ANALISIS TEBAL LAPIS TAMBAHAN (OVERLAY) PADA PERKERASAN KAKU (RIGID PA VEMENT) DENGAN PROGRAM ELCON DAN METODE ASPHALT INSTITUTE (STUDI KASUS : JALAN TOL PADALARANG - CILEUNYI) TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh IWAN SUTRISNA NIM : 250 02 040 Bidang Pengutamaan Rekayasa Transportasi Program Studi Teknik Sipil INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2005
ABSTRAK ANALISIS TEBAL LAPIS TAMBAHAN (OVERLAY) PADA PERKERASAN KAKU (RIGID PAVEMENT) DENGAN PROGRAM ELCON DAN METODE ASPHALT INSTITUTE (STUDI KASUS : JALAN TOL PADALARANG-CILEUNYI) Oleh IWAN SUTRISNA NIM : 250 02 040 Evaluasi perkerasan Jalan Tol Padalarang-Cileunyi pada ruas Buah Batu-Cileunyi (sta. 20+500 sampai 35+800) berdasarkan data hasil penelitian Falling Weight Deflectometer (FWD) dapat dilakukan dengan metode analitis menggunakan program komputer. Program yang dapat digunakan untuk evaluasi perkerasan kaku adalah ELCON ("Evaluation of Layer moduli and overlay design for CONcrete"), dibandingkan dengan metode empiris yaitu Metode Asphalt Institute 1983 yang mempunyai dua metode, yaitu Metode Ketebalan Efektif dan Metode Lendutan. Kumulatif ESAL aktual untuk kedua jalur diperkirakan pada akhir umur rencana masih mempunyai umur sisa sebesar 2.289.645 ESAL. Berdasarkan perhitungan ini, menunjukkan lajur A-2 dan lajur B-2 masih mempunyai umur sisa sampai akhir umur rencana. Sedangkan umur sisa lajur A-i sudah habis dan perlu dilakukan overlay pada tahun 2006 dan lajur B-1 pada tahun 2005. Jadi overlay yang telah dilakukan pada tahun 1996 dan tahun 1997 berdasarkan kumulatif ESAL aktual belum perlu dilakukan. Metode analitis ELCON berdasarkan lendutan di tengah pelat menghasilkan modulus elastisitas (E) setiap lapisan. Dari jumlah titik pengamatan diperoleh modulus elastisitas perkerasan beton yang kurang dari 28.000 MPa. sebesar 49,61 % dan terdapat 2 titik (0,33 %) modulus tanah dasar kurang dari 100 MPa. Umur sisa perkerasan yang kurang dari 20 tahun sebesar 9,35 % dan sebanyak 8,85 % dari jumlah titik pengamatan memerlukan overlay. Berdasarkan lendutan di sambungan pelat diperoleh modulus reaksi tanah dasar (k). Hasilnya menunjukkan sebanyak 9 titik (3,00 %) mempunyai nilai "k" kurang dari 58 kpalmm dan 4 titik (1,33 %) mempunyai nilai "k" kurang dari 52 kpa./mm. Umur sisa perkerasan yang kurang dari 20 tahun sebesar 40,70 % dan sebanyak 40,69 % dari jumlah titik pengamatan memerlukan overlay. Berdasarkan pada semua perhitungan tersebut, rata-rata ketebalan overlay sebesar 100 mm. Untuk titik-titik yang memerlukan ketebalan overlay lebih dari 100 mm, memerlukan penelitian khusus sebelum dilakukan overlay. Dengan Metode Ketebalan Efektif, overlay yang diperlukan adalah 100 mm, pada sta. 20+500 sampai 25+400 dan sta. 34+500 sampai 35+800 pada lajur B-1. Sedangkan lajur lainnya belum perlu dilakukan overlay. Berdasarkan Metode Lendutan, titik yang menghubungkan perbedaan temperatur udara rata-rata bulanan (MAAT) sebesar 15,6 C dan panjang pelat 4,2 m, adalah di luar tabel tersebut. Sehingga untuk semua lajur pada ruas Buah Batu-Cileunyi belum perlu dilakukan overlay. Diantara ketiga metode yang digunakan untuk menganalisis ketebalan overlay, program ELCON memberikan hasil yang paling logis. Karen program ELCON berdasarkan lendutan aktual dan parameter-parameter yang digunakan lebih menggambarkan kondisi sesungguhnya dari semua lapisan struktur perkerasan. Kata kunci : FWD, Lapis Tambahan, Perkerasan kaku, ELCON, Asphalt Institute
ABSTRACK THE ANALYSIS OF ADDITION LAYER THICKNESS (OVERLAY) ON RIGID PAVEMENT BY ELCON PROGRAM AND ASPHALT INSTITUTE METHOD (CASE STUDY : PADALARANG CILEUNYI TOLL ROAD) By IWAN SUTRISNA NIM : 250 02 040 Evaluation of Padalarang-Cileunyi Toll Road pavement on Buah Batu-Cileunyi section (sta. 20+500 to 35+800) according to survey data by Falling Weight Deflectometer (FWD) can be conducting through analytical method using computer program. The program utilized for rigid pavement evaluation is " Evaluation of Layer moduli and overlay design for CONcrete" (ELCON), compared with the empirical method i.e. Asphalt Institute 1983 Method which is comprising of two methods - The Effective Thickness Method and The Deflection Method. Cumulative ESAL actual for both the tracks, estimated that at the end of design period, it has a residual life equal of 2.289.645 ESAL. Based on this calculation shown that lanes A-2 and B-2 still have residual life until design period was over. Meanwhile lane A-1 has no longer residual life and it needs to be overlaid on the year of 2006 and on the year of 2005 for lane B-1. Hence, according to calculation of cumulative ESAL actual, the overlay conducted in the year of 1996 and 1997 was not important. ELCON analytical method, based on deflection in the middle of slab, produces the elasticity modulus ( E) of each layer. From total observation points obtained the elasticity modulus of concrete pavement, wich is less than 28.000 MPa, is equal to 49,61 % and there was 2 points (0,33 %) modulus of subgrade which is less than 100 MPa. The residual life of pavement which is less than 20 years, is equal to 9,35 %, and there was 8.85 % of total observation points needed an overlay. Based on deflection at joint of the slab, it is obtained the modulus of subgrade reaction (k). The results show that 9 points (3,00 %) has a "k" value less than 58 kpa.lmm and 4 points (1,33 %) has a "k" value less than 52 kpa./mm. The residual life of pavement which is less than 20 years, was equal to 40,70 %, and there was 40,69 % of total observation points needed an overlay. Hence, based on those calculations, the average overlay thickness is 100 mm. For some points required overlay thickness more than 100 mm, needs special investigation before the overlay conducted. By using the Effective Thickness Method, the overlay required is 100 mm at the sta. 20+500 to 25+400 and sta. 34+500 to 35+800 in line B-1, while other lines do not need an overlay yet. Based on the Deflection Method, the points relating to the difference of MAAT of 15,6 C and the slab length of 4,2 m, is outside of the table. It means that all lines in Buah Batu-Cileunyi section do not need an overlay yet. Among the three methods utilized to analyze the overlay thickness, the ELCON program gave the most logical result. Because the ELCON program is based on the actual deflection and the parameters used are more describing the real condition of all pavement structure layers. Keyword : FWD, Overlay, Rigid Pavement, ELCON, Asphalt Institute