ANALISIS KONDISI BONDING ANTAR LAPISAN BERASPAL SECARA TEORITIS DAN PENGUJIAN DI LABORATORIUM

dokumen-dokumen yang mirip
Bab VII Kesimpulan, Kontribusi Penelitian dan Rekomendasi

I.1 Latar Belakang Permasalahan

Bab VI Model Makroskopis Bonding Antar Lapis Perkerasan Beraspal Hasil Percobaan Direct Shear

Bab III Pendekatan Simulasi Terhadap Kondisi Bonding Antar Lapis Perkerasan Beraspal

Rentang Modulus dari Thin Layer yang Menunjukkan Kondisi Bonding Antar Lapisan Beraspal. Eri Susanto Hariyadi 1)

PENGEMBANGAN MODEL STRUKTUR PERKERASAN LENTUR PADA KONDISI CROSS ANISOTROPIC DAN INTERFACE TIDAK KASAR DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM SAP2000

Bab II Tinjauan Pustaka

Bab V Hasil dan Analisis Pengujian Direct Shear Test

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. A. Tinjauan Umum

Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2016 ISSN: Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP MODULUS ELASTISITAS DAN ANGKA POISSON BETON ASPAL LAPIS AUS DENGAN BAHAN PENGISI KAPUR

Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini adalah: Jurnal Rekayasa Sipil ASTONJADRO 13

Daftar Pustaka. AUSTROADS (1992), Pavement Design, Australian Road Research Board, Sydney

Naskah Publikasi Ilmiah. untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil. diajukan oleh :

Analisis Disain Struktur Perkerasan Kaku Landasan Pesawat Udara dengan menggunakan Program Airfield

Tugas Akhir. untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S - 1 Teknik Sipil. diajukan oleh :

PENGGUNAAN ALAT MARSHALL UNTUK MENGUJI MODULUS ELASTISITAS BETON ASPAL

PERANCANGAN KONSTRUKSI PADA SEGWAY

PERILAKU BALOK BETON SANDWICH DALAM MENERIMA BEBAN LENTUR TESIS MAGISTER OLEH FIRDAUS

PENGARUH JENIS PEMBEBANAN DALAM ANALISIS STRUKTUR PERKERASAN LENTUR TERHADAP KINERJA PERKERASAN

TESIS. Oleh : Nama : Rina Martsiana Nim : Pembimbing

Laporan Tugas Akhir Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga BAB III METODOLOGI

PENGARUH PENINGKATAN KEKUATAN MORTAR TERHADAP DEFORMASI DINDING BATA MERAH LOKAL

ANALISIS PENGARUH SUHU PERKERASAN TERHADAP UMUR PELAYANAN JALAN DENGAN MENGGUNAKAN METODE ANALITIS (STUDI KASUS JALAN TOL SEMARANG)

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

MODULUS RESILIENT TANAH DASAR DALAM DESAIN STRUKTUR PERKERASAN LENTUR SECARA ANALITIS

BAB III METODE PENELITIAN

PENGARUH PENAMBAHAN KAIT PADA TULANGAN BAMBU TERHADAP RESPON LENTUR BALOK BETON BERTULANGAN BAMBU

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH SERAT BAMBU TERHADAP SIFAT-SIFAT MEKANIS CAMPURAN BETON

SKRIPSI. Disusun untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

STUDI PENGARUH WAKTU CURING TERHADAP PARAMETER MARSHALL CAMPURAN AC - WC FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA BANDUNG

sebagai perbandingan antara tegangan yang bekerja dan regangan pada waktu pembebanan t : St = (2)

ANALISA PERBANDINGAN PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN KAKU ANTARA METODE AASHTO 1993 DENGAN METODE BINA MARGA 1983 TUGAS AKHIR

ESTIMASI NILAI MODULUS ELASTIS LAPISAN BERASPAL MENGGUNAKAN HAMMER TEST

PENGARUH PENGGUNAAN ABU TERBANG BATUBARA SEBAGAI BAHAN PENGISI TERHADAP MODULUS RESILIEN BETON ASPAL LAPIS AUS

STUDI EKSPERIMEN KAPASITAS TARIK DAN LENTUR PENJEPIT CONFINEMENT KOLOM BETON

ANALISA PENGARUH BENTUK PROFIL PADA RANGKA KENDARAAN RINGAN DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab IV Persiapan Pengujian Laboratorium Untuk Mengukur Kondisi Bonding Antar Lapis Perkerasan

LIMBAH VULKANISIR BAN SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN STRESS ABSORBTION MEMBRANE INTER LAYERS (270M)

STUDI PENGARUH TEBAL TANAH LUNAK DAN GEOMETRI TIMBUNAN TERHADAP STABILITAS TIMBUNAN

DAYA DUKUNG PONDASI MENERUS PADA TANAH LEMPUNG BERLAPIS MENGGUNAKAN METODE "MEYERHOF DAN HANNA" DAN METODE ELEMENT HINGGA (PLAXIS)

Cara uji geser langsung batu

STUDI PARAMETRIK PENGARUH VARIASI TINGKATAN BEBAN AKSIAL TERHADAP PERILAKU LENTUR DAN AKSIAL PENAMPANG KOLOM BETON BERTULANG DENGAN BEBAN SIKLIK

TINJAUAN VOID CAMPURAN ASPAL YANG DIPADATKAN MENGGUNAKAN ALAT PEMADAT ROLLER SLAB (APRS) DAN STAMPER


1) Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, FTSP-ITB, Bandung, dan Jurusan Teknik Sipil, FT-Untar, Jakarta.

ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50 REF MENGGUNAKAN METODE GRAFIK DAN METODE HIPERBOLIK PADA TANAH BERBUTIR HALUS

PENGARUH SENSITIFITAS DIMENSI DAN PENULANGAN KOLOM PADA KURVA KAPASITAS GEDUNG 7 LANTAI TIDAK BERATURAN

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Menggunakan Metode Austroads 1992

STUDI NUMERIK SAMBUNGAN DENGAN BAUT-GUSSET PLATE PADA STRUKTUR GABLE FRAME TIGA SENDI

urnal 1. Pendahuluan TEKNIK SIPIL Vol. 14 No. 3 September Djunaedi Kosasih 1) Abstrak

Studi Mengenai Keberlakuan Pengaruh Permukaan Spesifik Agregat terhadap Kuat Tekan dalam Campuran Beton

BAB X UJI KUAT TEKAN BEBAS

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Keywords: granular soil, subbase course, k v, CBR. Kata Kunci: tanah granuler, subbase course, nilai k v, CBR

PERHITUNGAN KERUSAKAN STRUKTUR PERKERASAN LENTUR AKIBAT PENGARUH TEMPERATUR (STUDY LITERATUR) TUGAS AKHIR

PERBANDINGAN UJI TARIK LANGSUNG DAN UJI TARIK BELAH BETON

Analisis Nilai ACN dan PCN untuk Struktur Perkerasan Kaku dengan menggunakan Program Airfield. Djunaedi Kosasih 1)

PERBANDINGAN KUAT TARIK TIDAK LANGSUNG BETON ASPAL BERGRADASI RAPAT DAN BERGRADASI SENJANG

LAMPIRAN A. Tabel A-1 Angka Praktis Plat Datar

ANALISIS ITS (INDIRECT TENSILE STRENGTH) CAMPURAN AC (ASPHALT CONCRETE) YANG DIPADATKAN DENGAN APRS (ALAT PEMADAT ROLLER SLAB) Naskah Publikasi

Teknik Sipil Itenas No. x Vol. xx Jurnal Online Institut Teknologi Nasional Agustus 2015

PENELITIAN PENDAHULUAN PENGGUNAAN BENDA UJI KUBUS BETON PADA PERKERASAN LENTUR TYPE CEMENT TREATED BASE (CTB)

EVALUASI KARAKTERISTIK CAMPURAN LASTON AC - WC

Evaluasi Struktural Perkerasan Kaku Menggunakan Metoda AASHTO 1993 dan Metoda AUSTROADS 2011 Studi Kasus : Jalan Cakung-Cilincing

Studi Perencanaan Tebal Lapis Tambah Di Atas Perkerasan Kaku

Studi Eksperimental Kuat Geser Pelat Beton Bertulang Bambu Lapis Styrofoam

Studi Alternatif Bentuk Rangka Jembatan Canai Dingin Untuk Pejalan Kaki Bentang Kecil Terhadap Rasio Berat dan Lendutan

PERBANDINGAN KUAT TARIK TIDAK LANGSUNG CAMPURAN BETON ASPAL DENGAN MENGGUNAKAN ASPAL PENETRASI 60 DAN PENETRASI 80. Pembimbing : Wimpy Santosa, Ph.

EVALUASI FUNGSIONAL DAN STRUKTURAL PERKERASAN LENTUR PADA JALAN NASIONAL BANDUNG-PURWAKARTA DENGAN METODE AUSTROADS 2011

DAFTAR ISI JUDUL PENGESAHAN PERNYATAAN BEBAS PLAGIASI ABSTRAK ABSTRACT KATA PENGANTAR

PENGEMBANGAN KURVA t-z PADA TANAH PASIRAN BERDASARKAN HASIL UJI GESER LANGSUNG DENGAN APLIKASI PADA PONDASI BOR BER-INSTRUMEN. Tesis.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA PERENCANAAN MEKANISTIK EMPIRIS OVERLAY PERKERASAN LENTUR

ANALISIS KORELASI ANTARA MARSHALL STABILITY DAN ITS (Indirect Tensile Strength) PADA CAMPURAN PANAS BETON ASPAL. Tugas Akhir

Analisis Kerusakan Retak Lelah pada Struktur Perkerasan Kaku Landasan Pesawat Udara dengan menggunakan Program Airfield

MEKANIKA BAHAN (TKS 1304) GATI ANNISA HAYU PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JEMBER

PENELITIAN BALOK BETON BERTULANG DENGAN DAN TANPA PEMAKAIAN SIKAFIBRE

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

STUDI EKSPERIMENTAL DAN ANALITIS KAPASITAS SAMBUNGAN BAJA BATANG TARIK DENGAN TIPE KEGAGALAN GESER BAUT

EKSPERIMEN DAN ANALISIS BEBAN LENTUR PADA BALOK BETON BERTULANGAN BAMBU RAJUTAN

BAB III LANDASAN TEORI. Menurut McComac dan Nelson dalam bukunya yang berjudul Structural

Ika Bali 1,2* dan Sadikin 1. Jurusan Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen. S. Parman No.1, Jakarta 11440

ANALISIS BEBAN BERLEBIH (OVERLOAD) TERHADAP UMUR PELAYANAN JALAN DENGAN MENGGUNAKAN METODE ANALITIS (STUDI KASUS RUAS JALAN TOL SEMARANG)

TINJAUAN KUAT GESER DAN KUAT LENTUR BALOK BETON ABU KETEL MUTU TINGGI DENGAN TAMBAHAN ACCELERATOR

Metode pengujian lentur posisi tegak kayu dan bahan struktur. bangunan berbasis kayu

ANALISA TEGANGAN DAN REGANGAN PADA PERKERASAN PORUS DENGAN SKALA SEMI LAPANGAN DAN SOFTWARE ANSYS

STUDI EKSPERIMENTAL PENGGUNAAN PECAHAN BETON RECYCLE SEBAGAI AGREGAT KASAR PADA BETON DENGAN MUTU RENCANA f c = 25 MPa

Djunaedi Kosasih 1 ABSTRAK. Kata kunci: disain tebal lapisan tambahan, metoda analitis, modulus perkerasan, proses back calculation ABSTRACT

Perbandingan Koefisien Kekuatan Relatif dan Umur Rencana Perkerasan Jalan Lapis Aus (AC-WC) menggunakan BNA Blend 75/25 dan Aspal Pen 60/70

3. SIFAT FISIK DAN MEKANIK BAMBU TALI Pendahuluan

Bab II STUDI PUSTAKA

KAJIAN SUHU OPTIMUM PADA PROSES PEMADATAN UNTUK CAMPURAN BERASPAL DENGAN MENGGUNAKAN MODIFIKASI BITUMEN LIMBAH PLASTIK

ANALISIS KEKUATAN TARIK MATERIAL CAMPURAN SMA (SPLIT MASTIC ASPHALT) GRADING 0/11 MENGGUNAKAN SISTEM PENGUJIAN INDIRECT TENSILE STRENGTH

STUDI KEKUATAN SAMBUNGAN BATANG TARIK PELAT BAJA DENGAN ALAT SAMBUNG BAUT

OPTIMALISASI DESAIN JEMBATAN LENGKUNG (ARCH BRIDGE) TERHADAP BERAT DAN LENDUTAN

STUDI ANALISIS PEMODELAN BENDA UJI BALOK BETON UNTUK MENENTUKAN KUAT LENTUR DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE KOMPUTER

ANALISIS BALOK BERSUSUN DARI KAYU LAPIS DENGAN MENGGUNAKAN PAKU SEBAGAI SHEAR CONNECTOR (EKSPERIMENTAL) TUGAS AKHIR

Transkripsi:

ANALISIS KONDISI BONDING ANTAR LAPISAN BERASPAL SECARA TEORITIS DAN PENGUJIAN DI LABORATORIUM Eri Susanto Hariyadi Mahasiswa Program Doktor Teknik Sipil Sekolah Pasca Sarjana Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha 10, Bandung 40132 Fax: +62-22-250-2350 erish@prosys.co.id Bambang Ismanto Siswosoebrotho Guru Besar Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha 10, Bandung 40132 Fax: +62-22-250-2350 bis@trans.si.itb.ac.id Djunaedi Kosasih Dosen Senior Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha 10, Bandung 40132 Fax: +62-22-250-2350 kosasih@trans.si.itb.ac.id Bambang Sugeng Subagio Guru Besar Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha 10, Bandung 40132 Fax: +62-22-250-2350 bsugeng@trans.si.itb.ac.id Abstract The condition of bonding between asphalt pavement layer can influence the behaviour of pavement structure in supporting vehicle loading. In strong bonding condition, the adjacent pavement layers will act together to support pavement loading and the other way in weak bonding condition the layers will act independently with the result that stress in every layer of pavement become higher and will decrease pavement life consequently. This study described the investigation of bonding condition using teorethical model and laboratory test. Those are developed using CIRCLY5-SAP2000 Program and Modified Direct Shear Test respectively. The results shown that there is the range of bonding parameter which starting from weak bonding until full bonding using theoretical and laboratory model. Futhermore the analysis shown that ignoring bonding condition between pavement layer will become one of factors which cause early damage in pavement structure. Keywords : Bonding, Direct Shear Test, SAP2000, CIRCLY5 PENDAHULUAN Daya lekat (bonding) yang lemah antar lapis perkerasan beraspal adalah salah satu penyebab berbagai kerusakan perkerasan jalan. Pengelupasan perkerasan jalan yang seringkali terjadi pada titik percepatan lalu lintas, pengereman kendaraan, kendaraan berbelok adalah masalah yang banyak terjadi terkait lemahnya daya lekat (bonding) antar lapisan beraspal. Banyak peneliti mempercayai bahwa jenis kerusakan ini terjadi karena tingginya tegangan horizontal dan kurangnya adhesi dan bonding pada interface antar lapisan beraspal (Hachiya dan Sato, 1998). Daya lekat yang kuat akan menyebabkan setiap lapis perkerasan akan bekerja bersama-sama dalam menerima beban lalu lintas. Sebaliknya adanya daya lekat yang lemah antar lapis perkerasan akan menyebabkan masing-masing lapis perkerasan bekerja sendiri-sendiri akibat tidak adanya geser yang kontinyu pada interface (Hakim, 2002). Penelitian yang ekstensif telah dilakukan di lapangan terhadap kinerja material perkerasan. Sebaliknya sedikit sekali penelitian terhadap besaran daya lekat (adhesion properties) antar lapis perkerasan beraspal serta pengaruh daya lekatnya (bonding) terhadap umur perkerasan (Kruntcheva et.al., 2005). Saat ini, sebagian besar desain perkerasan lentur jalan raya mengasumsikan bahwa daya lekat yang sangat kuat (full bond) Jurnal Transportasi Vol. 7 No. 2 Desember 2007: 149-160 149

terjadi antar lapis perkerasan. Pada kondisi yang sebenarnya, kondisi daya lekat ini tidak diketahui dan berada pada rentang mulai daya lekat yang sangat kuat (full adhesion) sampai dengan tidak adanya daya lekat sama sekali (zero adhesion), bergantung pada material properties dan kualitas konstruksinya. Guna mendukung pernyataan ini, Brown dan Brunton (1984) menyimpulkan bahwa perlu banyak penelitian untuk masalah bonding (interface bond) antar lapis perkerasan. Pada penelitian yang sudah dilakukan saat ini, pada dasarnya besaran dan parameter kondisi bonding ini dinyatakan dengan Bond Stiffness (Hakim, 2002) dan Bond Strength (West et al 2005). Pada penelitian ini, studi teoritis mengenai kondisi bonding perkerasan yang menggunakan program analisis struktur yang biasa digunakan, yaitu SAP2000 akan dikembangkan dengan baik. Selain itu, eksperimen di laboratorium dilakukan juga dengan menggunakan alat yang merupakan modifikasi lanjutan dari Direct Shear Test. KONDISI BONDING ANTAR LAPISAN BERASPAL Model Matematis Pavement Bonding Kondisi daya lekat (bonding) antar lapis perkerasan dinyatakan dengan Bond Strength dan Bond Stiffness. Bond Strength dan Bond Stiffness adalah dua parameter yang berbeda untuk satu material perkerasan tertentu. Istilah bond strength terkait dengan tegangan geser (shear stress) maksimum yang dapat dipikul oleh interface antar lapis perkerasan beraspal tepat pada saat runtuh (West et al 2005) sedangkan istilah bond stiffness terkait dengan nilai rasio tegangan geser dan besar pergerakan gesernya yang terjadi pada interface antar lapis perkerasan beraspal. Istilah ini dipakai oleh Hakim (2002) untuk menggambarkan modulus geser reaksi horizontal pada interface. Pengertian Bond Strength erat kaitannya dengan konsep shear stress yang menunjukkan prilaku kekuatan geser dari suatu bahan. Istilah Shear Stress (τ) menunjukkan besarnya respons dari interlayer lapis perkerasaan akibat gaya horizontal (F) yang diterapkan pada lapisan perkerasan tersebut, seperti terlihat pada Gambar 1. τ F Gambar 1 Kasus Shear Stress Sedangkan yang dimaksud dengan Bond Strength (B s ) adalah shear stress maksimum yang menyebabkan keruntuhan daya lekat antar lapis perkerasan beraspal. Untuk menurunkan persamaan Bond Stiffness tinjau elemen interface, seperti terlihat pada Gambar 2, kemudian dapat disusun suatu persamaan Bond Stiffness yang diturunkan dari persamaan konstitutif dari Goodman seperti yang dinyatakan pada persamaan sebagai berikut (Hakim, 2002): Gambar 2 Elemen Interface 150 Jurnal Transportasi Vol. 7 No. 2 Desember 2007: 149-160

τ = G. γ τ = G ( u / t ) τ = ( G / t ). u ; jika Ks = (G / t ) τ = Ks. u. K s = τ u dengan: Ks adalah Bond Stiffness (MN/m3 atau MPa/m ) (1) Model Teoritis Struktur Perkerasan dengan Kondisi Bonding Model teoritis suatu struktur perkerasan dengan kondisi bonding pada interface-nya dikembangkan dengan menggunakan pendekatan elemen hingga. Metode elemen hingga adalah suatu metode analisis struktur dengan menggantikan suatu continuum dengan sejumlah elemen-elemen diskrit yang terhingga dan terhubungkan satu sama lain dengan titik-titik nodal. Oleh karena itu untuk penyelesaian analisis struktur perkerasan perlu dikembangkan model elemennya terlebih dahulu. Wolff (1982) mengusulkan masalah struktur perkerasan tiga dimensi dapat didekati dengan model axisimetric dua dimensi dengan mengambil elemen hingga pada ukuran 2 x 3 meter, seperti terlihat pada Gambar 3. Gambar 3 Model Axisimetric Struktur Perkerasan (Wolff, 1982) Dalam pemodelan interface antar lapis perkerasan, lapisan tipis (thin layer) disisipkan pada lokasi interlayer yang ditinjau dengan tebal kurang dari 5mm. Melalui serangkaian simulasi didapatkan modulus elastis yang mewakili daya lekat yang sebagian ini adalah kurang dari 100 MPa (Kruntcheva et al 2005). Pada studi ini Program SAP2000 digunakan untuk membantu mengembangkan dan menganalisis struktur perkerasan dengan metode elemen hingga. Karena program SAP2000 dibuat untuk analisis struktur secara umum, maka program M-ESH Generation dibuat sebagai user interface agar dapat secara mudah mengembangkan dan menganalisis struktur perkerasan lentur (Hariyadi et al 2007). Model struktur perkerasan yang melibatkan kondisi bonding hasil Program SAP2000 dan M-ESH Generation dapat dilihat pada Gambar 4. Analisis kondisi bonding (Eri S. Hariyadi, D. Kosasih, Bambang I. Siswosoebrotho, dan Bambang S. Subagio) 151

Gambar 4 Model Elemen Hingga Struktur Perkerasan dengan Kondisi Bonding IDENTIFIKASI BONDING SECARA TEORITIS Pada suatu struktur perkerasan yang menerima beban tertentu, suatu kondisi bonding yang kuat akan menyebabkan dua lapisan beraspal yang berdekatan saling bekerja sama dalam memikul beban. Sebaliknya, bonding yang lemah akan menyebabkan lapisan beraspal bekerja sendiri-sendiri, sehingga tegangan yang dipikul lapisan perkerasan akan menjadi lebih besar. Untuk membuktikan kondisi ini Program CIRCLY5 yang mempunyai fasilitas untuk memodelkan kondisi bonding dalam dua kondisi ekstrim, yaitu fully rough dan fully frictionless, digunakan untuk menganalisis struktur perkerasan pada Gambar 5. Gambar 5 Struktur Perkerasan Teoritis yang Ditinjau dalam Analisis Bonding Respons struktur yang dihasilkan untuk nilai tegangan horizontal pada berbagai kedalaman tertentu dapat dilihat pada Gambar 6. Terlihat pada Gambar 6 kanan, untuk perkerasan dengan kondisi bonding yang lemah atau kondisi interface nya fully frictionless terjadi dua macam pola tegangan horizontal tarik dan tekan, karena lapis wearing coarse dan binder coarse bekerja sendiri-sendiri. Perilaku berbeda terlihat pada Gambar 6 kiri, yaitu perkerasan dengan kondisi bonding yang kuat mempunyai satu macam pola tegangan horizontal tarik dan tekan karena dua lapis perkerasan tersebut bekerja bersama-sama. Untuk mengetahui kondisi interface yang mempunyai daya lekat sebagian (partial bonding), struktur perkerasan teoritis pada Gambar 5 dianalisis dengan program SAP2000 dan M-ESH Generation pada kondisi isotropis, elastis, dan pembebanan statis arah vertikal. 152 Jurnal Transportasi Vol. 7 No. 2 Desember 2007: 149-160

Untuk merepresentasikan kondisi daya lekat antar lapis perkerasan beraspal perlu dilakukan variasi modulus thin layer ini dengan tebal lapis yang dipilih adalah sebesar 1 mm. Variasi modulus ini dilakukan secara gradual mulai dari 1 MPa sampai dengan 20.000 MPa. Tegangan Horizontal pada Sumbu Roda untuk Fully Rough (CIRCLY5) Horizontal Stress (MPa) -3,0-1,5 0,0 1,5 3,0 0 Tegangan Horizontal pada Sumbu Roda untuk Fully Frictionless (CIRCLY5) Horizontal Stress (MPa) -3,0-1,5 0,0 1,5 3,0 0 50 50 Depht (mm) 100 150 Depht (mm) 100 150 200 200 250 250 Gambar 6 Tegangan Horizontal Hasil Program CIRCLY5 Gambar 7 Tegangan Horizontal pada Berbagai Variasi Modulus Thin Layer Pada Gambar 7 terlihat bahwa tegangan horizontal pada bagian bawah wearing coarse berubah secara gradual dari kondisi tarik menjadi tekan dan akhirnya menyatu dengan tegangan horizontal pada bagian atas binder coarse pada modulus thin layer 1000 MPa. Jika dilakukan investigasi perilaku tegangan horizontal terhadap kedalaman perkerasan pada bagian A dan B terlihat terjadi pergeseran titik tegangan tarik pada pola tegangan horizontal tersebut untuk berubah dari pola tegangan horizontal pada perkerasan weak bonding menjadi pola tegangan horizontal pada perkerasan full bonding, seperti terlihat pada Gambar 8. Pola tegangan pada Gambar 8 ini mirip dengan Gambar 6 yang merupakan hasil dari program CIRCLY5. Pergeseran ini menunjukkan terjadinya perubahan derajat daya lekat (degree of bonding) dari kondisi partial bonding menjadi full bonding. Dengan kata lain perubahan modulus thin layer dari 1 MPa secara gradual menjadi 11.000 MPa merepresentasikan perubahan kondisi bonding antar lapis wearing course dan binder course perkerasan pada Gambar 4. Pada Gambar 8 ini terlihat bahwa batas antara kondisi partial bonding dan full Analisis kondisi bonding (Eri S. Hariyadi, D. Kosasih, Bambang I. Siswosoebrotho, dan Bambang S. Subagio) 153

bonding terjadi pada modulus thin layer yang sama dengan modulus terkecil dari salah satu lapis perkerasan di antaranya. Untuk kasus pada Gambar 8 batas partial bonding dan full bonding terjadi pada modulus thin layer sebesar 2800 MPa untuk lapis wearing course 2800 MPa dan pada modulus thin layer 10.000 MPa untuk lapis wearing course 10.000 MPa. Walaupun begitu perilaku bekerja bersama-sama telah dimulai pada modulus thin layer 1000 MPa, seperti terlihat pada Gambar 8 tersebut. Perlu lebih banyak variasi lagi terkait modulus lapis lainnya serta ketebalan masing-masing lapisnya untuk lebih memastikan batas dimulainya perilaku bekerja bersama-sama ini. Gambar 8 Tegangan Horizontal Hasil Program SAP2000 Lebih jauh lagi investigasi dilakukan terhadap modulus thin layer yang kurang dari 10 MPa untuk melihat perilakunya sampai tidak adanya daya lekat sama sekali (no bonding). Untuk melihat kondisi ini, program CIRCLY5 yang mempunyai fasilitas kondisi interface fully frictionless (smooth) dijadikan referensi. Pengamatan dilakukan terhadap tegangan horizontal pada sumbu roda pada beberapa variasi kedalaman. Modulus thin layer yang digunakan adalah mulai dari 1 MPa sampai dengan 10 MPa. Hasil analisis program CIRCLY5 dan SAP2000 dapat disajikan pada kurva seperti yang terlihat pada Gambar 9. SAP2000 Thin 10 MPa CIRCLY5 0 SAP2000 Thin 1 MPa Horizontal Stress (MPa) -3.0-1.5 0.0 1.5 3.0 50 Depht (mm) 100 150 200 250 Gambar 9 Nilai Tegangan Horizontal Hasi Program CIRCLY5 dan SAP2000 pada Modulus Thin Layer 1 MPa dan 10 Mpa 154 Jurnal Transportasi Vol. 7 No. 2 Desember 2007: 149-160

Terlihat pada Gambar 9 bahwa tegangan horizontal pada kondisi fully frictionless hasil program CIRCLY 5 untuk jenis struktur pada Gambar 5 berada pada modulus thin layer antara 1 MPa dan 10 MPa. Hal ini terlihat dari tegangan horizontal di bawah wearing course (kedalaman 50 mm) dan di bagian bawah binder course (kedalaman 110 mm) hasil program CIRCLY5 akan tercapai didalam rentang nilai modulus thin layer tersebut. Namun hal ini masih perlu dilakukan pengamatan untuk respons struktur yang lainnya pada variasi tebal dan modulus lapis perkerasannya untuk memvalidasi batas modulus thin layer pada kondisi mulai terjadi debonding. PENGUJIAN KONDISI BONDING DI LABORATORIUM Pengujian Laboratorium untuk mengetahui kondisi bonding antar lapis perkerasan beraspal pada penelitian ini menggunakan alat Direct Shear Test. Pengujian Direct Shear adalah serangkaian pengujian dengan memberikan gaya horizontal kepada sampel dua lapis material beraspal dengan menggunakan alat semacam Direct Shear yang biasa digunakan untuk material tanah yang telah dimodifikasi mold atau tempat benda uji (kotak geser) dan sistem pembebanannya. Alat uji geser langsung ini dimodifikasi agar dapat menerapkan beban normal pada sample sampai sebesar 600 kg dan kotak geser yang fleksibel dengan ukuran sample serta dapat mengakomodir beban normal tersebut. Alat Direct Shear yang digunakan dalam pengujian ini terlihat pada Gambar 10. Gambar 10 Alat Direct Shear Test yang Dimodifikasi Pengujian Direct Shear dilakukan dengan menggeser secara langsung sample dua lapis bituminuous material. Prosedur pengujian Direct Shear ini mengacu ke ASTM D5607-02. (ASTM International, 2006). Pembacaan dial proving ring dilakukan pada interval pergeseran (flow) yang sudah ditentukan sebelumnya dan terbaca pada dial flow. Pembacaan dial proving ring ini sampai pada suatu kondisi pembacaan dial yang tidak naik lagi atau menurun. Kondisi ini adalah kondisi failure pada sampel. Dari deretan nilai shear stress yang terjadi pada suatu pergeseran tertentu, diplotkan pada sumbu kartesian yang ordinatnya adalah shear stress (MPa) dan absisnya adalah displacement (mm), sehingga jejaknya terlihat pada Gambar 11. Dari jejak shear stress dan displacement ini kemudian ditentukan persamaan polinomialnya dengan metode regresi linier. Dengan menggunakan persamaan ini, Bond Stiffness ditentukan dari bagian linier pada awal kurva dan didapat persamaan regresi yang Analisis kondisi bonding (Eri S. Hariyadi, D. Kosasih, Bambang I. Siswosoebrotho, dan Bambang S. Subagio) 155

berupa persamaan garis lurus. Kemiringan garis lurus ini merupakan nilai Bond Stiffness, sedangkan nilai maksimum persamaan polinomial merupakan nilai Bond Strength nya. AG21-2 0.7 Shear Stress (MPa) 0.4 y = 0.9613x + 0.0085 y = 0.0202x 5-0.1819x 4 + 0.6143x 3-1.083x 2 + 1.1753x - 9E-05 max(2.034, 0.669) 0.0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Displacement (mm) Gambar 11 Kurva Shear Stress-Displacement Untuk mengetahui rentang Bond Strength dan Bond Stiffness sebagai parameter kondisi bonding yang didapat dari percobaan laboratorium, disiapkan tiga macam variasi sampel yaitu fabricated dan coring sampel yang mewakili kondisi partial bonding masingmasing berjumlah 53 sampel dan 15 sampel serta monolit coring sample, yang mewakili kondisi full bonding yang berjumlah 2 sampel. Hasil pengujian Direct Shear yang berupa nilai Bond Strength dan Bond Stiffness dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Rekapitulasi Nilai Bond Stiffness dan Bond Strength Fresh Pavement (Full Fabricated) Bond Stiffness (MPa/m) Old Pavement (Coring) Monolit Pavement (Coring) Fresh Pavement (Full Fabricated) Bond Strength (MPa) Old Pavement (Coring) Monolit Pavement (Coring) Rata-rata 522.5 797.9 1132 1 1.37 1.71 Deviasi Standar 114.82 196.34-0.26 0.31 - Batas Atas 637 994-1.27 1.69 - Batas Bawah 407 600-0.74 1.06 - Jumlah Sampel 53 15 2 53 15 2 Dengan mengambil nilai-nilai batas atas dan batas bawah dari masing-masing jenis sampel dan mengambil rata-rata dari batas-batas yang overlap, dapat ditentukan rentang Bond Stiffness dan Bond Strength yang merupakan parameter bonding hasil uji laboratorium, seperti terlihat pada Tabel 2. Tabel 2 Rentang Parameter Kondisi Bonding Hasil Uji Labarotorium No Bond Stiffness (Ks) (MPa/m) Bond Strength (Bs) (MPa) Kondisi Bonding 1 407 0.74 Partial Bonding (Weak) 2 407 < Bs 619 0.74 < Bs 1.21 Partial Bonding (Medium) 3 619 < Bs 1,063 1.21 < Bs 1.7 Partial Bonding (Strong) 4 > 1,063 > 1.7 Full Bonding. 156 Jurnal Transportasi Vol. 7 No. 2 Desember 2007: 149-160

PENGARUH KONDISI BONDING TERHADAP DESAIN TEBAL PERKERASAN Dalam proses desain tebal perkerasan dengan metode mekanistik, salah satu kriteria yang dipakai dalam desain-nya adalah kriteria fatiguei, dengan karakteristik fatigue biasanya dinyatakan dengan fatigue life. Terdapat suatu hubungan yang umum antara fatigue life dengan regangan tarik maksimum yang dinyatakan dengan suatu persamaan: N f 6918 = ( 0.856 V + 1.08) 5 S 0.36 mix ε t b (2) dengan: N f S mix V b ε t = jumlah repetisi beban kriteria fatigue = stiffness modulus campuran = kadar aspal dalam campuran = regangan horizontal pada bagian bawah lapisan beraspal Untuk melihat pengaruh kondisi bonding terhadap desain tebal perkerasan, ditinjau struktur perkerasan seperti yang terlihat pada Gambar 12. Untuk mengetahui pengaruh kondisi bonding terhadap desain tebal perkerasan, struktur perkerasan pada Gambar 12 pertama-tama dianalisis dengan kondisi daya lekat yang full bonding sebagai model referensinya. Dengan program SAP2000 didapat regangan kritis yang terjadi pada bagian bawah lapisan beraspal untuk model referensi ini sebesar 171.12 microstrain. Dengan menggunakan persamaan III.1 didapat nilai N f sebagai nilai N ijin nya dengan S mix 3000 MPa dan nilai tipikal V b =12% (AUSTROADS, 1992), adalah sebesar 11.2 million ESA. Nilai Nijin ini merupakan nilai kapasitas struktur dari struktur perkerasan tersebut apabila diasumsikan kondisi daya lekatnya adalah full bonding. Jika daya lekatnya diasumsikan partial bonding, dengan kapasitas struktur yang sama dapat dihitung berapa penambahan ketebalan lapis wearing course, seperti yang terlihat pada Gambar 13. Gambar 12 Detail Struktur Perkerasan untuk Perhitungan Tebal Perkerasan Gambar variasi ketebalan wearing course seperti yang disajikan pada Gambar 13 tidak menyimpulkan bahwa untuk pemilihan model perkerasan model full bonding adalah Analisis kondisi bonding (Eri S. Hariyadi, D. Kosasih, Bambang I. Siswosoebrotho, dan Bambang S. Subagio) 157

model yang paling tepat dan efisien karena tebal perkerasannya paling kecil. Kesimpulan ini kurang tepat karena kondisi full bonding adalah kondisi yang ideal dalam kajian teoritis, sedangkan kenyataan di lapangan adalah kondisi daya lekat antar lapis perkersan beraspal berada pada kondisi partial bonding. Karena itu, jika kondisi full bonding yang dipilih yang menghasilkan tebal wearing course 50 mm, maka akan mempunyai kapasitas struktur yang lebih kecil dari 11,2 msa karena pada kenyataannya kondisi partial bonding yang terjadi, sehingga kerusakan dini akan terjadi pada struktur perkerasan yang direncanakan tersebut. Gambar 13 Desain Tebal Perkerasan Terkait Faktor Bonding KESIMPULAN Dari penelitian ini dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Model teoritis struktur perkerasan lentur dengan kondisi bonding nya dapat dianalisis dengan pendekatan elemen hingga yang axisimetric yang hasilnya mempunyai kemiripan dengan program CIRCLY5. 2. Daya lekat antara lapisan beraspal dapat direpresentasikan melalui lapisan tipis (thin layer) setebal 1 mm yang disisipkan diantaranya. Bonding yang lemah diwakili dengan modulus lapisan bonding yang kecil, dan sebaliknya, bonding yang kuat diwakili dengan modulus lapisan bonding yang sama dengan salah satu modulus lapisan beraspal. 3. Kondisi bonding antar lapis perkerasan beraspal dapat diukur di laboratorium dengan menggunakan Direct Shear Test yang hasilnya diparameterkan dengan Bond Stiffness dan Bond Strength. Dari pengujian laboratorium ini didapat rentang Bond Stiffness dan Bond Strength yang menunjukkan kondisi bonding antar lapis perkerasan beraspal mulai dari weak bonding sampai dengan full bonding. 4. Hasil analisis terhadap pengaruh kondisi bonding terhadap kebutuhan desain tebal struktur perkerasan adalah bahwa makin lemah kondisi bonding antar lapisan beraspal maka makin tebal lapisan yang diperlukan. 158 Jurnal Transportasi Vol. 7 No. 2 Desember 2007: 149-160

DAFTAR PUSTAKA American Society for Testing and Materials. 2006. Standard Test Method for Performing Laboratory Direct Shear Strength Test of Rock Specimens Under Constant Normal Force. ASTM D5607-02. Philadelphia, PA.. Brown, S. F., Brunton, J. M. 1984. The Influence of Bonding between Bituminuous Layers. Highway Transportation, 31(5), 16-17. Hachiya, Y., Sato, K. 1998. Effect of Tack Coat on Bonding Characteristic at Interface Between Asphalt Concrete Layer. Proceeding Ninth International Conference on The Structural Design of Asphalt Pavement, ISAP. Hakim, B. A. 2002. The Importance of Good Bond Between Bituminuous Layers. Proceeding of the 9th International Conference on the Structural Design of Asphalt Pavements Hariyadi, E. S., Siswosoebrotho, B. I., Subagio, B.S dan Kosasih, D. 2007. Analisis Struktur Perkerasan Lentur yang Melibatkan faktor Bonding Dengan Menggunakan Software M-ESH Generation. Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2007. Universitas Kristen Maranatha. Bandung. Kruntcheva, M. R, Collop, A. C and Thom, N. H. 2005. Effect of Bond Condition on FlexiblePavement Performance. Journal of Transportation Engineering. 131(11), 880-888, ASCE. West, R. C., Zhang, J and Moore, J. 2005. Evaluation of Bond Strength Between Pavement Layer. NCAT Report 05-08. Auburn, National Center for Asphalt Technology Auburn University. Wolff, F. 1982. Design of Pavements in Tropical Regions with The Finite Element Method. Proceeding Fifth International Conference on The Structural Design of Asphalt Pavements, 1, University of Michigan. Analisis kondisi bonding (Eri S. Hariyadi, D. Kosasih, Bambang I. Siswosoebrotho, dan Bambang S. Subagio) 159

160 Jurnal Transportasi Vol. 7 No. 2 Desember 2007: 149-160