface. Dalam pendekatan teoritis, bantuan program komputer SAP2000 digunakan untuk menganalisis struktur perkerasan teoritis dengan mengeksplorasi kondisi daya lekat antar lapis wearing course dan binder course. Pada percobaan laboratorium, Direct Shear Test dengan beban normal konstan dan tiga macam temperatur diterapkan pada sampel yang seluruhnya dan sebagian dibuat di laboratorium serta hasil coring di lapangan. Tegangan geser dan displacement diukur selama pengujian. Kurva shear stress-displacement yang ditentukan dengan pengujian ini digunakan untuk menurunkan model makroskopis dari interface ini. Beberapa kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini antara lain : a. Pengembangan pendekatan simulasi terhadap kondisi bonding dengan menggunakan metoda elemen hingga (finite element method) akan dapat membantu mengetahui perilaku dan respons struktur perkerasan tersebut akibat beban yang diterapkan. Pada pemodelan struktur perkerasan dengan metode elemen hingga, model aksisimetris dapat digunakan dalam analisisnya. Penggunaan lapis tipis (thin layer) dengan baik dapat merepresentasikan suatu interface dengan kondisi daya lekat tertentu. 127

2 b. Dari simulasi yang telah dilakukan terhadap struktur perkerasan teoritis, dalam metode teoritis-analitis nilai modulus thin layer adalah merupakan parameter yang menunjukkan daya lekat (bonding) antar lapis perkerasan beraspal. c. Identifikasi bonding antar lapisan beraspal dinyatakan dengan kerjasama antar lapisan perkerasan. Bonding yang kuat akan menyebabkan dua lapisan beraspal yang berdekatan dapat bekerja bersama-sama dalam memikul beban. Sebaliknya, bonding yang lemah akan menyebabkan lapisan beraspal bekerja secara sendiri-sendiri. d. Dengan pendekatan simulasi dapat diperlihatkan bahwa daya lekat antara lapisan beraspal dapat direpresentasikan melalui lapisan tipis (thin layer) setebal 1 mm yang disisipkan diantaranya. Bonding yang lemah diwakili dengan modulus lapisan bonding yang kecil, dan sebaliknya, bonding yang kuat diwakili dengan modulus lapisan bonding yang sama dengan salah satu modulus lapisan beraspal e. Analisis terhadap pengaruh dari kondisi bonding terhadap kebutuhan desain tebal struktur perkerasan adalah makin lemah kondisi bonding antar lapisan beraspal maka makin tebal lapisan yang diperlukan. f. Alat Direct Shear Test yang dikembangkan pada penelitian ini dapat digunakan untuk mengukur kondisi daya lekat antar lapis perkerasan beraspal, tetapi mempunyai keterbatasan dalam mengukur nilai-nilai Shear Stress-Displacement yang menghasilkan jejak-jejak yang kurang halus (smooth line) sehingga memerlukan pendekatan atau prediksi untuk penggambaran kurvanya. g. Dari hasil pengujian Direct Shear terdapat dua parameter yang dapat dipertimbangkan untuk menggambarkan kondisi daya lekat (bonding) antar perkerasan beraspal yaitu Bond Stiffness (Ks) dan Bond Strength. Nilai Bond Stiffness dan Bond Strength didapat dari kurva pendekatan yang diprediksi dengan regresi polinomial. Kemiringan bagian linier pada awal kurva (biasanya kurang dari 1 mm) merupakan nilai Bond Stiffness 128

3 nya, sedangkan nilai maksimum dari persamaan polinomialnya merupakan nilai Bond Strength nya. h. Dari hasil pengujian Direct Shear terdapat dua jenis kondisi bonding menggunakan parameter Bond Stiffness, yaitu : partial bonding kurang dari MPa/m dan full bonding lebih dari MPa/m. Untuk kondisi partial bonding terdapat kondisi weak bonding kurang dari 405 MPa/m, kondisi medium bonding antara 405 MPa/m dan 620 MPa/m dan strong bonding antara 620 dan MPa/m. i. Dari hasil pengujian Direct Shear terdapat dua jenis kondisi bonding menggunakan parameter Bond Strength, yaitu : partial bonding kurang dari 1,7 MPa dan full bonding lebih dari 1,7 MPa. Untuk kondisi partial bonding terdapat kondisi weak bonding kurang dari 0,7 MPa, kondisi medium bonding antara 0,7 dan 1,2 MPa dan strong bonding antara 1,2 dan 1,7 MPa. j. Penambahan kadar tack coat yang berlebihan menunjukkan kecenderungan penurunan nilai Bond Stiffness dan Bond Strength. Dari pengujian yang sudah dilakukan menunjukkan bahwa pemberian kadar tack coat 0,3 ltr/m 2 sampai dengan 0,4 ltr/m 2 akan menghasilkan nilai Bond Stiffness dan Bond Strength yang maksimum pada tiga temperature yang berbeda, 28 o C, 40 o C dan 60 o C k. Pada suhu yang meningkat nilai Bond Stiffness dan Bond Strength cenderung mengalami penurunan. l. Pada pemodelan makroskopis Bond Stiffness dan Bond Strength hasil percobaan laboratorium dengan melakukan evaluasi terhadap keseluruhan kurva yang dihasilkan dari percobaan laboratorium didapat bentuk kurva tipikal Shear Stress-Displacement yang dibagi menjadi dua segmen, yaitu segmen initial dan segmen lanjutan. m. Nilai Bond Stiffness berada pada nilai Kmin sebagai secant modulus dan nilai K max sebagai tangent modulus nya. Dalam studi ini nilai K max yang dipakai adalah bagian liniear pada segmen lanjutan yang biasanya terjadi 129

4 pada pergeseran kurang dari 1mm. Pada segmen lanjutan shear stress akan terus meningkat seiring dengan meningkatnya pergeseran sampai mencapai nilai maksimum ketika sampel tepat mulai mencapai keruntuhan Nilai shear stress maksimum pada titik ini diparameterkan dengan nilai Bond Strength. Segmen setelah titik Bond Strength tidak diobservasi lebih lanjut pada penelitian ini karena keterbatasan alat Direct Shear dalam mengukur prilaku sampel setelah terjadi keruntuhan pada interfacenya. n. Pengembangan pendekatan simulasi untuk mengevaluasi nilai Bond Stiffness hasil percobaan Direct Shear dilakukan dengan memodelkan percobaan Direct Shear dengan metoda elemen hingga yang menunjukkan kecenderungan nilai Bond Stiffness yang didapat dari pemodelan ini tidak berbeda jauh sehingga nilai-nilai Bond Stiffness hasil percobaan Direct Shear sehingga nilai ini dapat dipakai untuk analisis lebih lanjut. VII.2 Kontribusi Penelitian Untuk mengetahui sampai sejauh mana kontribusi penelitian ini terhadap studi struktural perkerasan jalan, khususnya mengenai topik pavement bonding, Gambar VII.1 berikut dapat dijadikan referensi untuk mengetahui posisi penelitian ini dalam kajian pavement bonding. Tulisan berwarna merah adalah program yang dilakukan dalam penelitian ini dalam kerangka kajian pavement bonding. Beberapa hal yang dapat dipertimbangkan sebagai kontribusi penelitian ini terhadap khazanah ilmu pengetahuan pada umumnya dan topik pavement bonding dapat diuraikan sebagai berikut : a. Dengan dikembangkan model elemen hingga struktur perkerasan lentur menggunakan program SAP2000 terbuka peluang untuk menganalisis struktur perkerasan yang fully anisotropy, temperatur dependent yang melibatkan faktor bonding antar lapis perkerasannya. Program M-ESH 130

5 Generation yang sudah dikembangkan selama penelitian ini dapat menjadi user interface dalam analisis struktur perkerasan dengan program SAP2000. Gambar VII.1 Roadmap Pavement Bonding b. Alat Direct Shear Test yang sudah dikembangkan selama penelitian ini dapat menjadi alat untuk pengujian rutin kondisi bonding baik untuk sampel yang dibuat dilaboratorium maupun sampel hasil coring di lapangan. Draft prosedur pengujian Direct Shear yang sudah 131

6 dikembangkan dapat dijadikan referensi dalam penyusunan standar nasional nya. c. Rentang kondisi bonding hasil pengujian laboratorium yang dinyatakan dengan parameter Bond Stiffness dan Bond Strength dapat menjadi masukan untuk penyusunan spesifikasi limit dari pavement bonding d. Diperkenalkannya faktor kondisi bonding yang diparameterkan dengan modulus thin layer dapat dijadikan pertimbangan dalam penyempurnaan desain struktur perkerasan lentur dengan menambahkan faktor bonding sebagai kriteria perancangan nya. e. Diperkenalkannya nilai-nilai batas Bond Strength dapat dijadikan referensi dalam penentuan nilai tegangan geser yang diijinkan pada kapasitas bonding antar lapis perkerasan terutama untuk lokasi di sekitar persimpangan sebagai tempat pengereman, percepatan dan membeloknya kendaraan. f. Diperkenalkannya nilai-nilai batas Bond Stiffness yang dapat dijadikan referensi dalam evaluasi struktur perkerasan dengan melibatkan faktor bonding dalam proses backcalculation dengan menggunakan data-data FWD. VII.3 Rekomendasi Beberapa hal yang dapat direkomendasikan untuk penelitian lebih lanjut adalah sebagai berikut :. a. Dengan adanya keterkaitan antara kondisi bonding dengan desain tebal lapis wearing course, maka perlu mengetahui bagaimana pengaruh kondisi bonding ini terkait ketahanan lapis wearing course terhadap keruntuhan fatigue akibat beban berulang. Oleh karena itu perlu ada pengembangan percobaan laboratorium dengan pengujian fatigue untuk mengetahui bagaimana pengaruh fatigue terhadap kondisi bonding antar lapis perkerasan beraspal. 132

7 b. Alat Direct Shear Test perlu dikembangkan dengan menggunakan mesin pada pendorong horizontalnya serta pembacaan pengukuran pergeseran dengan mengggunakan LVDT s baik pergeseran arah horizontal maupun arah vertikal sehingga didapat hasil kurva yang baik. Selain itu, pengembangan ini juga akan membuka peluang untuk menyelidiki pengaruh variasi tingkat pergeseran (displacement rate) terhadap parameter kondisi bonding hasil percobaan laboratorium. c. Dengan mengevaluasi semua kurva shear stress displacement terlihat terjadi berbagai variasi trend kurva setelah terjadi keruntuhan pada interface. Dengan melihat keseluruhan segmen kurva sebagai kesatuan yang utuh yang menunjukka perilaku suatu sampel pengujian Direct Shear, maka perlu ada penyelidikan lebih lanjut untuk segmen pada kurva Shear Stress- Displacement setelah kondisi keruntuhan pada interface. 133