ANALISIS PERHITUNGAN PERKERASAN KAKU PADA PROYEK JALAN TOL MEDAN-KUALANAMU KABUPATEN DELI SERDANG LAPORAN Ditulis untuk Menyelesaikan Mata Kuliah Tugas Akhir Semester VI Pendidikan Program Diploma III oleh: CHOIRIZA TAMI FADHILAH LIDYA RIZKI DEPARI NIM 1205021012 NIM 1205021048 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapakan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas karunia-nya yang telah memberikan pengetahuan, kesehatan, kekuatan, dan kesempatan kepada penulis sehingga mampu menyelesaikan laporan Tugas Akhir. Adapun yang menjadi pembahasan di dalam laporan Tugas Akhir ini adalah ANALISIS PERHITUNGAN PERKERASAN KAKU PADA PROYEK JALAN TOL MEDAN-KUALANAMU KABUPATEN DELI SERDANG disusun untuk memenuhi syarat bagi setiap mahasiswa semester VI pada Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan. Tulisan ini merupakan tulisan asli penulis tanpa unsur plagiat. Dalam proses penulisan laporan ini, penulis banyak menemukan kesulitan, namun berkat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa bantuan spiritual maupun informasi yang berkaitan dengan penulisan laporan ini, sehingga laporan ini dapat diselesaikan dengan baik. Oleh sebab itu, sudah selayaknya penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Bapak M. Syahruddin,S.T.,M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Ir. Samsudin Silaen,M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Ir. Sudarto,M.T., Kepala Program Studi Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 4. Bapak Sutrisno Rembeng, S.S.T.,M.T., Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 5. Bapak Syiril Erwin Hrp., wali kelas SI-6B Politeknik Negeri Medan; 6. Bapak Ir. Marojahan Koster Silaen,M.T., Dosen Pembimbing Penyusun Tugas Akhir (TA); 7. Seluruh Dosen dan Staff Pegawai Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 8. Bapak M. Husin Gultom, S.T., M.T., Pembimbing Tugas Akhir (TA); 9. Seluruh Staff kantor PU, CHEC, CSCEC HK, Joint Operation (J.O.); 10. Beserta Para Pekerja Lapangan lainnya yang telah membantu penulis, yang namanya tidak bisa disebutkan satu per satu; iv
11. Kedua orang tua tercinta serta seluruh keluarga yang telah banyak membantu penulis, baik bantuan berupa material maupun moril; 12. Seluruh rekan rekan mahasiswa teknik sipil angkatan 2012 Politeknik Negeri Medan, khususnya SI-6B yang telah banyak membantu penyusunan laporan ini; 13. Seluruh teman-teman yang dapat atau tidak dapat disebutkan, penulis mengucapkan terima kasih. Penulis menyadari bahwa mungkin laporan ini jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, diharapkan saran dan kritik dari berbagai pihak yang bersifat membangun guna memperbaiki laporan Tugas Akhir ini. Demikian laporan ini ditulis, semoga laporan ini bermanfaat bagi penulis maupun bagi pihak yang membaca laporan ini, khususnya di dunia pendidikan dalam bidang teknik sipil. Medan, Agustus 2015 Hormat Penulis CHOIRIZA TAMI FADHILAH NIM1205021012 LIDYA RIZKI DEPARI NIM1205021048 v
ABSTRAK ANALISIS PERHITUNGAN PERKERASAN KAKU PADA PROYEK JALAN TOL MEDAN-KUALANAMU KABUPATEN DELI SERDANG Oleh : Choiriza T. Fadhilah (1205021012) dan Lidya Rizki Depari (1205021048) Jalan tol merupakan suatu jalan alternatif untuk mengatasi kemacetan lalu lintas ataupun untuk mempersingkat jarak dari suatu tempat ke tempat lain. Jalan tol termasuk klasifikasi jalan arteri yang melayani volume lalu lintas yang tinggi dan konfigurasi kendaraan-kendaraan berat. Dengan kondisi perkembangan lalu-lintas yang tinggi dan berdampak pada perkembangan pengguna jalan tol, tampaknya pembangunan jalan tol ini diperlukan. Dalam perencanaan ini perlu dilakukan. Direktorat Jenderal Bina Marga, Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, cq. Proyek Unit Pelaksana Medan-Kualanamu Pembangunan Jalan Tol (Pemberi Kerja) sebagai Manajer Proyek akan membangun Jalan Tol Baru. Jalan tol baru ini untuk menghubungkan Jalan Tol Belawan-Medan-Tanjung Morawa dengan Bandara Kualanamu. Total panjang Jalan Tol Medan-Kualanamu adalah 17.80 km. Topik bahasan ini dititikberatkan pada pengamatan perhitungan tebal lapisan perkerasan dengan menggunakan Manual Desain Perkerasan Jalan dan analisa perhitungan tulangan. Dimana tebal yang lapis perkerasan yang didapat adalah 29,5 cm. Tulangan yang digunakan berdiameter 12 mm. Laporan Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat bagi mahasiswa yang membahas hal yang sama, pihak yang akan melaksanakan proyek yang sama terutama bagi penulis. Kata kunci : Rigid Pavement, Tulangan, Manual Desain Perkerasan Jalan vi
DAFTAR ISI COVER LAPORAN... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii KATA PENGANTAR... iv ABSTRAK... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xii DAFTAR ISTILAH... xiii DAFTAR SIMBOL... xx DAFTAR LAMPIRAN... xxii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Permasalahan... 3 D. Manfaat... 3 E. Teknik Pengumpulan Data dan Pengolahan Data... 3 F. Pembatasan Masalah... 4 G. Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PROYEK A. Latar Belakang Proyek... 5 B. Tujuan Proyek... 5 C. Lokasi Proyek... 6 D. Data Umum Proyek... 7 E. Organisasi Proyek... 9 BAB III TINJAUAN KEPUSTAKAAN A. Umum...14 B. Perkerasan Jalan... 15 1. Jenis dan Perkerasan Jalan... 15 2. Pengelompokan Jalan Menurut Fungsi... 19 vii
C. Perkerasan Beton Semen... 19 D. Perencanaan Tebal Perkerasan... 20 1. Metode Perhitungan Tebal Perkerasan Beton Semen... 20 2. Prosedur Perencanaan Menggunakan Metode Pd-T-14-2003... 21 E. Persyaratan Teknis Perencanaan Tebal Lapis Perkerasan Kaku... 21 1. Tanah Dasar... 21 2. Pondasi Bawah... 22 3. Pondasi Bawah Material Berbutir... 24 4. Pondasi Bawah dengan Bahan Pengikat (Bound Sub-base)... 24 5. Pondasi Bawah dengan Campuran Beton Kurus (Lean Mix Concrete) 24 6. Lapis Pemecah Ikatan Pondasi Bawah dan Pelat... 25 7. Beton Semen... 25 8. Lalu Lintas... 26 a. Lajur Rencana dan Koefisien Distribusi... 27 b. Umur Rencana... 27 c. Pertumbuhan Lalu Lintas... 27 d. Lalu Lintas Rencana... 28 e. Faktor Keamanan Beban... 29 9. Bahu... 30 10. Sambungan... 30 a. Sambungan Memanjang dengan Batang Pengikat (Tie Bars)... 31 b. Sambungan Pelaksanaan Memanjang... 32 c. Sambungan Susut Memanjang... 33 d. Sambungan Susut dan Sambungan Pelaksanaan Melintang... 33 e. Sambungan Susut Melintang... 33 f. Sambungan Pelaksanaan Melintang... 35 g. Sambungan Isolasi... 36 11. Perencanaan Tulangan... 37 a. Perkerasan Beton Semen Bersambung tanpa Tulangan... 37 b. Perkerasan Beton Semen Bersambung dengan Tulangan... 38 F. Prosedur Perencanaan... 41 viii
BAB IV ANALISA PERENCANAAN A. Analisa Perhitungan Tebal Perkerasan...56 B. Analisa Perhitungan Perkerasan Metode Manual Desain Perkerasan Jalan 57 C. Analisa Perhitungan Tulangan... 69 BAB V PENUTUP A. Simpulan...80 B. Saran... 80 DAFTAR KEPUSTAKAAN... 81 ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Peta Lokasi Proyek... 6 Gambar 2.2 Struktur Organisasi Satuan Kerja... 9 Gambar 2.3 Struktur Organisasi Kontraktor... 10 Gambar 2.4 Struktur Organisasi Konstruksi (1)... 11 Gambar 2.5 Struktur Organisasi Konstruksi (2)... 12 Gambar 2.6 Struktur Organisasi Engineering... 12 Gambar 2.7 Struktur Organisasi Konsultan... 13 Gambar 3.1 Penyebaran Beban Roda Melalui Lapisan Perkerasan Jalan... 15 Gambar 3.2 Struktur Perkerasan Lentur (Flexible Pavement)... 16 Gambar 3.3 Struktur Perkerasan Kaku (Rigid Pavement)... 16 Gambar 3.4 Struktur Perkerasan Komposit (Gabungan Flexible Pavement dengan Rigid Pavement)... 17 Gambar 3.5 Tebal Pondasi Bawah Minimum untuk Perkerasan Beton Semen 23 Gambar 3.6 CBR Tanah Dasar Efektif dan Tebal Pondasi Bawah... 23 Gambar 3.7 Tata Letak Sambungan pada Perkerasan Kaku... 31 Gambar 3.8 Sambungan Memanjang... 32 Gambar 3.9 Ukuran Standar Penguncian Sambungan Memanjang... 32 Gambar 3.10 Sambungan Susut Melintang tanpa Ruji... 34 Gambar 3.11 Sambungan Susut Melintang dengan Ruji... 34 Gambar 3.12 Sambungan Pelaksanaan yang Direncanakan dan yang tidak Direncanakan untuk Pengecoran Per Lajur... 35 Gambar 3.13 Sambungan Pelaksanaan yang Direncanakan dan yang tidak Direncanakan untuk Pengecoran Seluruh Lebar Perkerasan... 35 Gambar 3.14 Contoh Persimpangan yang Membutuhkan Sambungan Isolasi... 36 Gambar 3.15 Sambungan Isolasi... 37 Gambar 3.16 Sistem Perencanaan Perkerasan Beton Semen... 41 Gambar 3.17 Analisis Fatik dan Beban Repetisi Ijin Berdasarkan Rasio Tegangan, dengan/tanpa Bahu Beton... 53 Gambar 3.18 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Ijin, Berdasarkan Faktor Erosi, tanpa Bahu Beton... 54 x
Gambar 3.19 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Berdasarkan Faktor Erosi, dengan Bahu Beton... 55 Gambar 4.1 Tipikal Tebal Lapis Perkerasan Kaku (Rigid Pavement)... 72 Gambar 4.2 Tulangan Memanjang dan Melintang pada Pelat Beton... 73 Gambar 4.3 Analisis Fatik untuk Beban STRT... 74 Gambar 4.4 Analisis Fatik untuk Beban STRG... 75 Gambar 4.5 Analisis Fatik untuk Beban STdRG... 76 Gambar 4.6 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Berdasarkan Faktor Erosi, dengan bahu beton STRT... 77 Gambar 4.7 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Berdasarkan Faktor Erosi, dengan Bahu Beton STRG... 78 Gambar 4.8 Analisis Erosi dan Jumlah Repetisi Beban Berdasarkan Faktor Erosi, Berdasarkan Faktor Erosi, dengan Bahu Beton STdRG... 79 xi
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Perbedaan Perkerasan Kaku dan Perkerasan Lentur... 17 Tabel 3.2 Nilai Koefisien Gesekan (µ)... 25 Tabel 3.3 Jumlah Lajur Berdasarkan Lebar Perkerasan dan Koefisien Distribusi (C) Kendaraan Niaga pada Lajur Rencana... 27 Tabel 3.4 Faktor Pertumbuhan Lalu Lintas (R)... 28 Tabel 3.5 Faktor Keamanan Beban (F kb )... 29 Tabel 3.6 Diameter Ruji... 34 Tabel 3.7 Ukuran dan Berat Tulangan Polos... 39 Tabel 3.8 Langkah-langkah Perencanaan Tebal Perkerasan Beton Semen... 42 Tabel 3.9 Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk Perkerasan tanpa Bahu Beton... 43 Tabel 3.10 Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi untuk Perkerasan dengan Bahu Beton... 48 Tabel 4.1 Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarkan Jenis dan Bebannya... 58 Tabel 4.2 Perhitungan Repetisi Sumbu Rencana... 60 Tabel 4.3 Tegangan Ekivalen dan Faktor Erosi... 62 Tabel 4.4 Analisa Fatik dan Erosi... 68 xii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Transportasi darat adalah satu di antara sarana yang sangat penting untuk meningkatkan pembangunan suatu daerah. Oleh karena itu, jalan yang merupakan prasarana transportasi tersebut perlu dibangun dan dirawat sebaik mungkin. Dalam hal pembangunan dan perawatan jalan, yang sangat perlu diperhatikan adalah dari segi perencanaan dan pembuatan jalan, baik dari segi perhitungan tebal lapis perkerasan maupun dari segi teknik pelaksanaan pembuatan jalan dan lapisan tambah (overlay). Kegiatan ini sangat bermanfaat untuk kelancaran pelaksanaan, keefektifan, dan mutu yang dihasilkan. Suatu perencanaan proyek pembangunan jalan yang tidak mengikuti ketentuan-ketentuan yang berlaku akan banyak menimbulkan masalah baik bagi perencanaan itu sendiri, bagi pelaksana, maupun bagi pemakai jalan. Oleh karena itu, perlu dibuat suatu perencanaan yang matang sehingga dapat langsung dioperasikan di lapangan. Selain itu, untuk mencapai hasil yang diharapkan pelaksana-pelaksana proyek harus benar-benar terampil dan mampu melaksanakan ketentuan-ketentuan sesuai dengan kegiatan yang telah direncanakan. Perkerasan kaku adalah struktur yang terdiri atas plat 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. Di Indonesia telah ada standar khusus mengenai perencanaan perkerasan kaku yang disebut Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen, Pd T-14-2003 Departemen Permukiman Dan Prasarana Wilayah. Pedoman Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen ini merupakan penyempurnaan Petunjuk Perencanaan Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) yang diterbitkan oleh Departemen Pekerjaan Umum Tahun 1985-SKBI 2.3.28.1985, sehingga 1
para perencana mempunyai pegangan dalam melakukan perencanaan perkerasan beton semen di Indonesia. Dalam perencanaan metode Pd T-14-2003, mengacu pada kerusakan akibat fatik dan atau erosi yang dibatasi < 100% dimana beton masih bekerja dengan baik selama masa layanannya. Seperti bahan-bahan struktur lainnya, beton bisa mengalami kelelahan (fatique). Keruntuhan beton terjadi apabila beton mendapat beban repetisi yang melampaui ketahanannya. Dalam memudahkan kelancaran akses pengguna jalan dari Medan ke Bandara Kualanamu terutama yang berkaitan dengan faktor keamanan dan kenyamanan maka dilakukannya pengembangan prasarana. Keberadaan jalan penghubung baik tol maupun arteri merupakan suatu kebutuhan mendesak. Dengan adanya bandara tersebut beserta jalan penghubungnya, diharapkan pertumbuhan ekonomi Sumut dapat meningkat. Dalam laporan ini, penulis akan memaparkan proses perhitungan tebal lapis perkerasan kaku dengan cara Pd T-14-2003 pada Jalan Tol Medan- Kualanamu. B. Rumusan Masalah Sesuai dengan judul yang diambil oleh penulis yakni Analisis Perhitungan Perkerasan Kaku pada Proyek Jalan Tol Medan-Kualanamu maka topik pembahasan permasalahan yang dibahas dalam Laporan Tugas Akhir ini adalah: 1. Berapakah tebal perkerasan kaku (Rigid Pavement) dengan Metode Manual Desain Perkerasan Jalan pada pembuatan jalan tol Medan- Kualanamu? 2. Bagaimanakah hasil perhitungan untuk mendapatkan tebal perkerasan yang efisien? 2
C. Tujuan Permasalahan 1. Mengetahui tebal perkerasan kaku (Rigid Pavement) dengan Metode Manual Desain Perkerasan Jalan pada pembuatan jalan tol Medan- Kualanamu; 2. Menentukan hasil perhitungan untuk mendapatkan tebal perkerasan dan perhitungan tulangan yang efisien. D. Manfaat 1. Dapat dijadikan bahan referensi dalam analisa perhitungan tebal perkerasan pada proyek sipil umumnya dan proyek jalan khususnya; 2. Untuk mengetahui betapa pentingnya pemilihan metode yang tepat dalam penanganan pekerjaan pekerasan jalan; 3. Bagi penulis sebagai ilmu pengetahuan, pengalaman dan menambah wawasan mengenai pengaruh pemilihan metode perkerasan jalan; 4. Bagi rekan rekan mahasiswa dapat dijadikan sebagai referensi tambahan dalam menyusun tugas akhir dan bahan kuliah yang berhubungan dengan manajemen konstruksi dan perencanaan tebal perkerasan. E. Teknik Pengumpulan Data dan Pengolahan Data 1. Teknik Pengumpulan Data a. Meminta Surat Pengantar dari Politeknik Negeri Medan; b. Penyerahan Surat Pengantar ke kantor Satker Bina Marga di Jalan Busi No.7G Medan; c. Pengambilan surat balasan dari kantor Satker Bina Marga; d. Penyerahan surat balasan ke Kantor Kansultan Perencana sebagai izin pengambilan data dari Konsultan; e. Pengumpulan data dari Konsultan Perencana secara langsung. 2. Teknik Pengolahan Data a. Menggunakan data kuantitatif dengan menggunakan rumus; b. Prosedur pengolahan data dengan menggunakan Pd T-14-2003. 3
F. Pembatasan Masalah 1. Penulis tidak membahas mengenai pemilihan material, perhitungan pondasi bawah dan perhitungan CBR untuk menghindari penyimpangan pengolahan data yang terlalu jauh dan agar pembahasannya tidak terlalu luas serta sesuai dengan kelengkapan perolehan data; 2. Penulis membahas mengenai tebal perkerasan kaku dan perhitungan tulangan; 3. Penulis mendapatkan beberapa data dengan melakukan wawancara kepada Konsultan Perencana tetapi tidak melakukan survey untuk mengetahui jumlah kendaraan. G. Sistematika Penulisan Bab I Pendahuluan Dalam bab ini dijelaskan tentang latar belakang, topik pembahasan, tujuan pembahasan, manfaat tugas akhir, teknik pengumpulan dan pengolahan data, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan. Bab II Tinjauan Umum Proyek Dalam bab ini menjelaskan tentang latar belakang proyek, data umum proyek, serta organisasi proyek. Bab III Tinjauan Pustaka Dalam bab ini dijelaskan tentang teori dari beberapa sumber yang berhubungan dengan permasalahan dan ujuan pembahasan. Bab IV Analisa Perencanaan Dalam bab ini dijelaskan tentang tahapan pembahasan dan penjelasan pengolahan data, perhitungan tebal lapis perkerasan rigid dan perhitungan tulangan. Bab V Penutup Dalam bab ini dijelaskan tentang simpulan dan saran. 4