139, Inovtek, Volume 3, Nomor 1, Juni 2013, hlm. 139-24 PENCAPAIAN TEBAL PERKERASAN JALAN KAKU ANTARA BEBAN AKTUAL DAN STANDAR Muhammad Idham Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Bengkalis Jl. Bathin Alam, Sungai Alam Bengkalis 28751 Email : idham@polbeng.ac.id Abstrak Perencanaan tebal lapis perkerasan kaku dengan menggunakan metode Bina Marga 2003 dengan memberikan penambahan beban muatan lebih (overloading) pada kendaraan yang ada, sehingga akan diketahui rencana tebal lapis perkerasan jalan antara lalulintas harian rata-rata dengan beban standar dan aktual. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan daya dukung tanah sebesar 5 % menujukkan tebal sebesar 17 cm dengan menggunakan metode Bina Marga 2003 dengan kondisi normal dan 20 cm untuk kondisi overload. Hal ini menunjukkan bahwa berdasarkan nilai CBR antara beban standard dan aktual diperoleh tebal pelat yang berbeda dengan umur pelayanan yang berbeda yaitu 3,05 tahun dari 20 tahun rencana untuk beban bermuatan lebih. Kata kunci : beban muatan lebih, Bina Marga 2003, CBR Abstract The plan of thickness rigid pavement by using Bina Marga 2003 methode with provide additional overload on a vehicle, therefore will be knowing the plan of pavement thickness layer between the annual average daily traffic with standard and actual load. Based on the research by using 5 % CBR showed that as big as 17 cm by using Bina Marga 2003 methode with the normal condition and 20 cm with the overload condition. It shows that based on CBR with the standar and actual load is got difference on thick of plate by the service age as long as 3,05 years from 20 years design life for overload. Key Words: overload, Bina Marga 2003, CBR Pendahuluan Konstruksi jalan raya sebagai sarana transportasi adalah merupakan unsur yang sangat penting dalam usaha meningkatkan kehidupan manusia untuk mencapai kesejahteraannya, hal ini dapat dilihat dari pengertian transportasi yaitu pergerakan/perpindahan orang atau barang dari satu tempat ke tempat lainnya. Dengan terjadinya pergerakan maka akan memunculkan sarana transportasi yang digunakan. Bertambahnya jumlah sarana (kendaraan) yang ada menuntut untuk berkembangnya ilmu pengetahuan para ahli dalam menangani dua masalah besar yang terjadi dalam bdang rekayasa jalan raya. Hal ini dapat dicontohkan dengan meningkatnya prilaku pengemudi kendaraan yang dapat menyebabkan meningkatnya kecelakaan lalulintas (Nanang dan Idham, 2010). Pada dasarnya perencanaan konstruksi ja-lan didasarkan atas perkiraan beban lalu- lintas yang melewatinya, yaitu beban per roda kendaraan dan jumlah roda kendaraan. Beban kumulatif lalulintas tersebut menjadi masukan untuk memperhitungkan kekuatan pada tiap lapis konstruksi jalan, sehingga secara teoritis masa layanan jalan dapat diperhitungkan. Menurut metode pangkat empat (fourt factor method), penambahan beban per roda kendaraan mengakibatkan tingkat kerusakan sebesar pangkat empat rasio antara beban nyata yang bekerja dan beban standar. Artinya, penambahan beban tersebut akan sangat mempengaruhi umur layanan jalan yang jauh lebih pendek karena faktor pangkat empat tersebut serta kerusakan dini dengan segera dapat terjadi apabila beban lalulintas melebihi standar rencana (Idham, 2012). Kebijakan untuk memperkecil pelanggaran muatan berlebih dengan tujuan agar konstruksi jalan relatif sesuai dengan umur rencana (masa layanan), dengan biaya pe-
140, Inovtek, Volume 3, Nomor 2, November 2013, hlm. 140-144 meliharaan sesuai rencana dapat dilakukan dengan cara mengefisienkan dana yang digunakan dengan cara pelaksanaan perubahan konstruksi perkerasan jalan atau perubahan sumbu kendaraan. Melihat kondisi di atas menunjukkan bahwa dalam perencanaan perkerasan jalan yang selalu direncakana dan diaplikasikan di lapangan menunjukkan bahwa beban kendaraan yang digunakan dalam pembangunan konstruksi jalan adalah dengan menggunakan beban standar padahal yang melintasi jalan tersebut adalah beban bermuatan lebih (overloading), sehingga jalan akan rusak sebelum masa layanan terjadi. Jikapembangunan dilaksanakan berdasarkan beban yang melintasi ataupun beban maksimum yang lewat maka kerusakana jalan akibat beban muatan lebih kendaraan dapat diminimalisasikan. TINJAUAN PUSTAKA Perkerasan kaku merupakan perkerasan yang menggunakan bahan ikat semen portland, pelat beton atau tanpa tulangan di atas tanah dasar dengan atau tanpa pondasi bawah (Sidharta, 1997). Gunarta (2006) menyatakan bahwa kerusakan jaringan jalan di Indonesia baik nasional maupun propinsi selain dari kerusakan akibat struktur dan geometri juga diakibat oleh adanya pelanggaran muatan lebih (overloading). Secara rasional muatan lebih telah menjadi isu nasional yang perlu ditangani. Dampak negatif yang ditimbulkan secara ekonomi sangat nyata baik bagi penyelenggara sistem angkutan maupun pembina jalan. Penyelenggaraan ketentuan muatan dijalankan dengan asumsi operator membutuhkan biaya guna menutupi besarnya biaya transportasi yang harus ditanggung baik yang langsung maupun biayabiaya tidak langsung. Hasil studi yang dilakukan menunjukkan bahwa kerugian akibat beban muatan lebih sangat besar, meskipun dari hasil studi tersebut tidak memasukkan faktor-faktor seperti lingkungan dan kerugian biaya operasi kendaraan, akan tetapi dari studi ini menunjukkan bahwa kerugian dari segi kerusakan jalan sangat besar. Perkerasan Jalan Kaku Pada konstruksi perkerasan kaku (rigid pavement) tanah dasar tidaklah terlalu berperan terhadap kekuatan struktur perkerasan. Hal ini disebabkan karena perkerasan kaku memiliki modulus elastisitas yang tinggi, sehingga penyebaran beban ke lapis tanah dasar cukup luas, pada perkerasan kaku daya dukung perkerasan terutama diperoleh dari pelat beton. Sifat daya dukung dan keseragaman tanah dasar sangat mempengaruhi keawetan dan kekuatan perkerasan kaku (Suryawan, 2005). Tabel 1. Kriteria Nilai CBR Tanah Dasar RST MR CBR Poor 3.000 2 Fair 7.500 5 Good 10.000 10 Sumber : AASHTO, 1986 Beban Lebih Kerusakan jaringan jalan di Indonesia baik nasional maupun propinsi selain akibat dari struktur dan geometri juga diakibatkan oleh adanya pelanggaran beban lebih (overload) (Idham, 2008). Sidharta (1997) menyatakan bahwa untuk memperkecil terjadinya tegangan (r) adalah dengan cara mempertebal lapisan, memakai lapisan yang lebih baik, mengurangi beban. Perencanaan Tebal Perkerasan Prosedur perencanaan perkerasan beton didasarkan atas dua model kerusakan, yaitu : 1. Retak fatique (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. Tebal pelat beton yang dipilih dan total fatique serta kerusakan erosi dihitung berdasarkan komposisi lalulintas selama umur rencana.
Pencapaian Tebal Perkerasan Jalan..141 METODE PENELITIAN Survei dan Pengumpulan Data 1. Survei lalulintas 2. Survey perkerasan jalan 3. Survey kondisi jalan 4. Survey geometric inventory 5. Survey geologi dan geoteknik 6. Survey hidrologi Adapun kerangka kerja dalam penelitian ini mengacu kepada skema yang telah dibuat yaitu : Gambar 1. Skema Perencanaan Perkerasan kaku metode Bina Marga Tahapan dalam penelitian ini akan dibagi menjadi 2 (dua) bagian yaitu di analisis dengan menggunakan kondisi normal dan aktual. Pada tahapan penelitian ini data-data utama yang dikumpulkan meliputi data lalulintas dan beban normal dan overloading. Pemilihan lokasi penelitian dilakukan karena pada ruas jalan tingkat kerusakan jalan cukup parah dan tidak adanya alternatif jalan lain untuk pergerakan kendaraan pengangkut barang selain pada jalan tersebut dan pada ruas jalan yang diteliti melintasi jembatan timbang Balai Raja-Duri.
142, Inovtek, Volume 3, Nomor 2, November 2013, hlm. 142-144 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Analisis Lalulintas Untuk analisis data dengan faktor partumbuhan kendaraan berat di Provinsi Riau se- besar 4,8% data GRFD dan dengan jumlah kendaraan niaga bersumbu 3 dan 4 sebesar 147.185 kendaraan per tahun Berdasarkan pengolahan data lalulintas dapat dilihat pada ESAL kendaraan seperti pada tabel berikut: Tabel 2. Pembagian Kendaraan (Standar) No Jumlah MST Max Pembagian MST per sumbu (kg) (kg) S-1 S-2 S-3 S-4 1 Truk 3 24.000 6.000 9.000 9.000-2 Truk 4 33.000 6.000 7.000 10.000 10.000 Tabel 3. Nilai ESAL Kendaraan (Standar) Pembagian MST per sumbu Total No Jumlah S-1 S-2 S-3 S-4 ESAL 1 Truk 3 0,2923 2,0362-2,3285 2 Truk 4 0,2923 0,5415 0,5415 3,9373 Tabel 4. Pembagian Kendaraan (Overload) No Jumlah MST Max Pembagian MST per sumbu (kg) (kg) S-1 S-2 S-3 S-4 1 Truk 3 38.400 9.600 14.400 14.400-2 Truk 4 52.800 9.600 11.200 16.000 16.000 Pembahasan Kondisi Standar Tabel 5. Nilai ESAL Kendaraan (Overload) Pembagian MST per sumbu Total No Jumlah S-1 S-2 S-3 S-4 ESAL 1 Truk 3 1,9157 13,3477-15,2604 2 Truk 4 1,9157 0,5415 20,3394 25,8041 Tabel 6. Repetisi yang terjadi tiap beban sumbu Jenis Beban Jumlah Proporsi Beban Proporsi JSKN Rencana Repetisi yang terjadi STRT 6 147,185 0,63 0,66 31,53 x 10 3 130 x 10 3 7 88,311 0,38 0,66 31,53 x 10 3 78 x 10 3 Total 235,496 1,00 STdRG 18 58,874 0,60 0,08 31,53 x 10 3 10,1 x 10 3 20 88,311 1,00 0,08 31,53 x 10 3 15,1 x 10 3 Total 147.185 1,00
Pencapaian Tebal Perkerasan Jalan..143 Tabel 7. Tegangan Setara dan Tegangan Erosi (Standar) Tebal Slab CBR Efektif Tegangan Setara Tegangan Erosi (mm) (%) STRT STdRG STRT STdRG 180 10 1,23 1,66 2,35 3,07 180 14 1,21 1,60 2,35 3,05 180 15 1,2 1,59 2,35 3,05 Sumber : Data olahan (2013) Untuk analisa fatik dan analisa erosi didapat nilai fatik sebesar 98,94 % < 100% dan analisa erosi 7,04 % < 100 %, sehingga tebal plat 180mm dapat digunakan. Kondisi Beban Muatan Lebih Tabel 8. Tegangan Setara dan Tegangan Erosi (Overload) Tebal Slab CBR Efektif Tegangan Setara Tegangan Erosi (mm) (%) STRT STdRG STRT STdRG 240 10 0,79 1,18 1,98 2,74 240 14 0,77 1,14 1,98 2,72 240 15 0,77 1,13 1,98 2,72 Sumber : Data olahan (2013) Berdasarkan table 8 dengan tebal slab coba-coba (trial and error) maka untuk analisa fatik dan analisa erosi didapat nilai fatik sebesar 56,653 % < 100% dan analisa erosi 15,577 % < 100 %, sehingga tebal plat dengan kondisi overload beban kendaraan (keniakan 60%) dapat dipakai tebal plat 240 mm. Umur Pelayanan Jalan Umur pelayanan yaitu umur rencana jalan sebelum jalan mengalami kerusakan dan di- mulai sejak jalan mulai digunakan. Jika dengan menggunakan perhitungan damage factor (DF) maka diketahui sebagai berikut: AE normal kendaraan 3 sumbu= Jumlah kendaraan x DF normal = 58,874 x 2,3285 = 137,088 AE normal kendaraan 4 sumbu= Jumlah kendaraan x DF normal = 88,311 x 3,9374 = 484,716 Total AE Normal = 484,804 AE overload kendaraan 3 sumbu AE normal kendaraan 4 sumbu = Jumlah kendaraan x DF normal = 58,874 x 15,2604 = 898,441 = Jumlah kendaraan x DF normal = 88,311 x 25,8041 = 2.278,786 Total AE overload = 2.177,227
144, Inovtek, Volume 3, Nomor 2, November 2013, hlm. 144-144 Dari hasil perhitungan di pembahasan menunjukkan bahwa jika dengan kondisi standar saja umur layanan jalan mencapai 16,95 tahun sedangkan kondisi overload 3,05 tahun dari masa umur layanan. KESIMPULAN Berdasarkan penilaian terhadap angka CBR menujukkan bahwa perencanaan dengan menggunakan beban kendaraan standar akan menghasilkan tebal plat setebal 180 mm sedangkan dengan kondisi bermuatan lebih (overload) setebal 240 mm. Jika dilakukan perencanaan tebal plat dengan kondisi standar sedangkan yang melintasi adalah kendaraan bermuatan lebih maka umur rencana jalan menjadi 3,05 tahun dari 20 tahun umur rencana jalan. DAFTAR PUSTAKA Idham, M (2008) Analisis Penanganan Beban Muatan Lebih Jalan Lintas Timur Sumatera Propinsi Riau, Tesis, Magister Sistem dan Teknik Transportasi (MSTT), Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Idham, M (2012) Analisis Dampak serta Penanganan Beban Muatan Lebih Kendaraan Berat di Propinsi Riau, Jurnal Inovtek Polbeng, 2 (1), 87 96. Juanda, N., dan Idham, M (2010) Audit Keselamatan Jalan, Tinjauan dari Segi Geometri Jalan, Skripsi, Sekolah Ting-gi Teknologi Dumai (SSTD), Dumai, Riau. Ramadanis, L., dan Idham, M (2010) Perbandingan Perkerasan Kaku dengan Metode Bina Marga 2003 dan AA- SHTO 1993, Skripsi, Sekolah Tinggi Teknologi Dumai, Dumai, Riau. Gunarta, IGW, S., 2007, Understanding truck Overloading Behaviour And Its Control : A Review Of Previous Studie, Jurnal Balitbang PU, Dinas PU Kimpraswil, Kabupaten Bone, Gorontalo.