PERENCANAAN PERKERASAN KAKU PADA JALAN TOL PANDAAN MALANG SEKSI I PANDAAN-PURWODADI STA. 0+000 STA.15+475 DENGAN MENGGUNAKAN METODE BINA MARGA 2003 DAN METODE AASHTO 1993 Skripsi Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Serjana Teknik Disusun Oleh : AUDINA MUFIDA 201310340311198 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2018
LEMBAR PENGESAIIAN JuduI Nama : PERENCANAAN PERKERASAN KAKU PADA JALAN TOL PANDAAN _ MALANG SEKSI I PANDAAN _ PURWODADI STA. O + OOO _ 15 + 475 DENGAN MENGGUNAKAN METODE BINA MARGA 2OO3 DAN METODE AASTilO 1993 : Audina Mufida NIM : 20131034031 1 198 Pada tanggal20 Maret 2018 telah diujikan oleh tim penguji : I L Ir" Andi Syaiful A., MT. 2. Rini Pebri Utari, SPd., MT. Disetujui : Dosen Pemhimbing I Dosen Pembimbing II Ir. Alik Ansyori A,, MT. k. Chairil Saleh, MT. Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil Ir. Rofi
KATA PENGANTAR Bismillahirrahmannirrahim. Assalamu alaikum wr.wb Puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah- Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul Perencanaan Perkerasan Kaku pada Jalan Tol Pandaan Malang Seksi I Pandaan - Purwodadi STA. 0+000 STA.15+475 dengan Menggunakan Metode Bina Marga 2003 dan Metode AASHTO 1993 ini dengan baik. Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. Penulisan Tugas Akhir ini diharapkan dapat memberikan wacana dan manfaat secara umum bagi orang lain dan khususnya bagi penulis sendiri. Selama mengerjakan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan, petunjuk, dan arahan sehingga penulis dapat mengerjakan tugas akhir ini dengan baik, oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih sebanyakbanyaknya kepada: 1. Segenap pimpinan dan jajaran staf Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. 2. Ibu Ir, Rofikatul Karimah, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil. 3. Bapak Ir. Alik Ansyori, MT., selaku dosen pembimbing I dan Bapak Ir. Chairil Saleh, MT., selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan arahan dan pengetahuan materi yang bermanfaat dalam penyusunan tugas akhir ini. 4. Rekan-rekan mahasiswa teknik sipil UMM angkatan 2013 atas kerjasama dan bantuannya dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini. 5. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini. Terima kasih atas bimbingan, saran dan petunjuk yang diberikan sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan sesuai dengan waktu yang diharapkan. Akhir kata Penyusun berharap agar tugas akhir ini dapat dijadikan bahan studi bagi siapa saja yang memerlukan dan bermanfaat bagi pembaca semua. Wassalamu alaikum wr.wb Malang, 20 Maret 2018 Audina Mufida iv
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN SURAT PERNYATAAN KATA PENGANTAR ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN i ii iii iv v vii x xii xiv I. PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Tujuan Perencanaan 2 1.4 Manfaat Perencanaan 2 1.5 Batasan Masalah 3 II. TINJAUAN PUSTAKA 4 2.1 Perkerasan Jalan Raya 4 2.2 Pengertian Perkerasan Kaku 5 2.3 Komponen Konstruksi Perkerasan Kaku 6 2.3.1 Tanah Dasar 6 2.3.2 Lapis Pondasi 6 2.3.3 Tulangan 7 2.4 Perencanaan Perkerasan Kaku 9 2.4.1 Pertimbangan Konstruksi dan Pemeliharaan 9 2.4.2 Pertimbangan Lingkungan 9 2.4.3 Evaluasi lapisan Tanah Dasar 9 2.4.4 Material Perkerasan 10 2.4.5 Lalu Lintas Rencana 10 2.5 Perencanaan Tebal Perkerasan Kaku 11 2.5.1 Metode Bina Marga 2003 11 2.5.1.1 Tanah Dasar 11 2.5.1.2 Pondasi Bawah 11 vii
2.5.1.3 Beton Semen 12 2.5.1.4 Lalu Lintas 13 2.5.1.4.1 Lajur Rencana dan Koefisien Distribusi 14 2.5.1.4.2 Umur Rencana 14 2.5.1.4.3 Pertumbuhan Lalu- Lintas 15 2.5.1.4.4 Lalu Lintas Rencana 15 2.5.1.4.5 Faktor Keamanan Beban 16 2.5.1.5 Bahu 17 2.5.1.6 Sambungan 17 2.5.1.7 Prosedur Perenccanaan 20 2.5.2 Metode American Association of State High-way Transportation Officials atau AASHTO 1993 21 2.5.2.1 Lalu Lintas 21 2.5.2.2 Tanah Dasar 22 2.5.2.3 Material Konstruksi Perkerasan 22 2.5.2.4 Reliability 22 2.5.2.5 Koefisien Drainase 24 2.5.2.6 Load Transfer 26 III. METODE PERENCANAAN 28 3.1 Lokasi Perencanaan 28 3.2 Diagram Alir Perencanaan 29 3.2.1 Studi Pustaka 30 3.2.2 Pengumpulan Data 30 3.2.3 Pengolahan Data 31 3.2.4 Perencanaan Tebal Perkerasan Kaku 31 3.2.5 Kesimpulan dan Saran 33 IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN 34 4.1 Perhitungan Data Lalu Lintas 34 4.2 Perhitngan Tebal Perkerasan Kaku Metode Bina Marga 2003 36 4.2.1 Analisa Lalu Lintas 36 4.2.2 Perhitungan Repitisi Sumbu 41 4.2.3 Perhitungan Tebal Pelat Beton 42 4.2.4 Perhitungan Ruji (Dowel) dan Batang Pengikat (Tie Bar) 69 4.3 Perhitungan Tebal Perkerasan Kaku Metode AASHTO 1993 73 4.3.1 Analisa Lalu Lintas 73 4.3.2 Reliability 78 4.3.3 Serviceability 79 4.3.4 Modulus Reaksi Tanah Dasar 80 4.3.5 Modulus Elastisitas Beton 80 4.3.6 Flexural Strength 81 viii
4.3.7 Koefisien Penyaluran Beban 81 4.3.8 Koefisien Drainase 81 4.3.9 Perhitungan Tebal Perkerasan 82 4.3.10 Perhitungan Dowel dan Tie Bar 84 V. PENUTUP 89 5.1 Kesimpulan 89 5.2 Saran 89 DAFTAR PUSTAKA ix
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Perbedaan antara Perkerasan Lentur dan Perkerasan Kaku 4 Tabel 2.2. Jumlah Lajur Berdasarkan Lebar Perkerasan dan Koefisien Distribusi (C) Kendaraan Niaga pada Lajur Rencana 14 Tabel 2.3. Faktor Pertumbuhan Lalu Lintas (R) 15 Tabel 2.4. Faktor Keamanan Beban 16 Tabel 2.5. Diameter Ruji 19 Tabel 2.6. Reliability (R) yang Disarankan 23 Tabel 2.7. Standart Normal Deviation (ZR) 23 Tabel 2.8. Quality of Drainage 25 Tabel 2.9. Koefisien Drainase 26 Tabel 2.10. Load Transfer Coefficient 26 Tabel 4.1. Perhitungan LHR pada Awal dan Akhir Umur Rencana 34 Tabel 4.2. Konfigurasi Sumbu Kendaraan Niaga 36 Tabel 4.3. Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarakan Jenis dan Bebannya 37 Tabel 4.4. Jumlah Lajur Berdasarkan Lebar Perkerasan dan Koefisien Distribusi (C) Kendaraan Niaga pada Lajur Rencana 39 Tabel 4.5. Faktor Pertumbuhan Lalu Lintas (R) 40 Tabel 4.6. Perhitungan Repitisi Sumbu Rencana 41 Tabel 4.7. Faktor Keamanan Beban 43 Tabel 4.8. Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk Perkerasan dengan Bahu Beton 45 Tabel 4.9. Interpolasi Nilai CBR 40% untuk Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi 46 Tabel 4.10. Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Perkerasan 25 cm 47 Tabel 4.11. Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Perkerasan 26 cm 55 Tabel 4.12. Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Perkerasan 27 cm 62 Tabel 4.13. Ukuran Jarak dan Batang Dowel yang Didarankan 69 Tabel 4.14. Konfigurasi Sumbu dan Nilai Vehicle Damage Factor 74 Tabel 4.15. Faktor Distribusi Lajur 75 Tabel 4.16. Perhitungan Nilai Equivalent Single Axel Load 77 x
Tabel 4.17. Reliability 78 Tabel 4.18. Standart Normal Deviate 79 Tabel 4.19. Terminal Serviceability Index 79 Tabel 4.20. Load Transfer Coefficient 81 Tabel 4.21. Jumlah Hari Hujan per Tahun 81 Tabel 4.20. Rekomendasi Dowel 84 Tabel 4.21. Tie Bar 85 xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Tipikal Struktur Perkerasan Beton Semen 5 Gambar 2.2 Tebal Pondasi Bawah Minimum Untuk Perkerasan Beton Semen 9 Gambar 2.3 CBR Tanah Dasar Efektif dan Tebal Pondasi Bawah 9 Gambar 2.4 Tipikal Sambungan Memanjang 18 Gambar 2.5 Sambungan Pelaksanaan yang Direncanakan dan yang Tidak Direncanakan untuk Pengecoran per Lajur 19 Gambar 2.6 Sambungan Pelaksanaan yang Direncanakan dan yang Tidak Direncanakan untuk Pengecoran per Lajur 20 Gambar 3.1 Peta Jalan Tol Pandaan - Malang 28 Gambar 3.2 Diagram Alir Perencanaan 29 Gambar 4.1 Grafik CBR Tanah Dasar Efektif dan Tebal Pondasi Bawah 43 Gambar 4.2 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STRT (t = 25 cm) 49 Gambar 4.3 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STRG (t = 25 cm) 50 Gambar 4.4 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STdRG (t = 25 cm) 51 Gambar 4.5 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi Dengan Bahu Beton Untuk STRT (t = 25 cm) 52 Gambar 4.6 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi Dengan Bahu Beton Untuk STRG (t = 25 cm) 53 Gambar 4.7 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi Dengan Bahu Beton Untuk STdRG (t = 25 cm) 54 Gambar 4.8 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STRT (t = 26 cm) 56 Gambar 4.9 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STRG (t = 26 cm) 57 Gambar 4.10 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STdRG (t = 26 cm) 58 xii
Gambar 4.11 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi Dengan Bahu Beton Untuk STRT (t = 26 cm) 59 Gambar 4.12 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi Dengan Bahu Beton Untuk STRG (t = 26 cm) 60 Gambar 4.13 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi Dengan Bahu Beton Untuk STdRG (t = 26 cm) 61 Gambar 4.14 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STRT (t = 27 cm) 63 Gambar 4.15 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STRG (t = 27 cm) 64 Gambar 4.16 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan Dengan/Tanpa Bahu Beton Untuk STdRG (t = 27 cm) 65 Gambar 4.17 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi Dengan Bahu Beton Untuk STRT (t = 27 cm) 66 Gambar 4.18 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi Dengan Bahu Beton Untuk STRG (t = 27 cm) 67 Gambar 4.19 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin Berdasarkan Faktor Erosi Dengan Bahu Beton Untuk STdRG (t = 27 cm) 68 Gambar 4.20 Struktur Tebal Perkerasan dan Detail Sambungan Dowel pada Perkerasan Kaku dengan Metode Bina Marga 2003 70 Gambar 4.21 Struktur Tebal Perkerasan dan Detail Sambungan Tie Bar pada Perkerasan Kaku dengan Metode Bina Marga 2003 71 Gambar 4.22 Gambar Detail Segmen pada Perkerasan Kaku dengan Menggunakan Metode Bina Marga 2003 72 Gambar 4.23 Struktur Tebal Perkerasan dan Detail Sambungan Dowel pada Perkerasan Kaku dengan Metode AASHTO 1993 86 Gambar 4.24 Struktur Tebal Perkerasan dan Detail Sambungan Tie Bar pada Perkerasan Kaku dengan Metode AASHTO 1993 87 Gambar 4.25 Gambar Detail Segmen pada Perkerasan Kaku dengan Menggunakan Metode AASHTO 1993 88 xiii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Data Lalu Lintas Harian Rata- Rata (LHR) Lampiran 2. Data Hari Hujan Tahun 2012-2016 Lampiran 3. Data Tanah CBR vii
DAFTAR PUSTAKA Alamsyah, Alik. 2001, Rekayasa Jalan Raya, UMM Pres, Malang. Aly, M.A. 2004, Jalan Beton Semen, Yayasan Pengembang Teknologi dan Manajemen, Jakarta. Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah. 2003. Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen. Jakarta: Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah. Hendarsin, Shirley. 2000, Penuntun Praktis Perencanaan Teknik Jalan Raya, Politeknik Negeri Bandung Jurusan Teknik Sipil, Bandung. Sukirman, Silvia. 1999, Perkerasan Lentur Jalan Raya, Nova, Bandung. Suryawan, Ari. 2009, Perkerasan Jalan Beton Semen Portland (Rigid Pavement), Beta Offset, Yogyakarta. Yoder E.J. & Witczak M.W. 1975, Principles of Pavement Design, John Wiley & Sons, Inc, Canada.