STUDI PERBANDINGAN METODE PERENCANAAN PERKERASAN KAKU UNTUK LAPANGAN TERBANG MONICA SARI

Transkripsi

1 STUDI PERBANDINGAN METODE PERENCANAAN PERKERASAN KAKU UNTUK LAPANGAN TERBANG TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-Tugas Dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh : MONICA SARI BIDANG STUDI TRANSPORTASI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016

2 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur bagi Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya, sehingga tugas akhir dengan judul Studi Perbandingan Metode Perencanaan Perkerasan Kaku Untuk Lapangan Terbang dapat diselesaikan dengan baik. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Dengan kerendahan hati saya sampaikan hormat dan terimakasih serta penghargaan sebesar-besarnya kepadaa bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M. Eng.Sc sebagai pembimbing yang senantiasa meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan dan memotivasi saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Rasa hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya juga saya tujukan kepada : 1. Teristimewa untuk kedua orang tua saya, Ibunda Hj. Erwina Sari Pohan yang telah mendoakan serta memberi motivasi dan kepada Ayahanda Drs. D. Jaya yang telah mendidik dan mendukung saya. 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johanes Tarigan ketua Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, 3. Bapak Ir. Syahizal, Mt, selaku seketaris Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, 4. Bapak Medis S Surbakti, ST.MT dan Bapak Irwan S Sembiring, ST.MT, selaku Dosen Pembanding, yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini. 5. Abdalla Syariful Alam Rangkuti, SE terimakasih atas dukungan, bantuan, motivasi, dan kesabarannya.

3 6. Bapak Ibu dosen staff pengajar yang telah membekali saya dengan ilmu hingga selesainya Tugas Akhir ini. 7. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis. 8. Seluruh teman-teman seperjuangan Teknik Sipil USU Khususnya temanteman bidang studi transportasi Luthfi pratama ST, Muhammad Taufiq, Dwi Puspa, Mudrikah, Abdul Aziz, Prisquilla Sembiring, Ricky simatupang, dan lainnya yang tidak dapat disebutkan terimakasih atas dukungan dan semangatnya Penulis menyadari tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karna itu, diharapkan saran dan kritikan dari pemerhati untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini. Semoga tugas akhir ini memberikkan manfaat bagi pengembangan imu pengetahuan khususnya dilingkungan Teknik Sipil USU. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat. Medan, Februari 2016 Hormat saya Monica Sari

4 ABSTRAK Terdapat beberapa metode perkerasan kaku untuk perencanaan perkerasan lapangan terbang. Beberapa diantaranya adalah : PCA (Portland Cement Association) dan FAA (Federal Aviation Administration). Kedua metode tersebut memiliki perbedaan dalam memperhitungkan perkeraaasan. Metode PCA memperhitungakan kerusakan terbesar akibat jalur lintasan roda dari masing-masing pesawat. Metode FAA dengan kurva mengkonversikan beban dari masing-masing pesawat terhadap pesawat udara desain dan dengan program metode FAA memperhitungkan kerusakan akibat lalulintas keberangkatan langsung dari masing-masing pesawat. Studi ini dimaksudkan untuk mengkaji perencanaan perkerasan kaku serta mengaplikasikan kedalam perhitungan tebal perkerasan kaku yang didasarkan pada kedua metode, FAA dan PCA. Untuk itu digunakan contoh data pergerakan pesawat udara dan data struktur perkerasan untuk apron kargo di Bandar Udara Kualanamu International Airport, Sumatera Utara. Perhitungan yang dilakukan tidak untuk mendesain ulang atau mengevaluasi Proses desain untuk metode PCA dilakukan dengan program AIRPAVE 11 dan untuk metode FAA dilakukan dengan program FAARFIELD dengan kombinasi nilai k yaitu, 140, 200, 250, dan 300. Dan perencanaan perkerasan kaku dengan metode PCA menghasilkan tebal perkerasan beton rata-rata 3 inci lebih besar dibandingkan dengan menggunakan metode FAA. kata kunci : Metode Perencanaan Perkerasan Kaku, Metode FAA, Metode PCA, Program AIRPAVE 11, Program FARRFIELD

5 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i ABSTRAK... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL...i DAFTAR GAMBAR... ix BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Umum Perumusan Masalah Tujuan Studi Manfaat Studi Batasan Masalah Metodologi Studi Sistematika Penulisan...11 BAB II. FAKTOR-FAKTOR YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM PERENCANAAN PERKERASAN LAPANGAN TERBANG...13 II.1 Umum...13 II.2 Beban Pesawat...15 II.3 Volume Lalu Lintas Pesawat...18 II.4 Lalulintas Didaerah Tertentu...19 II.5 Kekuatan Tanah Dasar...22 II.5.1 Evaluasi Tanah Dasar...23 II.5.2 Pemadatan...25 II.5.3 Metode CBR...29

6 II.5.4. Plate Bearing Test...32 BAB III. KARAKTERISTIK PESAWAT TERBANG...39 III.1 Umum...34 III.2 Berat Pesawat...39 III.3 Dimensi Pesawat...45 III.4 Konfigurasi Roda Pesawat...51 BAB IV. STRUKTUR PERKERASAN KAKU...56 IV.1. Umum...56 IV.2. Tanah Dasar...56 IV.2.1. Modulus Reaksi Tanah Dasar...56 IV.2.2. Modulus Elastis (Young)...61 IV.3 Lapis Pondasi...62 IV.4 Lapis Permukaan Beton...66 IV.5 Sifat-sifat Beton...69 IV.5.1. Kuat Lentur...69 IV.5.2. Kelelahan...72 IV.6 Properti Lainnya...75 BAB V. METODE PERENCANAAN PERKERASAN KAKU PADA LAPANGAN TERBANG...39 V.1 Umum...76 V.2. Metode FAA...76 V.2.1 Perencanaan Menggunakan Kurva...77 IV Menentukan pesawat desain...77

7 IV Perkiraan Keberangkatan Tahunan...80 V.2.2. Perencanaan dengan Program FAARFIELD...82 V.3 Metode PCA...85 V.3.1 Perencanaan Menggunakan Kurva...85 V Faaktor Repetisi Beban...88 V Konsep Kelelahan...90 V.3.2. Perencanaan dengan Program AIRPAVE V.4 Perbandingan Metode FAA dan PCA...94 V.4.1 Perbandingan FAA Manual dan Program...94 V.4.2 Perbandingan PCA Manual dan Program...94 V.4.3 Perbandingan PCA Manual dan Program...95 V.2.2. Perencanaan dengan Program AIRPAVE BAB VI. APLIKASI PROGRAM PERENCANAAN PERKERASAN KAKU LAPANGAN TERBANG...96 VI.1 Data Eksisting Kualanamu...96 VI.1.1 Data Pesawat (Aircrafts Data)...96 VI.1.2 Data Pekerasan...96 VI.2 PCA Program ( AIRPAVE 11 )...98 VI.2.1 Prosedur Desain VI Proses Input VI Proses Running VI.2.2 Hasil Desain VI.3 FAA Program ( FAARFIELD ) VI.3.1 Prosedur Desain...100

8 VI Proses Input VI Proses Running dan Output Program VI.2.2 Hasil Desain BAB VII. KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA

9 DAFTAR GAMBAR DAN GRAFIK Gambar 2.1 Bagian-bagian Bangunan Pada Lapangan Terbang.14 Grafik 2.1. Contoh Pendekatan Grafik, Metode CBR Desain Perkerasan Lentur..32 Gambar 3.1 Dimensi Pesawat besar.46 Gambar 3.2 Dimensi Pesawat Kecil 46 Gambar 3.4 Dimensi Pesawat B Gambar 3.3 Dimensi Pesawat A Gambar 3.5 Jenis dan Bentuk Roda pendaratan..52 Gambar 3.6 Jenis dan Bentuk Roda pendaratan..53 Gambar 3.7 Jenis dan Bentuk Roda pendaratan..54 Gambar 4.1 Susunan Lapisan Perkerasan kaku..56 Gambar 4.2 Hubungan Defleksi Dan Pembebanan Pada Plate Bearing Test..58 Gambar 4.3 Pengaruh Lapis Pondasi Yang Tidak Distabilisasi Diatas Tanah Dasar.64 Gambar 4.4 Pengaruh Lapis Pondasi Yang Distabilisasi Diatas Tanah Dasar 64 Gambar 4.4 Penampang Landasan Pacu..67 Gambar 4.5 Hubungan Kuat Lentur Dan Umur Beton 72 Gambar 5.1 Kurva Desain Tebal Perkerasan Metode FAA. 78 Gambar 5.2 Kurva Desain Tebal Perkerasan Metode FAA Gambar 5.3 Kurva Desain Tebal Perkerasan Metode FAA Gambar 5.4 Tampilan Menu Utama Program FAARFIELD Gambar 5.5 Tampilan Struktur Program FAARFIELD...83 Gambar 5.6 Kurva Desain Tebal Perkerasan A Gambar 5.7 Kurva Desain Tebal Perkerasan A Gambar 5.8 Kurva Desain Tebal Perkerasan B ER.87 Gambar 5.9 Kurva Desain Tebal Perkerasan B ER.87 Gambar 5.10 ilustrasi Faktor Repetisi Beban..89 Gambar 5.11 Tampilan menu Utama AIRPAVE Gambar 6.12 Perebandingan perencanaan perkerasan kaku metode FAA dan PCA 95

10 Gambar 6.1 Cross Section Perkerasan Kaku Bandar Udara Kualanamu 98 Gambar 6.2 Interface Program AIRPAVE Gambar 6.3 Menu Utama Program AIRPAVE Gambar 6.4 Menu Aircraft Data Input Gambar 6.5 Menu Pop-up Modulus of Elasticity Input..102 Gambar 6.8 Proses Running Menu Utama.102 Gambar 6.7 Menu Pop-up Modulus of Subgrade Input. 103 Gambar 6.6 Menu Pop-up Modulus of Rupture Input Gambar 6.9 Menu Pop-Up menyatakan Proses Running selesai Gambar 6.10 Resume Output.104 Gambar 6.11 Output Tunggal Pesawat Tipe A Opt. 105 Gambar 6.12 Menu Utama Program FAARFIELD Gambar 6.13 Menu Pop-Up Pengisian Nama Job File.107 Gambar 6.14 Menu Pop-Up Pengisian Nama Section Gambar 6.15 Job File dan Section Siap untuk Didesain..108 Gambar 6.16 Tampilan Perkerasan yang akan Didesain. 108 Gambar 6.17 Tanpilan Menu Aircraft data Input 109 Gambar 6.18 Pemilihan Material Surface.110 Gambar 6.20 Pemilihan Material Timbunan.111 Gambar 6.19 Pemilihan Material Stabilisasi.111 Gambar 6.22 Penentuan Tebal dari Lapisan Tertetu 112 Gambar 6.21 Pementuan Lapiasan Tanah Dasar..112 Gambar 6.23 Penentuan Properties Material Gambar 6.24 Proses Running sedang Berjalan & Proses Running telah..114 Selesai Grafik 6.1 Tebal Perkerasan Kaku dengan Kombinasi Nilai k Grafik 6.1 Tebal Perkerasan Kaku dengan Kombinasi Nilai k Grafik 6.3 Perbandingan Tebal perkerasan kaku dengan metode.116 PCA dan FAA

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 karakteristik perwakilan roda pendaratan pesawat terbang.17 Tabel 2.2 Jarak dan Kedalaman Pengeboran Tanah.23 Tabel 2.3 Komponen Tanah.24 Tabel 2.3 Klasifikasi Tanah..25 Tabel 3.1 Karakteristik Pesawat Penerbangan Komersil.37 Tabel 3.2 Karakteristik Pesawat Penerbangan Non-Komersil..38 Tabel 4.1 Nilai Modulus Tahan Dasar (k) 59 Tabel 4.2 karakteristik tanah sehubungan dengan nilai k.60 Tabel 5.1 Faktor Ekivalen Konfigurasi Sumbu Roda...80 Tabel 5.2 Rasio Tegangan dan Repetisi beban yang diizinkan 90 Tabel 6.1 Nilai Modulus Tahan Dasar (k) 97 Tabel 6.1 Aircraft Data KualaNamu International Airport KNIA Tahun Tabel 6.2 Hasil Desain Tebal Perkerasan Program AIRPAVE Tabel 6.3 Hasil Desain Program FAARFIELD..114