evaluasi perencanaan tebal perkerasan lentur
Post on 17-Jan-2017
338 Views
Preview:
TRANSCRIPT
EVALUASI PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN LENTUR
METODE BINA MARGA Pt T-01-2002-B DENGAN
MENGGUNAKAN PROGRAM KENPAVE
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas
dan Memenuhi Syarat Menempuh
Ujian Sarjana Teknik Sipil
KHAIRI FADHLAN
08 0404 013
BIDANG STUDI TRANSPORTASI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2013
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Perencanaan tebal perkerasan lentur dengan menggunakan metode Bina
Marga Pt-T-01-2002-B dievaluasi dengan menggunakan program KENPAVE
bagian KENLAYER. Evaluasi dilakukan dengan menghitung regangan tarik
horisontal di bawah lapisan permukaan dan regangan tekan dibawah lapisan
pondasi bawah atau di atas tanah dasar, sehingga didapat jumlah repetisi beban
dengan menggunakan analisa kerusakan struktur perkerasan fatigue dan rutting.
Pada metode Bina Marga Pt-T-01-2002-B dilakukan perencanaan dengan
memberikan variasi nilai CBR tanah dasar, dan variasi beban lalu lintas rencana.
Variasi nilai CBR tanah dasar ditetapkan sebesar 2%, 4%, 6%, 8%, dan 10%,
sedangkan untuk variasi beban lalu lintas rencana ditetapkan sebesar 0.5 × 106
ESAL, 25 × 106 ESAL, dan 200 × 10
6 ESAL. Tebal perkerasan yang
direncanakan dengan metode Bina Marga juga akan direncanakan dengan struktur
empat lapis dan struktur dua lapis (full depth) sehingga menghasilkan 30 jenis
tebal perkerasan yang berbeda untuk selanjutnya tebal perkerasan tersebut
dievaluasi dengan menggunakan program KENPAVE.
Dari hasil evaluasi dengan menggunakan program KENPAVE tebal
perkerasan lentur yang direncanakan dengan metode Bina Marga Pt T-01-2002-B
struktur empat lapis untuk semua variasi menghasilkan jumlah repetisi beban yang
lebih kecil dari jumlah repetisi beban yang direncanakan, sedangkan tebal
perkerasan struktur dua lapis pada variasi (CBR 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, beban
lalu lintas rencana 0.5×106
ESAL), variasi (CBR 2%, 4%, beban lalu lintas 25×106
ESAL), dan variasi (CBR 2%, beban lalu lintas 200×106 ESAL) menghasilkan
jumlah repetisi beban yang lebih besar dari repetisi beban rencana, pada variasi
(CBR 6%, 8%, 10%, beban lalu lintas 25×106
ESAL), dan variasi (CBR4%, 6%,
8%, 10%, beban lalu lintas 200×106 ESAL) menghasilkan jumlah repetisi beban
yang lebih kecil dari repetisi beban yang direncanakan.
Kata Kunci:
Perkerasan Lentur, Bina Marga Pt T-01-2002-B, KENPAVE
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Bismillaahirrahmaanirrahiim
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT karena atas limpahan
rahmat dan karuniaNya saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir
ini mengambil judul: EVALUASI PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN
LENTUR METODE BINA MARGA Pt T-01-2002-B DENGAN
MENGGUNAKAN PROGRAM KENPAVE. Tugas Akhir ini merupakan
syarat yang diwajibkan bagi mahasiswa untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik.
Pada kesempatan ini, dengan tulus dan kerendahan hati, penulis
menyampaikan rasa hormat dan terima kasih serta penghargaan sebesar-besarnya
kepada bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc. sebagai pembimbing tugas
akhir dan Koordinator Tugas Akhir Bidang Studi Transportasi atas kesediaannya
membimbing, memotivasi, pengarahan, kesediaan waktu dan kesabaran beliau
kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Rasa hormat dan terima kasih yang sama juga penulis tujukan kepada:
1. Bapak Prof.Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik
Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku sekretaris Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Joni Harianto, dan Bapak Irwan S. Sembiring, ST. MT, selaku
Dosen Pembanding/Penguji yang telah memberikan masukan dan kritikan
yang membangun dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Universitas Sumatera Utara
4. Bapak dan Ibu dosen staff pengajar Departemen Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah membekali penulis dengan
berbagai ilmu pengetahuan hingga selesainya tugas akhir ini.
5. Teristimewa untuk kedua orang tua saya Ayah Alm. Khairussalam, dan
Ibu Yusraini, atas segala doa, kasih, semangat, dan keikhlasan atas segala
pengorbanannya selama ini sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
6. Kakak dan adik saya Rike Yulisa dan Pinta Yuniara yang tak henti
memberikan motivasi, dukungan, dan perhatiannya.
7. Seluruh teman-teman Teknik Sipil USU 2008. Khususnya Dapot, Eci, Ica,
Rarat si bulet, Rama, Khatab, Muazi, Fadil, Dedi, Aris, Imam, Maulana,
B’al, Bery, Nel, Diq, dan Nona atas segala ketulusan hati dalam
memberikan masukan, semangat dan kesetiakawanannya.
Penulis sungguh menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kata
sempurna. Karena itu penulis membuka diri terhadap kritikan dan saran bagi
penyempurnaan tugas akhir ini. Dan, akhirnya penulis berharap tulisan ini
memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan khususnya di
lingkungan Departemen Teknik Sipil USU.
Medan, Maret 2013
Hormat saya,
KHAIRI FADHLAN
08 0404 013
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK .......................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ........................................................................................ ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... iv
DAFTAR NOTASI ............................................................................................. viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xi
DAFTAR GRAFIK ............................................................................................. xiii
BAB I PENDAHULUAN
I.1. Umum ............................................................................................1
I.2. Latar Belakang ..............................................................................2
I.3. Perumusan Masalah Penelitian......................................................4
I.4. Tujuan dan Manfaat ......................................................................4
I.5. Batasan Masalah ............................................................................5
I.6. Metodologi Penelitian ...................................................................5
I.7. Sistematika Penulisan .....................................................................6
BAB II METODE PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN LENTUR
II.1. Umum ..........................................................................................9
II.2. Perkerasan Lentur ........................................................................12
II.2.1 Lapisan Perkerasan Lentur ....................................................... 12
II.3. Metode Perencanaan Perkerasan Lentur ......................................17
II.3.1. Prinsip Perencanaan Perkerasan Lentur .................................... 17
II.3.2. Metode Empiris ...............................................................19
II.3.3. Metode Mekanistik ..........................................................20
Universitas Sumatera Utara
II.3.4. Metode Mekanistik Empiris ............................................20
II.4 Teori Sistem Lapis Banyak ...........................................................22
II.4.1. Sistem Satu Lapis .................................................................... 24
II.4.2. Sistem Dua Lapis .............................................................25
II.4.3. Sistem Tiga Lapis ............................................................27
II.5. Pemodelan Lapisan Perkerasan....................................................29
II.6. Analisa Kerusakan Perkerasan .....................................................35
II.6.1. Retak Lelah / Fatigue .............................................................. 36
II.6.2. Retak Alur / Rutting .........................................................37
BAB III PROGRAM KENPAVE DAN METODE BINA MARGA
Pt T-01-2002-B
III.1. Umum .........................................................................................40
III.2. Program KENPAVE ...................................................................41
III.2.1. Instalasi Program ...........................................................41
III.2.2. Perkembangan Program KENPAVE.............................43
III.2.3. Tampilan Utama Program KENPAVE .........................43
III.2.4. Menu-Menu Pada Program KENPAVE........................44
III.3. Program KENLAYER ................................................................47
III.3.1. Dasar Teori Program KENLAYER ..............................47
III.3.2. Menu-Menu LAYERINP Program KENLAYER .........48
III.4. Data Masukan (Input Program) ..................................................53
III.5. Data Keluaran (Output Program) ...............................................54
III.6. Tahapan Evaluasi Menggunakan Program KENPAVE .............55
III.7. Metode Bina Marga Pt-T-01-2002-B .........................................56
Universitas Sumatera Utara
III.7.1. Angka Ekivalen Beban Gandar Sumbu Kendaraan ......56
III.7.2. Reliabilitas.....................................................................56
III.7.3. Lalu Lintas Pada Lajur Rencana ...................................59
III.7.4. Koefisien Drainase ........................................................60
III.7.5. Indeks Permukaan .........................................................61
III.7.6. Koefisien Kekuatan Relatif ...........................................63
III.7.7. Batas-Batas Minimum Tebal Pekerasan .......................68
III.7.8. Persamaan Bina Marga .................................................69
III.8. Prosedur Perencanaan Perkerasan Bina Marga ..........................70
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Metode Bina Marga
Pt T-01- 2002-B ............................................................................71
IV.1.1 Data Perencanaan perkerasan lentur ...............................71
IV.1.2 Asumsi Data-Data Parameter .........................................72
IV.1.3 Perhitungan Perencanaan tebal Perkerasan Metode Bina
Marga Struktur Empat Lapis .........................................73
IV.1.4 Perhitungan Perencanaan Tebal Perkerasan Metode Bina
Marga Struktur Dua Lapisan (full depth) .......................76
IV.2 Evaluasi Tebal Lapisan Perkerasan Metode Bina Marga
Dengan Menggunakan Program KENPAVE ................................78
IV.2.1. Perhitungan Evaluasi Tebal Perkerasan Metode Bina
Marga Struktur Empat Lapis ............................................78
IV.2.2. Perhitungan Dengan Program KENPAVE ....................79
Universitas Sumatera Utara
IV.2.3. Perhitungan Evaluasi Tebal Perkerasan Metode Bina
Marga Struktur Dua Lapis (full depth) .......................... 87
IV.3. Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Menggunakan Program
Kenpave........................................................................................90
IV.4. Analisis Hasil Perhitungan .........................................................94
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1. Kesimpulan .................................................................................99
V.2. Saran ......................................................................................... 100
DAFTAR PUSTAKA
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
a = koefisien kekuatan relatif
c = koefisien distribusi kendaraan
CBR = California Bearing Ratio (%)
DDT = Daya dukung tanah (%)
W18 = Perkiraan jumlah beban sumbu standar ekivalen 18-kip
ESAL = Equivalent Standar Axle Load
ZR = Deviasi normal standar
So = Gabungan standard error untuk perkiraan lalu-lintas dan kinerja
ΔIP = Perbedaan antara indeks permukaan jalan awal (IPo) dan Indeks
permukaan jalan akhir design (IPt), (IPo-IPt)
MR = Modulus resilien
IPo = Indeks permukaan jalan awal (initial design serviceability index )
IPt = Indeks permukaan jalan akhir (terminal serviceability index)
IPf = Indeks permukaan jalan hancur (minimum 1,5)
N = Faktor pertumbuhan lalu-lintas yang sudah disesuaikan dengan
perkembangan lalu-lintas. Faktor ini merupakan faktor pengali yang
diperoleh dari penjumlahan harga rata-rata setiap tahun.
n = umur rencana.
i = faktor pertumbuhan lalu-lintas (%)
a1 ,a2 , a3 = Koefisien kekuatan relatif bahan perkerasan (berdasarkan besaran
mekanistik)
D1, D2, D3 = Tebal masing-masing lapis perkerasan
m2, m3 = Koefisien drainase
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbedaan Perkerasan Lentur dan Pekerasan Kaku ..............................11
Tabel 2.2. Ringkasan rumus sistem satu lapis.......................................................25
Tabel 2.3. Nilai-Nilai Elastisitas ...........................................................................30
Tabel 2.4. Nilai Elastisitas Tipikal ........................................................................31
Tabel 2.5. Nilai Poisson Ration ............................................................................31
Tabel 2.6. analisa struktur perkerasan ...................................................................34
Tabel 3.1. Satuan English dan SI ..........................................................................50
Table 3.2 Rekomendasi tingkat reliabilitas untuk bermacam-macam klasifikasi
jalan .....................................................................................................57
Tabel 3.3 Nilai Penyimpangan normal standar (standar normal deviate) untuk
tingkat reliabilitas tertentu...................................................................58
Tabel 3.4 Faktor Distribusi Lajur (DD) .................................................................59
Tabel 3.5 Definisi Kualitas Drainase ....................................................................60
Tabel 3.6 Koefisien drainase (m) untuk memodifikasi koefisien kekuatan relative
material untreated base dan subbase pada perkerasan lentur ..............61
Tabel 3.7. Indeks Permukaan pada Akhir Umur Rencana (IPt) ............................62
Tabel 3.8. Indeks Permukaan pada Awal Umur Rencana (IP0) .............................62
Tabel 3.9. Tebal minimum lapis permukaan berbeton aspal dan lapis pondasi
agregat (inci) ......................................................................................68
Tabel 4.1. Variasi nilai beban lalu lintas dan nilai CBR .......................................71
Tabel 4.2. Perencanaan perkerasan .......................................................................72
Tabel 4.3. Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Empat Lapis .............75
Tabel 4.4. Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Dua Lapis .................77
Table 4.5. Data Perencanaan I...............................................................................78
Tabel 4.6. Hasil program KENPAVE ...................................................................84
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.7. Nilai Regangan Tarik Horisontal Dan Regangan Tekan Vertikal
Struktur Empat Lapis .......................................................................85
Tabel 4.8. Hasil Evaluasi Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Empat
Lapis Dengan Program KENPAVE ....................................................86
Table 4.9. Data Perencanaan I Struktur Dua Lapis ...............................................87
Tabel 4.10. Hasil program KENPAVE .................................................................88
Tabel 4.11. Nilai Regangan Tarik Horisontal Dan Regangan Tekan Vertikal
Struktur Dua Lapis..........................................................................88
Tabel 4.12. Hasil Evaluasi Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Dua
Lapis Dengan Program KENPAVE .................................................89
Table 4.13. Asumsi pertama tebal lapis perkerasan program KENPAVE ............91
Table 4.14. Asumsi kedua tebal lapis perkerasan program KENPAVE ...............92
Tabel 4.15. Tebal perkerasan dengan Program KENPAVE .................................93
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Diagram Flowchart Pengerjaan Tugas Akhir ...................................8
Gambar 2.1 Lapisan Perkerasan Lentur ................................................................10
Gambar 2.2 Lapisan Perkerasan Kaku ..................................................................10
Gambar 2.3 Lapisan Perkerasan Komposit ...........................................................11
Gambar 2.4 Regangan pada perkerasan lentur ......................................................21
Gambar 2.5. Sistem Lapis Banyak ........................................................................23
Gambar 2.6. sistem satu lapis ................................................................................24
Gambar 2.7. struktur dua lapisan ..........................................................................26
Gambar 2.8. Distribusi Tegangan vertikal dalam system struktur dua lapisan .....26
Gambar 2.9. Tegangan Sistem Tiga Lapis ............................................................27
Gambar 2.10. Modulus Elastisitas .......................................................................30
Gambar 2.11. Poisson Ratio ..................................................................................32
Gambar 2.12. lokasi analisa struktur perkerasan ..................................................35
Gambar 3.1. Tampilan Awal KENPAVE .............................................................44
Gambar 3.2. Tampilan Layar LAYERINP ...........................................................48
Gambar 3.3. Tampilan Menu General ..................................................................49
Gambar 3.4. Tampilan Layar Zcoord ....................................................................51
Gambar 3.5. Tampilan Layar Layer ......................................................................51
Gambar 3.6. Tampilan Layar Interface .................................................................52
Gambar 3.7. Tampilan Layar Load .......................................................................53
Gambar 3.8. Sumbu standar Ekivalen di Indonesia ..............................................54
Gambar 3.9 Grafik untuk memperkirakan koefisien kekuatan relatif lapis
permukan bereton aspal bergradasi rapat (a1) ................................63
Gambar 3.10 Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi granular (a2) .........64
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.11. Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi bersemen (a3) ......65
Gambar 3.12. Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi beraspal (a2) ........66
Gambar 3.13 Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi granular (a2) .........67
Gambar 4.1. Susunan tebal lapis perkerasan perencanaan I .................................74
Gambar 4.2. Susunan tebal lapis perkerasan perencanaan I .................................77
Gambar 4.3.Tampilan Menu LAYERINP ............................................................79
Gambar 4.4. Tampilan Menu General...................................................................80
Gambar 4.5. Tampilan Menu zcoord ....................................................................80
Gambar 4.6. Tampilan Menu layer .......................................................................81
Gambar 4.7. Tampilan Menu Moduli ...................................................................81
Gambar 4.8. Tampilan Menu Load .......................................................................82
Gambar 4.9. Tampilan Output program KENPAVE ............................................82
Gambar 4.10. Susunan tebal lapisan perkerasan dengan program KENPAVE ....92
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1. Hubungan CBR tanah dasar dengan Indeks Tebal Perkerasan ...........94
Grafik 4.2. Hubungan Tebal Perkerasan dan beban lalu lintas rencana 0.5 × 106
dengan jumlah repetisi beban ............................................................96
Grafik 4.3. Hubungan Tebal Perkerasan dan beban lalu lintas rencana 25 × 106
dengan jumlah repetisi beban ............................................................96
Grafik 4.4. Hubungan Tebal Perkerasan dan beban lalu lintas rencana 200 × 106
dengan jumlah repetisi beban ............................................................... 97
Grafik 4.5. Hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas rencana 0.5 ×
106
dengan jumlah repetisi beban ......................................................97
Grafik 4.6. Hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas rencana 25 ×
106
dengan jumlah repetisi beban ......................................................98
Grafik 4.7. Hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas rencana 200
× 106
dengan jumlah repetisi beban ...................................................98
Universitas Sumatera Utara
top related