Rekaracana Jurnal Online Institut Teknologi Nasional Jurusan Teknik Sipil Itenas No.x Vol. Xx Desember 2015 Perbandingan Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Baru Menggunakan Metode Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013 Dengan Metode Road Note 31 EKO MULYA DHINI 1, DWI PRASETYANTO 2 1 Mahasiswa, Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional 2 Dosen, Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional Email: mulyadhini29@yahoo.com ABSTRAK Jalan merupakan salah satu prasarana perhubungan darat yang mempunyai peranan penting bagi pertumbuhan perekonomian, sosial budaya, pengembangan wilayah pariwisata. Salah satu jenis perkerasan yang digunakan adalah perkerasan lentur (flexible pavement). Tebal perkerasan lentur dapat direncanakan dengan beberapa metode, antara lain Metode Jabatan Kerja Raya 2013 dan Road Note 31. Penelitian ini dilakukan untuk mengkaji perbandingan antara metode Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013 dengan Road Note 31. Data yang digunakan merupakan data asumsi berupa repetisi beban lalu lintas yang terdiri dari 5 skenario, data CBR, data modulus elastisitas. Persamaan kedua metode tersebut yaitu daya dukung tanah dasar dan penentuan tebal perkerasan dengan menggunakan struktur katalog, sedangkan perbedaannya adalah angka ekivalen. Hasil penelitian didapat tebal perkerasan, jenis lapis permukaan dan material lapis pondasi untuk masing-masing skenario, tebal perkerasan menurut metode Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013 lebih tebal dibandingkan metode Road Note 31. Kata Kunci: CBR, Lalu lintas, Modulus Elastisitas. ABSTRACT The road is one of transportation facility having an important for the growth economic, social culture, development of tourism. One of type pavement used is flexible pavement. Flexible pavement layer can be designed using several methods, such as the method of Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013 and the method Road Note 31. The purpose of this study is to examine the comparison between method of Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013 and Road Note 31. As for the data used are the assumptions data form repetition load consists of 5 scenarios, CBR, and modulus of elasticity data. The similarity in this study is subgrade bearing capacity and thick of pavement determine by structure catalogue, mean while the differences is equivalent value. Based on study result obtained thick of pavement, the type of surface course and base course material for each scenario, thick of pavement by Jabatan kerja raya Malaysia 2013 methodis more thicker than Road note 31 method. Keywords: CBR, Traffic, Modulus of Elasticity. Rekaracana - 1
Eko Mulya Dhini, Dwi Prasetyanto 1. PENDAHULUAN Sarana dan prasarana transportasi adalah salah satu faktor utama untuk penunjang pembangunan suatu negara, harus dapat memenuhi pertumbuhan lalu lintas tiap tahunnya. Untuk itu diperlukan pembangunan jaringan jalan yang memadai agar dapat memberikan pelayanan yang optimal sesuai dengan kapasitas yang diperlukan. Jalan merupakan salah satu prasarana perhubungan darat yang mempunyai peranan penting bagi pertumbuhan perekonomian, sosial budaya, pengembangan wilayah pariwisata, dan pertahanan keamanan untuk menunjang pembangunan nasional. Perhitungan tebal perkerasan jalan secara umum meliputi perhitungan tebal perkerasan lentur (Flexible Pavement) dan tebal perkerasan kaku (Rigid Pavement). Tebal lapisan tersebut dapat dihitung dengan berbagai metode, antara lain metode Road Note dan Jabatan Kerja Raya Malaysia. Tujuan dari penelitian ini untuk menghitung tebal perkerasan lentur dengan Metode JKR Malaysia 2013 dan Metode Road Note 31. Berdasarkan metode perencanaan dan hasil perhitungan tebal perkerasan selanjutnya dilakukan perbandingan dari kedua metode tersebut. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Konstruksi Perkerasan Lentur Konstruksi perkerasan lentur (flexible pavement), yaitu perkerasan yang menggunakan aspal sebagai bahan pengikatnya. Lapisan-lapisan perkerasan bersifat memikul dan menyebarkan beban lalu lintas ke tanah dasar. Gambar 1. Struktur Perkerasan Lentur (Sumber: Wikipedia Indonesia) 2.2 Fungsi dan Jenis Lapisan Perkerasan Jalan Lapis Permukaan (Surface Course) Lapis permukaan merupakan lapis paling atas dari struktur perkerasan jalan. Fungsi lapisan permukaan dapat meliputi: a. Lapis penahan beban vertikal dari kendaraan, oleh karena itu lapisan ini harus memiliki stabilitas tinggi selama masa pelayanan. b. Lapisan aus (Wearing Course), lapisan ini akan mengalami aus karena menerima gesekan dan getaran roda dari kendaraan yang mengerem. c. Lapis kedap air, lapisan ini harus kedap terhadap air sehingga air hujan yang jatuh di atasnya tidak meresap ke lapis di bawahnya yang berakibat rusaknya struktur perkerasan jalan. d. Lapis yang menyebarkan beban ke lapis pondasi. Rekaracana - 2
Perbandingan Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Baru Menggunakan Metode Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013 dengan Metode Road Note 31 Lapis permukaan perkerasan lentur menggunakan bahan pengikat aspal, sehingga menghasilkan lapis yang kedap air, berstabilitas tinggi dan memiliki daya tahan selama masa pelayanan. Lapis permukaan itu sendiri masih bisa dibagi menjadi dua lapisan, yaitu: 1. Lapis Aus (Wearing Course) Lapis aus merupakan bagian dari lapis permukaan yang terletak di atas lapis antara (binder course), lapisan ini akan cepat menjadi aus atau rusak karena akibat kontak langsung dengan roda kendaraan, hujan, dingin, dan panasnya cuaca 2. Lapis Antara (Binder Course) Lapis antara merupakan bagian dari lapis permukaan yang terletak di antara lapis pondasi atas (base course) dengan lapis aus (wearing course), lapisan ini lebih tebal dari lapis aus karena lapis antara menjadi lapis pendukung bagi lapis aus. Lapis Pondasi (Base Course) Lapis pondasi adalah lapis perkerasan yang terletak diantara lapis pondasi bawah dan lapisan permukaan. Material yang digunakan untuk lapis pondasi adalah material yang cukup kuat dan awet sesuai syarat teknik dalam spesifikasi pekerjaan. Lapis pondasi dapat dipilih lapis berbutir tanpa pengikat atau lapis dengan aspal sebagai pengikat. Jika tidak digunakan lapis pondasi bawah, maka lapis pondasi diletakkan langsung di atas permukaan tanah dasar. Lapis pondasi (Base Course) berfungsi sebagai (Sukirman, 2010): a. Bagian struktur yang menahan gaya vertikal dari beban kendaraan dan disebarkan ke lapis di bawahnya. b. Lapis peresap untuk lapis pondasi bawah. c. Bantalan atau perletakkan lapis permukaan. Lapis Tanah Dasar (Sub-base Course) Lapis pondasi bawah adalah lapis pondasi dan tanah dasar. Lapis pondasi bawah berfungsi sebagai (Sukirman, 2010): a. Mendukung dan menyebarkan beban kendaraan ke lapis tanah dasar b. Lapis peresap agar air tidak berkumpul di pondasi. c. Lapis filter untuk mencegah partikel halus dari tanah dasar naik ke lapis pondasi. Lapis Tanah Dasar (Sub-grade) Lapis tanah yang setebal 50 100 cm yang merupakan permukaan dasar untuk perletakkan bagian-bagian perkerasan di atasnya. Lapis tanah dasar berfungsi sebagai (Sukirman, 2010): a. Mendukung lapisan perkerasan di atasnya. b. Menerima beban lalu lintas dari lapisan di atasnya, lalu menyebarkannya ke lapisan tanah dasar. 2.3 Faktor Perencanaan Tebal Perkerasan a. Volume Lalu Lintas dan Beban Lalu lintas Volume lalu lintas didefinisikan sebagai jumlah kendaraan yang melewati suatu titik pengamatan selama satu satuan waktu. Perencanaan tebal lapisan perkerasan, volume lalu lintas dinyatakan dalam kendaraan/hari/2 arah untuk jalan 2 arah tanpa pemisah, dan kendaraan/hari/2 arah untuk jalan 1 arah atau 2 arah dengan pemisah (Rifa i, 2014) b. Parameter Daya Dukung Tanah Dasar Tanah dasar terdiri dari tanah asli, tanah galian, atau tanah dasar yang disiapkan dengan cara dipadatkan. Di atas lapisan tanah dasar diletakkan lapisan struktur perkerasan lainnya, Rekaracana - 3
Eko Mulya Dhini, Dwi Prasetyanto oleh karena itu mutu daya dukung tanah dasar ikut mempengaruhi mutu secara keseluruhan. Berbagai parameter digunakan sebagai petunjuk mutu daya dukung tanah dasar seperti: California Bearing Ratio (CBR), modulus resilien (MR). CBR merupakan parameter petunjuk daya dukung tanah dasar yang paling umum digunakan di Indonesia saat ini, CBR adalah perbandingan antara beban yang dibutuhkan untuk penetrasi contoh tanah sebesar 0,1 inchi dan 0,2 inchi dengan beban yang ditahan batu pecah standar. Nilai CBR dinyatakan dalam persen (Rifa i, 2014) c. Repetisi Lintasan Sumbu Standar Kendaraan yang memiliki berbagai konfigurasi sumbu, roda, dan bervariasi dalam total beban yang diangkutnya, diseragamkan dengan menggunakan satuan lintasan sumbu standar (lss), dikenal juga dengan Equivalent Single Axle Load (ESAL). Sumbu standar adalah sumbu tunggal beroda ganda degan kriteria sebagai berikut (Sukirman, 2010): a. Beban sumbu 18.000 pon (80 kn); b. Lebar bidang kontak ban 4,51 inci (11 cm); c. Jarak antara masing-masing sumbu roda ganda 13,57 inci (33 cm); d. Tekanan pada bidang kontak = 70 pon/inci 2 d. Umur Rencana Faktor umur rencana merupakan variabel dalam umur rencana dan faktor pertumbuhan lalu lintas yang dihitung dengan menggunakan Rumus sebagai berikut: Dengan: N = Faktor umur rencana n = Umur rencana (tahun) i = Pertumbuhan lalu lintas (%)...(1) e. Kondisi Lingkungan Kondisi lingkungan sangat mempengaruhi daya tahan dan mutu pelayanan struktur perkerasan jalan yang terletak di lokasi tersebut. Pelapukan material tidak hanya disebabkan oleh beban lalu lintas, tetapi juga oleh cuaca dan air yang ada di dalam dan sekitar stuktur perkerasan jalan. Perubahan temperatur yang terjadi menyebabkan mutu struktur perkerasan jalan berkurang, menjadi aus dan rusak. Di Indonesia perubahan temperatur dapat terjadi karena perubahan musim dari musim penghujan ke musim kemarau atau karena pergantian siang dan malam, tetapi perubahan yang terjadi tidak sebesar di daerah dengan 4 musim. Kemungkinan peresapan air kedalam lapisan perkerasan menjadi lebih tinggi di Indonesia karena memiliki curah hujan yang tinggi serta didukung dengan buruknya perawatan drainase jalan di Indonesia (Rifa i, 2014) 2.4 Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Metode Jabatan Kerja Raya 2013 Dalam pedoman JKR 2013 ini ditetapkan tiga buah parameter dalam merencanakan tebal perkerasan, yaitu: 1. Repetisi beban lalu lintas. 2. Daya dukung tanah dasar. 3. Modulus elastisitas. Rumus Perhitungan Tebal Perkerasan Rumus yang digunakan untuk menghitung besarnya Equivalent Single Axle Load (ESAL) yaitu: Rekaracana - 4
Perbandingan Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Baru Menggunakan Metode Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013 dengan Metode Road Note 31 ESAL Y1 = (ADT CVn x LEF n ) x 365 x L x T x TGF...(1) Dengan: ESAL Y1 : Lalu lintas rencana di tahun pertama ADTCVn : Lalu lintas harian rata-rata per jenis kendaraan LEF n : Faktor penyetaraan beban per jenis kendaraan 365 : Jumlah hari dalam 1 tahun L : Faktor distribusi arah T : Faktor kondisi lingkungan TGF : Relasi faktor pertumbuhan lalu lintas dengan umur rencana Faktor penyetaraan beban sumbu kendaraan (LEF) Angka faktor kesetaraan beban (LEF) yang tertera pada Tabel 1 didapat dari hasil survey yang dilakukan dengan menggunakan suatu alat survey yang kemudian dari data hasil survey dikelompokkan berdasarkan pada jenis kendaraan dan sumbu kendaraan itu sendiri, lalu masing-masing kendaraan digolongkan menjadi beberapa kelas kendaraan Tabel 1. Sumbu dan Faktor Beban Penyetaraan (LEF) Jenis Kendaraan Kelas (Load Equivalence Factor) LEF Cars and taxis C 0 Small Lorries and Vans (2 Axles) CV1 0,1 Large Lorries (2 to 4 Axles) CV2 4,0 Articulated Lorries (3 or more Axles) CV3 4,4 Buses (2 or 3 Axles) CV4 1,8 Motorcycles MC 0 Commercial Traffic (Mixed) CV% 3,7 (sumber: JKR, 2013) 2.5 Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Metode Road Note 31 Pada perencanaan yang digunakan dengan metode Road Note 31 ada 3 langkah utama yang harus diikuti dalam merencanakan struktur perkerasan jalan baru, yaitu: 1. memperkiraan jumlah lalu lintas dan jumlah komulatif ekivalen sumbu standar yang akan menggunakan jalan selama umur rencana, 2. menentukan kekuatan tanah dasar, 3. menentukan kombinasi yang paling ekonomis antara bahan perkerasan dan tebal perkerasan yang akan menghasilkan perkerasan yang memadai selama umur rencana. Beban Sumbu Kendaraan Pengamatan beban sumbu harus dilakukan untuk menentukan pembagian beban sumbu dari suatu sampel kendaraan berat yang menggunakan jalan itu. Data yang dikumpulkan dari pengamatan ini dipakai untuk menghitung jumlah rata-rata sumbu standar yang ekivalen untuk kendaraan tertentu dalam setiap kelas. Nilai-nilai ini dan nilai pertumbuhan lalu lintas dipakai untuk menentukan jumlah komulatif ekivalen beban sumbu yang direncanakan akan dilayani selama umur rencana Rekaracana - 5
Eko Mulya Dhini, Dwi Prasetyanto Struktur Katalog Pada Road Note 31 edisi 1993, prosedur perencanaan ketebalan struktur perkerasan lentur menggunakan suatu "tipikal struktur" (structure catalgue) mengingat sudut pandang statistik, yaitu ketidakpastian yang relatif besar dalam memperkirakan arus lalu lintas, variasi bahan, iklim dan kondisi jalan. Setiap struktur dapat diaplikasikan untuk suatu jenis lalu lintas dan kekuatan tanah dasar. Tipikal struktur tersebut terdiri dari 8 buah diagram yang berbeda, yang masing-masing berlaku bagi suatu kelompok bahan perkerasan yang berbeda. Prosedur yang dipakai untuk penggunaan diagram itu sangat mudah, tetapi yang perlu diperhatikan adalah catatan pada setiap diagram 3. ANALISIS DATA Mulai Identifikasi Masalah dan Penentuan Topik Penelitian Tinjauan Pustaka Pengumpulan Data (data asumsi) : - Data Lalu Lintas - Daya Dukung Tanah -Pertumbuhan Lalu Lintas - Umur Rencana - Lingkungan Sekitar Metode Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013 Metode Road Note 31 Pembahasan Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 2. Bagan Alir Penelitian Rekaracana - 6
Perbandingan Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Baru Menggunakan Metode Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013 dengan Metode Road Note 31 3.1 Data Lalu lintas Data lalu lintas yang digunakan data lalu lintas yang dibagi menjadi 5 skenario, yaitu: 1x10 6 lss/lajur rencana/ur 5x10 6 lss/lajur rencana/ur 10x10 6 lss/lajur rencana/ur 20x10 6 lss/lajur rencana/ur 40x10 6 lss/lajur rencana/ur Tabel 2. Kategori Lalu Lintas Design Traffic (ESAL x Traffic Category 10 6 ) T1 1,0 T2 1,1 to 2,0 T3 2,1 to 10,1 T4 10,1 to 30,0 T5 >30 (sumber: JKR, 2013) 3.2 Data CBR dan Modulus Elastisitas Data asumsi CBR = 13% maka didapat kategori tanah dasar SG 2 Data asumsi modulus elastisitas = 130 Mpa maka didapat kategori tanah SG 2 (Tabel 3) Tabel 3. Kategori CBR Subgrade Kategori Sub- Elastic Modulus CBR (%) Grade (Mpa) SG 1 5,0 to 12 50 to 120 SG 2 12,1 to 20 121 to 140 SG 3 20,1 to 30,0 141 to 160 SG 4 > 30,0 161 to 180 (sumber: JKR, 2013) Setelah dilakukan analisis menggunakan kedua metode dengan data asumsi tersebut, didapat tebal perkerasan untuk masing-masing metode, yaitu: ESAL (x10 6 ) Tabel 4. Ringkasan analisis Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013 Road Note 31 Traditional Pavement Full-depth Asphalt with Granular Base Pavement Tebal Jenis Lapis Tebal Jenis Lapis Tebal Jenis Lapis Total (cm) Permukaan Total Permukaan Total Permukaan (cm) (cm) 1 37,5 Bitumen 40 AC 30* - 5 47,5 Bitumen 58 AC 35 AC 10 52,5 Bitumen 58 AC 35 AC 20 57,5 AC-WC 60 AC 45 AC 40 57,5 AC-WC 64 AC 46 AC * Full-depth Asphalt Pavemen tidak direkomendasikan untuk ESAL 1 juta Jenis material lapis pondasi = lapis pondasi agregat kelas A Jenis material lapis pondasi bawah = lapis pondasi agregat kelas B Didapat beberapa persamaan setelah melakukan analisis kedu metode tersebut, yaitu daya dukung tanah dasar dinyatakan dalam CBR, nilai faktor pertumbuhan lalu lintas didapat Rekaracana - 7
Eko Mulya Dhini, Dwi Prasetyanto menggunakan persamaan yang sama. Perbedaan terdapat pada lapisan permukaan yang digunakan, pada metode Road Note 31 lapisan permukaan menggunakan latasir dan AC-WC, sedangkan metode JKR Malaysia 2013 menggunakan AC. Jenis material pondasi atas maupun bawah tidak ada perbedaan untuk masing-masing metode. Resume perbandingan metode JKR Malaysia 2013 dengan metode Road Note 31 dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Resume Perbandingan Metode JKR Malaysia 2013 dengan Metode Road Note 31 Metode JKR Malaysia 2013 Metode Road Note 31 1. Jika CBR 5% maka dilakukan stabilisasi tanah yang berada 30 cm dibawah tanah dasar 2. Terdapat faktor lapangan dalam analisis 3. Angka ekivalen tidak didefenisikan secara rinci 4. Tebal didapat dengan penentuan salah satu dari lima katalog yang tersedia 5. Untuk nilai ESAL tertentu jenis lapis permukaan yang digunakan adalah AC-WC 6. Lapis pondasi mengunakan lapis pondasi dengan agregat kelas A 7. Lapis pondasi bawah mengunakan lapis pondasi dengan agregat kelas B. Daya Dukung Tanah Dasar Beban Lalu Lintas Tebal Perkerasan Lapis Permukaan Material 1. Jika CBR 2% maka Subbase dapat distabilisasi mengunakan semen atau kapur. 2. Faktor lapangan tidak termasuk dalam analisis 3. Angka ekivalen dihitung dengan beban sumbu standar 18000 pon 4. Tebal didapat dengan penentuan salah satu dari delapan katalog yang tersedia, dapat memlih material perkerasan 5. Untuk nilai ESAL tertentu jenis lapis permukaan yang digunakan adalah AC dan AC-BC 6. Lapis pondasi mengunakan lapis pondasi dengan agregat kelas A 7. Lapis pondasi mengunakan lapis pondasi dengan agregat kelas B 4. KESIMPULAN Setelah dilakukan analisis terhadap tebal perkerasan lentur menggunakan metode Jabatan Kerja Raya Malaysia 20113 dan metode Road Note 31 dengan data perencanaan yang sama, maka didapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Penggolongan jenis kendaraan pada metode Road Note 31 lebih spesifik dibandingkan dengan penggolongan jenis kendaraan yang ada pada Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013. Nilai angka ekivalen untuk masing-masing penggolongan jenis kendaraan dari kedua metode tersebut terdapat beberapa nilai angka ekivalen yang berbeda, hal ini berpengaruh pada nilai akhir ESAL. Dalam penelitian ini digunakan nilai ESAL yang sama. 2. Proses dalam mendapatkan tebal lapisan perkerasan pada metode Road Note 31 dan Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013 berdasarkan struktur katalog yang tersedia dengan cara penentuan jenis perkerasan, kategori subgrade, dan kategori ESAL. Rekaracana - 8
Perbandingan Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Baru Menggunakan Metode Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013 dengan Metode Road Note 31 DAFTAR RUJUKAN Hadisusilo. T. (2001). Studi Banding Beberapa Metode Perancangan Perkerasan Lentur. Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan. Institut Teknologi Bandung. Http://buarianeria.blogspot.co.id/2015/03/analisis-perbandingan-perencanaan-jalan.html Http://id.wikipedia.org Http://www.scribd.com/doc/131138076/Road-Note-29-31#scribd Jabatan Kerja Raya Malaysia, (2013). Manual For The Structural Design of Flexible Pavement. Jamesthoengsal.blogspot.com Rifa i, M. F. (2014). Perbandingan Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Metode Bina Marga 2011 dengan Metode Jabatan Kerja Raya Malaysia 2013. Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan (FTSP). Institut Teknologi Nasional. Sukirman, S. (2010). Perencanaan Tebal Struktur Perkerasan Lentur. Nova. Bandung. Transport Research Laboratory. (1993). Overseass Road Note 31 A guide to the Structural Design of Bitumen Surfaced Roads in Tropical and Sub-tropical Countries. Overseas Centre. Transport Research Laboratory. Berkshire. United Kingdom. Wulandari, Tri., (2007). Komparasi Perencanan Perkerasan Lentur Dan Kelayakan Ekonomis Dengan Metode Austroads Dan Road Note 31 (Studi Kasus Jalan Tawangmangu- Cemorosewu). Fakultas Teknik. Universitas Muhammadiyah Surakarta. Rekaracana - 9