4.4 URAIAN MATERI : METODE ANALISIS PERKERASAN KAKU 4.4.1 Metode Analisis Perkerasan Kaku Berbagai cara dan metode analisis yang digunakan pada perencanaan perkerasan kaku, antara lain Technical Note No.48 hal 1 CCAA ; Metode PCA (Portland Cement Association-USA). Metode PCA ini banyak dipakai sebagai acuan oleh beberapa negara lain di luar Amerika.Metode PCA memiliki beberapa kelebihan antara lain adalah tidakmemerlukan assessment yang berkaitan dengan iklim seperti kondisi beku yang tidak ditemui di Indonesia, serta tidak memerlukan parameter serviceabilitysehingga relatif lebih mudah. Untuk dapat memenuhi fungsi perkerasan kaku dalam memikul beban, maka perkerasan harus: 1. Mereduksi tegangan yang terjadi pada tanah dasar sampai batas-batas yang masih mampu dipikul tanah dasar tersebut tanpa menimbulkan perbedaaan lendutan/penurunan yang dapat merusak perkerasan itu sendiri. 2. Direncanakan dan dibangun sedemikian rupa sehingga mampu mengatasi pengaruh kembang susut dan penurunan kekuatan tanah dasar serta pengaruh cuaca dan kondisi lingkungan. Perkerasan kaku merupakan struktur yang terdiri dari pelat beton semen yang bersambung (tidak menerus) tanpa atau dengan tulangan, atau menerus dengan tulangan dan terletak di atas lapis pondasi bawah, tanpa atau dengan pengaspalan sebagai lapis aus (nonstruktural). Dalam perencanaan perkerasan kaku ada beberapa faktor yang harus diperhatikan, antara lain: 1. Peranan perkerasan kaku dan intensitas lalu lintas yang akan dilayani. 2. Volume lalu lintas, konfigurasi sumbu dan roda, beban sumbu, ukuran dan tekanan beban, pertumbuhan lalu lintas, jumlah jalur dan arah lalu lintas. 3. Umur rencana perkerasan kaku ditentukan atas dasar pertimbangan-pertimbangan peranan perkerasan, pola lalu lintas dan nilai ekonomi perkerasan serta faktor pengembangan wilayah. 4. Kapasitas perkerasan yang direncanakan harus dipandang sebagai pembatasan. 5. Daya dukung dan keseragaman tanah dasar sangat mempengaruhi keawetan dan kekuatan pelat perkerasan. 6. Lapis pondasi bawah meskipun bukan merupakan bagian utama dalam menahan beban, tetapi merupakan bagian yang tidak bisa diabaikan :
1) Mengendalikan pengaruh kembang susut tanah dasar 2) Mencegah intrusi dan pemompaan pada sambungan, retakan pada tepi-tepi pelat 3) Memberikan dukungan yang mantap dan seragam pada pelat 4) Perkerasan jalan kerja selama pelaksanaan 7. Kekuatan lentur beton (flexural strength) merupakan pencerminan kekuatan yang paling cocok untuk perencanaan karena tegangan kritis dalam perkerasan beton terjadi akibat melenturnya perkerasan beton tersebut. 4.4.2 Faktor Perencanaan Tebal Perkerasan Kaku 1) Umur Rencana Umur rencana perkerasan jalan ditentukan atas pertimbangan klasifikasi fungsional jalan, pola lalu lintas serta nilai ekonomi jalan yang bersangkutan, yang dapat ditentukan antara lain dengan metode Benefit Cost Ratio, Internal Rate of Return, kombinasi dari metode tersebut atau car lain yang tidak terlepats dari pola pengembangan wilayah. Umumnya perkerasan beton semen daqpat direncanakan dengan umur rencana (UR) 20 tahun sampai 40 tahun. 2) Variasi Lalu Lintas Rencana Lalu lintas rencana adalah jumlah kumulatif sumbu kendaraan niaga pada lajur rencana selama umur rencana, meliputi proporsi sumbu serta distribusi beban pada setiap jenis sumbu kendaraan. Beban pada suatu jenis sumbu secara tipikal dikelompokkan dalam interval 10 kn (1 ton) bila diambil survai beban. Penentuan beban lalu lintas rencana untuk perkerasa beton semen, dinyatakan dalam jumlah sumbu kendaraan niaga (commerciia vehicle), sesuai dengan konfigurasi sumbu pada lajur rencana selama umur rencana. Jumlah sumbu kendaraan niaga selama umur rencana dihitung dengan rumus berikut: JSKN =JSKNH x 365 x R x C Dengan ketentuan: JSKN : Jumlah total sumbu kendaraan niaga selama umur rencana JSKNH : jumlah total sumbu kendaraan niaga perrhari pada saat jalan dibuka 3) : Koefisien distribusi kendaraan Lalu lintas harus dianalisis berdasarkan hasil perhitungan volume lalu lintas dan konfigurasi sumbu, menggunakan data terakhir atau data 2 tahun terakhir. Lalu lintas harus dianalisis berdasarkan hasil perhitungan volume lalu lintas dan konfigurasi
sumbu yang diperoleh berdasarkan data terakhir ( 2 tahun terakhir). Adapun karakterstik kendaraan yang ditinjau yaitu : Jenis kendaraan dengan kategori perencanaan perkerasan kaku hanya kendaraan niaga yang mempunyai berat total minimum >5 ton Dan ditinjau dari konfigurasi jenis sumbu kendaraan meliputi a. Sumbu tunggal dengan roda tunggal (STRT) b. Sumbu tunggal dengan roda ganda (STRG) c. Sumbu tandem/ganda dengan roda ganda (SGRG) d. Sumbu tridem roda ganda (STrRG) Tahapan dari analisa perhitungan perkerasan kaku diperoleh dari data lalu lintas sebagai input data meliputi antara lain : a) Menghitung volume lalu lintas (LHR) yang diperkirakan akan menggunakan jalan tersebut pada akhir umur rencana. b) Menghitung jumlah kendaraan niaga (JKN) selama umur rencana (n) : JSKN = 365 x JSKNH x R Dimana : JKNH = Jumlah sumbu kendaraan niaga harian pada saat jalan dibuka R = faktor pertumbuhan lalu lintas yang terganting pada i dan n (untuk i 0) Apabila setelah m tahun pertumbuhan lalu lintas tidak terjadi lagi, maka (untuk i 0) Apabila setelah n tahun pertumbuhan lalu lintas berbeda dengan sebelumnya (i./tahun), maka: (untuk i 0) Sumber : DPU, Petunjuk Perencanaan Perkerasan Kaku (Beton Semen) 1985 c) Menghitung prosentase masing masing kombinasi konfigurasi beban sumbu terhadap jumlah sumbu kendaraan niaga harian (JSKNH) d) Menghitung lajur rencana dari jalan terdiri dari n = 2,3,4 dan 5, serta dan koefisien distribusi, dari lajur rencana merupakan salah satu koefisien lajur lalu lintas dari suatu ruas jalan raya. Koefisien lajur jalan menampung lalu lintas kendaraan niaga terbesar. Jika jalan tidak memiliki tanda batas lajur, maka dalam menentukan jumlah
lajur untuk memperoleh darinilai koefisien distribusi (C) pada kendaraan niaga dapat ditentukan dari lebar perkerasan. Menghitung jumlah repetisi kumulatif tiap tiap kombinasi konfigurasi beban berdasarkan dari jenis beban sumbu pada lajur rencana dengan cara mengalikan JSKN dengan persentase dari tiap tiap kombinasi terhadap JSKNH dan koefisien distribusi lajur rencana,pada table dibawah ini menjelaskan tentag lebar perkerasan jalan (Lp), jumlah lajur, dan nilai koefisien distribusi berdasarkan jalan 1 arah dan 2 arahseperti terlihat pada tabel 4.7 berikut : Tabel 4. 1 Koefisien Distribusi Lajur Rencana dalam 1 arah dan 2 arah. Sumber : DPU, Petunjuk Perencanaan Perkerasan Kaku (Beton Semen) 1985. e) Faktor keamanan beban Pada penentuan beban rencana, beban sumbu dikalikan dengan faktor keamanan beban (Fkb). Sebagai besaran rencana beban sumbu tunggal atau gandar untuk setiap konfigurasi harus dikalikan dengan faktor keamanan (FK) peranan jalan terdiri dari jalan tol, jalan arteri, jalan kolektor local, seperti terlihat pada tabel 2 berikut : Tabel 4. 2 Faktor Keamanan sesuai Peranan Jalan Peranan Jalan Faktor Keamanan Jalan Tol 1,2 Jalan Arteri 1,1 Jalan Kolektor/Lokal 1,0 Sumber : DPU, Petunjuk Perencanaan Perkerasan Kaku (Beton Semen) 1985 4 ) Kekuatan Tanah Dasar Kekuatan tanah dasar dinyatakan dalam modulus reaksi tanah dasar (k). nilai (k) dapat diperoleh dari hasil korelasi dengan CBR, nilai CBR dari hasil uji material tanah
dalam bentuk perlakukan rendaman yang digunakan untuk perencanaan dapat diperoleh dengan menggunakan rumus yang diambil dari NAASRA (National Association of Australian State Road Authority) sebagai berikut : Log Cs = 1,7 0,005 P0,425 + 0,002 P 0,075 L (0,02 + 0,0004 P0,425)...(1) ( ) (2) Dimana : Cs = CBR rendaman P2,36 = Persentase tanah lolos ayakan dengan lubang 2,36 mm P0,425 = Persentase tanah lolos ayakan dengan lubang 0,425 mm P 0,075 = Persentase tanah lolos ayakan dengan lubang 0,075 mm L = Batas menyusut ( shrinkage limit ) tanah ( % ) I = Indeks plastisitas tanah ( % ) Dari kedua persamaan tersebut dapat diperoleh CBR tanah dasar yang akan digunakan untuk perencanaan dengan persamaan sebagai berikut : Css = 0,25 ( 3Csmin + Csmaks ) Dimana : Css = Nilai CBR rendaman yang digunakan untuk perencanaan Csmin = Nilai minimum yang diperoleh dari persamaan (1) dan (2) Csmaks = Nilai maksimum yang diperoleh dari persamaan (1) dan (2) Sumber : Djatmiko Soedarmo, Jedy Purnomo, Mekanika Tanah 1, 1997 5) Pertumbuhan lalu lintas Volume lalu lintas akan bertambah sesuai dengan umur rencana atau sampai tahap dimana kapasitas jalan atau umur layanan jalan dicapai dengan faktor pertumbuhan lalu lintas yang dapat ditentukan berdasarkan nilai pertumbuhan kendaraan niaga pertiap tahun dalam suatu wilayah atau daerah dengan pendekatan rumus sebagai berikut: Dengan pengertian: R : Faktor pertumbuhan lalu lintas I : Laju pertumbuhan lalu lintas pertahun dalam %
UR : Umur rencana (tahun) Apabila setelah waktu tertentu (Umur tahun) pertumbuhan lalu lintas tidak terjadi lagi, maka R dapat dihitung dengan cara sebagai berikut: Dengan Ketentuan: R : Faktor pertumbuhan lalu lintas I : Laju pertumbuhan lalu lintas per tahun dalam % Umur : Waktu tertentu dalam tahun, sebelum UR selesai. 6). Tahapan Perencanaan Tebal Pelat Langkah analisis dalam menentukan perencanaan tebal pelat pada perkerasan kaku dapat dilakukan sebagai berikut : 1. Memilih dan mengasumsikan tebal perkerasan bersasarkan nilai konfigurasi beban pada suatu tebal pelat dalam nomogram. 2. Pada setiap kombinasi konfigurasi dan beban sumbu serta suatu harga tanah dukung (k) 3. Tegangan tarik lentur yang terjadi pada pelat beton ditentukan dengan menggunakan nomogram korelasi beban sumbu dan harga kekuatan tanah (k), 4. Terdapat 3 nomogram, untuk sumbu tunggal roda tunggal, sumbu tunggal roda ganda dan sumbu ganda roda ganda. 5. Perbandingan tegangan dihitung dengan membagi tegangan tarik lentur yang terjadi pada pelat dengan kuat tarik lentur ijin (MR) beton. 6. Jumlah pengambilan jumlah pengulangan beban yang diijinkan ditentukan berdasarkan harga Perbandingan tegangan dengan nilai jumlah pengulangan beban yang diijinkan dapat di lihat pada table 4.9
Tabel 4. 3 Jumlah Pengulangan Beban yang Dijinkan. Perbandingan Tegangan Jumlah Pengulangan Beban yang diijinkan Perbandingan Tegangan Jumlah Pengulangan Beban yang diijinkan 0,1 400.000 0,69 2.500 0,52 300.000 0,70 2.000 0,53 240.000 0,71 1.500 0,54 180.000 0,72 1.000 0,55 130.000 0,73 850 0,56 100.000 0,74 650 0,57 75.000 0,75 490 0,58 57.000 0,76 360 0,59 42.000 0,77 270 0,60 32.000 0,78 210 0,61 24.000 0,79 160 0,62 18.000 0,80 120 0,63 14.000 0,81 90 0,64 11.000 0,82 70 0,65 8.000 0,83 50 0,66 6.000 0,84 40 0,67 4.500 0,85 30 0,68 3.500 Sumber : DPU, Petunjuk Perencanaan Perkerasan Kaku (Beton Semen) 1985 8. Persentase fatigue untuk tiap -tiap kombinasi / beban sumbu ditentukan dengan membagi jumlah pengulangan beban rencana dengan jumlah pengulangan beban yang diijinkan. 9. Mencari total fatigue dengan menjumlahkan persentase fatigue dari seluruh kombinasi konfigurasi beban sumbu. 10. Jika dalam perhitungan mengalami kendala dan tebal palt terlampui akibat tegangan ijin, dari tengan kuat tarik lentur terjadi, maka Langkah langkah 1 sampai 3 diulangi hingga didapatkan tebal pelat terkecil dengan total fatigue yang lebih kecil atau sama dengan nilai 100%. 11. Tebal minimum pelat untuk perkerasan kaku adalah 150 mm. 4.4.3. Komponen Pendukung Bagian Perkerasan Kaku 1). Perkerasan Bahu Jalan Bahu jalan dapat terbuat dari bahan lapisan pondasi bawah selected dengan atau tanpa lapisan penutup beraspal atau lapisan beton semen. Perbedaan kekuatan antara bahu dengan jalur lalu lintas akan memberikan pengaruh pada kinerja perkerasan. Hal
tersebut dapat diatasi dengan bahu semen beton, sehingga akan meningkatkan kinerja perkerasan kaku dan mengurangi kerusakan tebal pelat perkerasan pada sisi tepi. Bahan perkerasan bahu jalan bengan lapisan perkerasan beton semen adalah bahu yang dikunci dan dikaitkan dengan lajur lalu lintas dengan lebar minimum 1,5 m, atau bahu yang menyatu dengan lajur lalu lintas selebar 0,60 m, yang juga dapat mencangkup dalursan dan kereb. 1. Perencanaan Tulangan Perencanan penulangan pada perkerasan kaku antara lain: 1) Membatasi lebar retakan 2) Mengurangi jumlah sambungan melintang 3) Mengurangi biaya pemeliharaan Penentuan luas penulangan pada pelat pada perkerasan beton bersambung Dari Sumber DPU, Petunjuk Perencanaan Perkerasan Kaku (Beton Semen) 1985 Luas penulangan pada perkerasan ini dihitung dengan persamaan: As = (1200 x F x L x h)/ fs Keterangan: As = Luas tulangan yang diperlukan (mm²/m') F = Koefisien gesek antara pelat dan lapis pondasi L = Jarak antar sambungan (m) h = Tebal pelat beton (m) fs = Tegangan tarik ijin baja (kg/cm²) Koefisien gesekan antara pelat beton dengan berbagai macam jenis lapisan pondasi base dapat diketahui factor gesekan f, nilai F dapat dilihat pada tabel 4.10 Tabel 4. 4 Koefisien Gesekan Antara Pelat Beton Dengan Bahan Lapisan Pondasi. Jenis Pondasi Factor Gesekan (f) Burtu, Lapen dan Konstruksi yang sejenis 2,2 Aspal Beton, Laston 1,8 Stabilitas Kapur 1,8 Stabilitas Aspal 1,8 Stabilitas Semen 1,8 Koral 1,5 Batu Pecah 1,5 Sirtu 1,2
Tanah 0,9 Sumber : Dari Sumber DPU, Petunjuk Perencanaan Perkerasan Kaku (Beton Semen) 1985 Untuk panjang perkerasan kaku dari bahan pelat dapat direkomendasi antara 13 m, luas tulangan diambil 0,1% dari luas penampang tebal beton beton atau dapat diambil berkisar antara 0,14% dalam standart (SNI 1991). 4.4.4. Beton Serat Polypropylene Menurut Bambang Suhendro (1990), dalam Putra dari hasil-hasil penelitian beton dengan penambahan serat, menunjukkan bahwa sifat-sifat beton dapat diperbaiki yaitu dengan meningkatnya: daktilitas (ductility), ketahanan impak (impact resistance), kemampuan untuk menahan tarik dan momen lentur, ketahanan terhadap lelah (fatique live), ketahanan terhadap pengaruh susutan (shrinkage), ketahanan terhadap keausan (abrasion), ketahanan terhadap fragmentasi (fragmentation), dan pengelupasan (spalling). Perumalsamy N. Balaguru dan Surendra P. Shah( (1990) dalam Wimbawa penjelasan Fibre Reinforced Cement Composites membagi fiber dalam 4 golongan yaitu :1). Fiber dari metal (metallic fibre).2). Fiber dari polimer (polymeric fibre).3) Fiber dari bahan mineral (mineral fibre).4) Fiber dari bahan alami (naturally occurring fibre). Dibandingkan dengan serat baja, kuat tarik polypropylene lebih rendah Dalam kajian Sudarmoko, 1993dalam sandy dengan penjelasan serat yang dipakai mempunyai modulus elastisitas lebih tinggi daripada beton, maka beton serat akan mempunyai kuat tekan, kuat tarik lentur maupun modulus elastis yang sedikit lebih tinggi dari pada beton konvensional. Jika modulus elastisitas serat lebih rendah hanya membuat beton lebih tahan benturan. karena sifatnya yang lebih tahan benturan dari pada beton biasa maka sering dipakai pada bangunan hidrolik, landasan pesawat udara, perkerasan kaku jalan raya, lantai jembatan. Adapun penelitian penelitian yang telah dilakukan sebelum meneliti beton serat dengan menggunakan polypropylene (PPF) dengan panjang serat sekitar 2,5 cm sampai dengan 3 cm, dan konsentrasi serat masing-masing 0,5 %, 0,75 %, 1 %. Kuat tarik belah pada umur beton 28 hari adalah berturut-turut 2,791 MPa, 3,324 MPa, 3,020 MPa masih dibawah kuat tarik lentur 5 Mpa. pengunaan konsentrasi serat yang paling optimal adalah 0,75% dari voleme benda uji. Maka dibandingkan dengan serat baja, kuat tarik belah polypropylene lebih rendah.( Sudarmoko, 1993 ). Dan penjelasan Penelitian Ziad Bayasi dan Jack Zheng menyimpulkan bahwa penambahan fiber
polypropelene dengan konsentrasi fiber 0,3% tidak mempengaruhi workability dan kadar air dalam beton segar, sedangkan konsentrasi lebih dari 0,5% akan terpengaruh pada kemudahan pekerjaan. Untuk gaya impak dan kuat lentur dihasilkan bahwa fiber dengan panjang ¾ inci lebih efektif daripada fiber dengan panjang ½ inci, untuk konsentrasi serat 0,3% atau kurang dari campuran benda uji, sedangkan fiber dengan panjang ½ inci lebih efektif untuk konsentrasi serat 0,5%. (Ziad Bayasi dan Jack Zheng, 1993). 4.4.5. Contoh Perhitungan penentuan Tebal Perkerasan kaku Jalan. Rancangan perkerasan kaku, meliputi 1. Perkerasan kaku dari bahan beton, 2. Perkerasan kaku pada lapisan tambahan lapisan beton dan. 3. Perkerasan kaku dilapisi aspal beton ( komposit). Penerapan perkerasan kaku beton, perlu dilakukan pengumpulan data data dari kondisi tanah dilapangan jalur rencana jalan, ddan uji kekuatan disain dari rencana kuat tarik lentur bahan beton dari material yang diambil dari penambangan dn material pengisi jika diperlukan data tersebut dijadikan sebagai pedoman untuk melakukan rancangan tebalperkerasan kaku jalan Diketahui data perencanaan perkerasan kaku sebagai berikut: 1. CBR tanah dasar = 4% 2. Kuat tark lentur (fcf) = 4,0 Mpa (f c = 285 kg/cm², silinder) 3. Bahan pondasi bawah stabilisasi 4. Mutu baja tulangan = BJTU 39 (fy: tegangan leleh 3900 kg/cm²) untuk BMDT dan BJTU 24 (fy : tegangan leleh = 2400 kg/cm²,) untuk BBDT 5. Koefisien gesek antara pelat beton dengan pondasi lapisan bawah (μ) = 1,3 6. Bahu jalan bahan (beton) 7. Ruji (dowel) Data lalu lintas harian rata-rata: data ini diambil pada saat surveri sebelum pelaksanaan fisik dilakukan melalui beberapa titik pengamatan sebagai bahan refernsi jumlah kendaraan niaga dominan dan jenis kendaraan lainnya.pad ssat pelaksanaan jumlah kendaraan ini dapat ditingkatkan dengan memperhatikan pertumbuhan lalu lintas selama pelaksanaan pembauatn jalan sampai jalan diawal layanan dengan durasi n tahun pelaksanan. DAta rencana umur layanan dari jalan harus ditentukan dari n tahun 1. Mobil penumpang :1640 kend/hari
2. Bus : 300 kend/hari 3. Truk 2 as kecil : 650 kend/hari 4. Truk 2 as besar : 780 kend/hari 5. Truk 3 as : 300 kend/hari 6. Truk gandengan : 10 kend/hari 7. Pertumbuhan lalu lintas (i) : 5% per tahun 8. Umur rencana (UR) : 20 tahun Direncankaan perkerasan beton kaku berdasarkan dari kajian transportasi dengan jumlah lhr dan daya tamping jalan dari lebar jalur makan ditentukan untuk 2 lajur 1 arah fungsi jalan arteri. Perencanaan perkerasan kaku meliputi hasil kajian antara lain. 1. Perkerasan beton bersambung tanpa tulangan BBTT 2. Perkerasan beton bersambung dengan tulangan BBDT 3. Perkerasan beton menerus dengan tulangan BMDT. 1). Varian 1 Perhitungan Perkerasan Kaku Beton Langkah-langkah Perhitungan tebal pelat Perhitungan Analisis lalu lintas jumlah sumbu berdasarkan jenis dan beda sumbu kendaraan
Penentuan Jumlah sumbu niaga kendaraan niaga (JSKN) selama umur rencana (20 tahun). JSKN = 365 x JSKNH x R = 365 x 4100 x 33,07 = 4,95 x 10 7S JSKN rencana = 0,7 x 4,9 x 10 7 = 3,46 x 10 7 Perhitungan Penentuan Perhitungan repetisi yang terjadi repetisi sumbu rencana Jumlah hasil repitise beban yang dicapai sebesar 34,6 x 10 5 dijadikan sebagai dasar penentuan ketebalan palt perkerasan kaku Penentuan perhitumgan ketebal pelat beton Perkerasan beton bersambung tanpa tulangan BBTT dengan ruji (dowel) Jenis bahu : beton Umur rencana : 20 tahun JSK : 3,46 x 10 7 Faktor keamanan beban Kuat tarik lentur beton (f cf) umur 28 hari : 4,0 Mpa Jenis dan tebal lapis ondasi : stabilisasi semen 15 cm CBR tanah dasar : 4%
CBR efektif : 27% Tebal taksiran perkerasan jalan pelat beton : 16,5 mm Ringkasan Hasil Analisa Fatigue dan Erosi Kesimpulan dari hasil perhitungan nilai hasil karena mengalami fatik bahan mencapai 94,66 % rusak fatik yang diperoleh lebih kecil (mendekati) 100% maka tebal pelat diambil 16,5 cm, sedangkan dari pengaruh erosi diperoleh 66 %, 100 % Gambar 4. 1 Pemadatan Sub Base Dari Urugan Gradasi Selekted
Gambar 4. 2 Pemasangan Deck Bekisting Tepi Membagi Luas Area Perkerasan Kaku Dengan Plat Besi Gambar 4. 3 Pelapisan Bagian Bawah Dengan Bahan Plastik Tebal Dengan Joint Plat Diperkuat Dengan Dovel Dan Tulangan Praktis Tepi Gambar 4. 4 Hasil Pengecoran Lapisan Perkerasan Tiap Petak 2). Varian 2 Contoh Perhitungan Tulangan Pada Perkerasan Kaku Perkerasan beton bersambung dengan tulangan - Tebal pelat = 16,5 m - Lebar pelat = 2 x 3,5 m - Panjang pelat = 5,0 m - Sambungan susut dipasang setiap jarak 5 m - Ruji digunakan dengan diamter 28 mm, panjang 45 cm, jarak 30 cm - Batang pengikat digunakan baja ulir diameter 16 mm, panjang 70 cm, jarak 75 cm Perkerasan beton bersambung dengan tulangan - Tebal pelat = 16,5 m - Lebar pelat = 2 x 3,5 m - Panjang pelat = 15 m - Koefisien gesek antara pelat beton dengan pondasi bawah = 1,3 - Kuat tarik ijin baja = 240 Mpa - Baerat isi beton = 2400 kg/m³
- Gravitasi (g) = 9,81 m/dt² 3). Varian 3 Perhitungan Perkerasan Beton Menerus Dengan Tulangan - Tebal pelat = 16,5 cm - Lebar pelat = 2 x 3,5 cm - Kuat tekan beton (fc ) = 285 kg/cm² (silinder) - Tegangan leleh baja fy = 3900 kg/cm² - Es/Ec = 6 - Koefisien gesek antara bton dan pondasi bawah μ = 1,3 Fcr = 40 kg/cm² Ambil fct = 0,5 fcf = 0,5 x 40 = 20 kg/cm² Fy = 3900 kg/cm² - Sambungan susut dipasang setiap jarak 75 m - Ruji digunakan ukuran diameter 28 mm, panjang 45 cm, dan jarak 30 cm Tulangan memanjang As perlu = 0,55% x 100 x 16,5 = 9,075 cm As min = 0,6% x 100 x 16,5 = 9,9 cm /m. > As perlu
Dicoba tulangan diamter 16 jarak 180 mm (As = 11,1 cm /m.) Untuk ptulangan melintang ambil diameter 12 mm jarak 450 mm Perhitungan Pengecekan jarak teoritis antara retakan U = 4/d = 4/1,6 = 2,5 P = 11,1/(100x16,5) = 0,0067 Ambil Ambil s = 400 x 10-6 Gambar 4. 5 Pembuatan Alur Retakan Pada Permkaan Jalan
Gambar 4. 6 Pengisian Joint Sambungan Plat Dengan Bahan Sealent Bitumen 4). Varian 4 Perhitungan Lapis Tambah Perkerasan Beton Semen Di Atas Perkerasan Beton Semen Diketahui : Jalan lama dari perkerasan beton semen, mempunyai tebal 15 cm (To) Hasil pemeriksaan plate bearing k = 14 kg/cm³ Kuat tarik lentur beton fcf = 4Mpa (40 kg. cm²) Data lalu lintas, umur rencana, perkembangan lalu lintas dan jumlah lajur seperti pada penjelasan di atas Diminta: 1. Menentukan tebal lapis tambah dengan lapis pemisah, bila kondisi perkerasan lama secara struktur telah rusak (C= 0,35) 2. Menentukan tebal lapis tambah langsung, bila kondisi perkerasan lama mengalami retak awal (C=0,75) Penyelesaian a. Tebal lapis yang diperlukan (T), dengan cara seperti pada perencanaan perkerasan baru dengan k = 14 kg/cm³ atau CBR efektif = 50% Taksiran tebal pelat beton 16,0 cm
Tabel 4. 5 Analisa Fatigue Dan Erosi Setelah dicoba dengan tebal taksiran pelat beton semen 16 cm, menunjukkan bahwa jumlah persentase fatik lebih besar 100%, sehingga diambil tebal pelat 16,0 cm karena dari perhitungan di atas persentase kerusakan akibat fatik dan erosi lebih kecil dari 100%. b. Menentukan tebal lapis tambah yang diperlukan dengan persamaan: Dengan Ketentuan: To = 15 cm Cs = 0,35 Maka, Diambil tebal lapis tambah Tr = 15 cm Menentukan tebal lapis tambah langsung Tebal lapis tambah langsung yang diperlukan (Tr) Dengan ketentuan: T = tebal lapis yang diperlukan = 16 cm T0 = 15 cm Cs = 0,35 Maka,
5). Varian 5 Perhitungan Lapis Tambah Perkerasan Beton Aspal Di Atas Perkerasan Beton Semen ( Sistem Komposit) Diketahui: Susunan perkerasan beton semen suatu jalan lama sebagai berikut: Tebal pelat beton semen = 15 cm Tebal pondasi bawah = 10 cm CBR tanah dasar = 4% Kondisi perkerasan lama telah retak-retak, tidak rata dan potongan-potongan pelat ( 1-4 m²) telah diperbaiki Lapis pondasi bawah dari bahan berbutir gradasi baik, CBR = 25% Data lalu lintas harian rata-rata pada tahun pembukaan (2 jalur, 2 arah) sebagai berikut: Kendaraan ringan (1+1)= 1215 buah Bus (3+5) = 365 buah Truk 2 as (5+8) = 61 buah Truk 3 as (6+14)= 37 buah Truk 5 as (6+14+5+5) = 12 buah Umur rencana 20 tahun, dengan angka pertumbuhan lalu lintas = 6% pertahun Diminta: Menentukan tebal lapis tambah perkerasan beton aspal di atas perkerasan tersebut. Penyelesaian Dari hasil perhitungan dengan menggunakan prosedur buku, petunjuk perencanaan tebal perkerasan lentur jalan raya dengan metoda analisa SKBI 2.3.26.2987 dengan lalu lintas dan umur rencana seperti di atas, didapatkan tebal lapis tambah beton aspal (Tn) 22 cm. Tebal efektif perkerasan lama: Tebal efektif pelat beton aspal = 15 x 0,70 = 10,5 cm Tebal efektif pondasi bawah = 10 x 0,20 = 2,0 cm Tebal efektif perkerasan lama (Total) = 12,5 cm Tebal perkerasan beton aspal yang diperlukan: Tr = T T0 = 22 12,5 = 9,5 < T minimum = 10 cm
Digunakan tebal lapis tambah beton aspal (Tr) = 10 cm Gambar 4. 7 Nomogram untuk Sumbu Tunggal Roda Tunggal
Gambar 4. 8 Nomogram Untuk Sumbu Tunggal Roda Ganda
Gambar 4. 9 Nomogram untuk Sumbu Tandem Roda Ganda