issn 2087-3581 pengaruh keseragaman nilai california ... › 2011 › 03 › volume-1-no-1-h… ·...
TRANSCRIPT
-
ED VOKASI, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
Mamarimbing, Pengaruh Keseragaman Nilai California Bearing Ratio Tanah Dasar terhadap Biaya
Konstruksi pada Ruas Jalan Ring Road di Manado
150
Volume. 1, No. 1, hal 150-161, September 2010
ISSN 2087-3581
PENGARUH KESERAGAMAN NILAI CALIFORNIA BEARING
RATIO TANAH DASAR TERHADAP BIAYA KONSTRUKSI
PADA RUAS JALAN RING ROAD DI MANADO
Nova Mamarimbing
1
ABSTRACT
The determination of the CBR representative value depends on the value of uniformity
that can be received in a segment and this value will influence the thickness of pavement
and construction costs. The objectives of this research is to find the reduction in
construction costs from one CBR uniformity value factor to another uniformity value
factors. The road section under review is the Ring Road Street with a length of 8.4 km
that located in Manado, North Sulawesi. Design methods used is AASHTO1993.
The results show that when only one type of pavement design cross section applied
to the Ring Road Street then the FK value is equal to 40%.
From the results obtained can be concluded that with the application of sub grade
uniformity factor CBR analysis can reduce the cost of pavement construction. It is
recommended to minimize the value of uniformity factor CBR with the goal of reducing
construction costs, although the cost of the road construction is not a total cost of a life-
cycle cost of the road.
Keywords: Uniformity, Construction cost, Ring Road.
ABSTRAK
Penentuan suatu nilai CBRwakil sangat tergantung pada nilai keseragaman yang
dapat diterima dalam suatu segmen jalan dan pengambilan nilai ini akan berpengaruh
pada ketebalan perkerasan dan biaya konstruksinya. Tujuan yang ingin dicapai dalam
penulisan ini adalah, mencari pengurangan biaya konstruksi dari pengambilan suatu nilai
faktor keseragaman (FK) CBR yang satu kenilai FK yang lain. Ruas jalan yang
ditinjau adalah Jalan Ring Road sepanjang 8,4 km yang berlokasi di Manado Sulawesi
Utara. Metode disain yang dipergunakan adalah metode AASHTO 1993.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa biaya konstruksi makin kecil jika
pengambilan FK semakin kecil. Bila disain perkerasan hanya satu tipe penampang untuk
sepanjang Jalan Ring Road maka besarnya nilai FK = 40%.
Dari hasil yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa dengan penerapan analisa
faktor keseragaman CBR tanah dasar dapat mengurangi biaya konstruksi perkerasan
jalan. Disarankan untuk meminimalkan faktor keseragaman nilai CBR dengan tujuan
mengurangi biaya konstruksi, walaupun biaya konstruksi jalan bukanlah merupakan total
biaya dari suatu periode layan jalan.
Kata Kunci : Keseragaman, Biaya Konstruksi, Ring Road
1 Nova Mamarimbing, ST, MT adalah Staf Pengajar pada Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan Fakultas Teknik Universitas Negeri Manado
-
ED VOKASI, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
Mamarimbing, Pengaruh Keseragaman Nilai California Bearing Ratio Tanah Dasar terhadap Biaya
Konstruksi pada Ruas Jalan Ring Road di Manado
151
Volume. 1, No. 1, hal 150-161, September 2010
PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah
Adapun faktor utama yang
mempengaruhi disain perkerasan adalah
umur rencana, lalu lintas kendaraan,
kondisi lingkungan, serta sifat tanah.
Kualitas daya dukung tanah terlihat dari
Parameter Modulus Reaksi Tanah Dasar
yang diukur dalam nilai California
Bearing Ratio (CBR). Adapun nilai CBR
dapat ditentukan secara langsung
dilapangan ataupun cara laboratorium
yaitu dengan pengambilan sampel dari
lapangan dan dianalisa di laboratorium.
Daya dukung lapisan tanah dasar
yang dinyatakan oleh nilai CBR wakil
akan
mempengaruhi tebal perkerasan yang
pada akhinya akan mempengaruhi biaya
konstruksi jalan tersebut. Nilai daya
dukung tanah dasar dari suatu ruas jalan
sering kali tidak sama, ini disebabkan
oleh sifat alami tanah yang bersifat lokal
atau berlainan untuk setiap titik dalam
suatu ruas jalan yang ditinjau. Idealnya
perencanaan ketebalan lapisan perkerasan
adalah menurut setiap kondisi daya
dukung lapisan tanah dasar dimana
kualitas tanah yang kurang, perkerasan
akan lebih tebal dibanding kondisi tanah
yang lebih baik, namun hal ini tidaklah
mungkin untuk dilakukan karena ruas
jalan akan terdiri dari banyak sekali tipe
penampang dan menjadi tidak praktis
dalam pengerjaan dilapangan. Sehingga
perlu penentuan suatu nilai daya dukung
wakil (CBRwakil) yang akan mewakili
suatu segmen jalan pada suatu ruas jalan
yang akan dibangun. Penentuan nilai
CBR wakil ini akan sangat
mempengaruhi dimensi penampang
perkerasan yang pada akhirnya akan
mempengaruhi biaya konstruksi
perkerasan.
Perencanaan untuk mendapatkan
tebal perkerasan menurut metode
AASHTO (1993) ini adalah besifat coba-
coba atau trial and error. Ketebalan
perkerasan dapat ditunjukan oleh
besarnya nilai Structural Number (SN).
Dalam penyelesaian dipakai cara coba-
coba disebabkan karena terdapat dua
buah vareabel yang tidak diketahui yang
diselesaikan hanya dengan satu
persamaan, dimana untuk menetukan
Total beban sumbu yang dinyatakan
dalam ESAL diperlukan nilai SN ataupun
sebaliknya, sehingga perlu diasumsikan
terlebih dahulu suatu nilai Total beban
-
ED VOKASI, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
Mamarimbing, Pengaruh Keseragaman Nilai California Bearing Ratio Tanah Dasar terhadap Biaya
Konstruksi pada Ruas Jalan Ring Road di Manado
152
Volume. 1, No. 1, hal 150-161, September 2010
sumbu (Wt) atau SN. Dalam penulisan ini
akan diambil suatu nilai SN asumsi guna
mendapatkan nilai total beban sumbu
dalam satuan 18 Kip ESAL, kemudian
diiterasi sehingga mendapatkan nilai SN
yang sebenarnya. Perhitungan iterasi
akan dihentikan apabila nilai Wt pada
iterasi terakhir telah sama atau mendekati
sama dengan nilai Wt pada iterasi
sebelumnya, dan ini menyatakan bahwa
nilai SN yang sebenarnya telah diperoleh.
Setelah nilai SN diperoleh maka
dilakukanlah perhitungan kombinasi
ketebalan lapisan perkerasan yang paling
optimal, yaitu suatu kombinasi dari setiap
ketebalan lapisan yang tepat sehingga
biaya konstruksinya paling minimum.
Oleh karena penentuan faktor
keseragaman nilai CBR sangat
berpengaruh terhadap konstruksi serta
biaya perkerasan, maka dalam study ini
dilakukakan penelitian vareasi faktor
keseragaman nilai CBR terhadap
konstruksi perkerasan serta pengaruhnya
terhadap biaya konstruksi yang
diaplikasikan pada ruas Jalan Ring Road
yang terdapat di kota Manado.
Gambar 1 merupakan tipikal dari
potongan penampang lapis perkerasan
yang terdiri atas Subbase (LPB), Base
(LPA) dan Surface.
Surface
Base
Sub Base
Tanah Dasar
TIPIKAL POTONGAN MELINTANG STRUKTUR PERKERASAN LENTUR
Gambar 1. Tipikal potongan melintang struktur perkerasan
-
ED VOKASI, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
Mamarimbing, Pengaruh Keseragaman Nilai California Bearing Ratio Tanah Dasar terhadap Biaya
Konstruksi pada Ruas Jalan Ring Road di Manado
153
Volume. 1, No. 1, hal 150-161, September 2010
Perumusan Masalah
Permasalahan yang akan ditinjau
dalam penelitian ini adalah sebagai
berikut :
1. Pengaruh vareasi faktor keseragaman
CBR terhadap disain konstruksi
ketebalan lapisan perkerasan .
2. Pengaruh faktor keseragaman CBR
terhadap biaya konstruksi untuk ruas
jalan tinjauan yaitu Jalan Ring Road
kota Manado.
3. Pengaruh faktor keseragaman CBR
terhadap jumlah segmen jalan.
4. Penentuan kombinasi lapisan
perkerasan serta ketebalan dari
masing-masing lapisan yang
memberikan biaya paling minimum
pada suatu segmen jalan yang
ditinjau.
Gambar 2 di bawah ini
menunjukkan tipikal denah dan
potongan memanjang jalan dan contoh
pembagian suatu ruas jalan atas
beberapa segmen dengan masing
masing CBR wakilnya.
CBR wakil 1 CBR wakil 2 CBR wakil 3 CBR wakil 4 CBR wakil 5
PENENTUAN CBR WAKIL UTK SETIAP SEGMEN JALAN
LLLLL
SEG 1 SEG 2 SEG 3 SEG 4 SEG 5
Tanah Dasar
Surface
Base & Sub base
POTONGAN MEMANJANG STRUKTUR PERKERASAN LENTUR
Gambar 2. Denah dan potongan tipikal suatu ruas jalan
-
ED VOKASI, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
Mamarimbing, Pengaruh Keseragaman Nilai California Bearing Ratio Tanah Dasar terhadap Biaya
Konstruksi pada Ruas Jalan Ring Road di Manado
154
Volume. 1, No. 1, hal 150-161, September 2010
Pembatasan Masalah
Dalam penelitian mengenai vareasi
faktor keseragaman CBR terhadap
konstruksi lapis perkerasan pada ruas
Jalan Ring Road serta pengarunya
terhadap biaya konstruksi dikondisikan
sebagai berikut :
1) Peninjauan hanya terhadap
perkerasan lentur.
Dalam penelitian ini peninjauan
hanya dilakukan terhadap
perkerasan lentur dan lapis
pondasi jalan.
2) Peninjauan hanya terhadap disain
ketebalan lapis perkerasan dan
tidak terhadap geometri jalan.
3) Peninjauan hanya terhadap biaya
konstruksi jalan dan tidak
terhadap biaya pemeliharaan
serta biaya pascakonstruksi
lainnya.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian yang diharapkan
dari hasil penelitian ini adalah :
1) Menemukan suatu hasil disain
konstruksi perkerasan jalan yang
ekonomis dengan penerapan
analisa keseragaman nilai CBR
lapisan tanah dasar.
Dimana dalam proses disain dicari
selisih atau pengurangan biaya
konstruksi dari pengambilan suatu
nilai Faktor Keseragaman CBR
yang satu ke nilai Faktor
Keseragaman CBR yang lain.
2) Menentukan hubungan antara
faktor keseragaman CBR dan
biaya konstruksi.
Tinjauan Pustaka
Metode AASHTO
Metode AASHTO adalah
merupakan metode yang didasari oleh
pendekatan empiris. Adapun eksperimen
yang dilakukan oleh AASHTO adalah
suatu eksperimen dengan biaya investasi
terbesar pada masanya, dimana
percobaan tersebut telah menelan biaya
27 juta dollar (nilai dolar ditahun 1960),
dengan memakan waktu selama kurang
lebih 4 tahun terhitung sejak konstruksi
(tahun 1956 – tahun 1958) sampai
dengan test traffic (1958-1961). Dalam
perkembangannya AASHTO telah
beberapa kali direvisi yaitu pada tahun
1986 dan tahun 1993.
Dengan menggunakan metode ini
kita dapat mengetahui tentang
perancangan ketebalan struktur
perkerasan jalan, tingkat pelayanan dan
-
ED VOKASI, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
Mamarimbing, Pengaruh Keseragaman Nilai California Bearing Ratio Tanah Dasar terhadap Biaya
Konstruksi pada Ruas Jalan Ring Road di Manado
155
Volume. 1, No. 1, hal 150-161, September 2010
keandalan jalan, ekivalensi pembebanan
sumbu kendaraan, pengaruh cuaca
terhadap perkerasan jalan dan lain
sebagainya. Adapun persamaan analisa
disain perkerasan untuk menghitung
ketebalan lapis perkerasan (Surface, Base
dan Subbase) adalah dengan menghitung
Structural Number SN,
Keterangan :
W18 = Perkiraan jumlah beban sumbu standar ekivalen 18kip- ESAL.
ZR = Standard normal deviate (Deviasi normal standar)
S0 = Standard error ( memprediksi tingkat kesalahan dari kombinasi Perkiraan
jumlah arus lalu lintas dan tingkat keandalan )
SN = Structural number ( Angka struktur )
ΔPSI = Perbedaan antara indeks pelayanan awal (Po) dan Indeks
pelayanan akhir ( Pt ), ΔPSI=Po-Pt
MR = Resilent modulus ( Modulus resilent tanah dasar )
Ekivalensi Beban Sumbu Gandar (ESAL)
Faktor ekivalen beban sumbu
gandar (ESAL) adalah merupakan
pengaruh dari berbagai vareasi
konfigurasi beban sumbu terhadap tingkat
pelayanan perkerasan. Dimana efek
kerusakan jalan dari beban sumbu
bermacam-macam jenis kendaraan di
ekivalensikan terhadap kerusakan yang
ditimbulkan oleh beban sumbu tunggal
sebesar 18 Kip.
EALF = Faktor ekivalensi beban sumbu
(Equivalent axle load factor)
EALF =
Keterangan :
Wt18 = Jumlah aplikasi / pengulangan
18 Kip beban sumbu tunggal
(sampai suatu saat t )
Wtx = Jumlah aplikasi / pengulangan
x- Kip beban sumbu tunggal
(sampai suatu saat t )
Untuk menghitung
dengan
mempergunakan persamaan dibawah ini
(T.F. Fwa:2000) :
07 . 8 log 32 . 2
1
1094 40 . 0
5 . 1 2 . 4 log
20 . 0 1 log 36 . 9 log 10
19 . 5
10
10 18 10
R o R M
SN
PSI
SN S Z W
-
ED VOKASI, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
Mamarimbing, Pengaruh Keseragaman Nilai California Bearing Ratio Tanah Dasar terhadap Biaya
Konstruksi pada Ruas Jalan Ring Road di Manado
156
Volume. 1, No. 1, hal 150-161, September 2010
Log (
) ( ) ( )
Keterangan:
Gt = (
)
( )
( )
Lx = Beban sumbu
L2 = Kode sumbu ( 1=tunggal, 2=ganda, 3= triple )
18 = Nilai dari ketika Lx=18 Kip dan L2=1
Keseragaman Daya Dukung Tanah
Dasar
Dalam penelitian ini panjang
suatu segmen jalan ditentukan dengan
mempertimbangkan faktor keseragaman
daya dukung tanah atau Faktor
Keseragaman CBR. Adapun perasamaan
yang dipakai untuk menentukan faktor
keseragaman cbr adalah sebagai berikut,
Keterangan :
S = Standar deviasi atau Simpangan Baku
dR = nilai CBR rata-rata dalam suatu segmen
FK= Faktor Keseragaman
METODE
Adapun ruas jalan yang ditinjau
adalah Jalan Ring Road dengan panjang
8,4 km yang berlokasi di Manado
Sulawesi Utara. Dalam mendapatkan
nilai kekuatan daya dukung tanah yang
dinyatakan dalam nilai CBR dipakai alat
Dynamic Cone Penetrometer dengan
palu seberat 8 kg dan tinggi jatuh 57,5
cm.
Data-data sekunder dikumpulkan
dari Dinas Pekerjaan Umum. Data data
tersebut seperti kekuatan daya dukung
base, subbase, harga untuk setiap jenis
lapis perkerasan.
-
ED VOKASI, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
Mamarimbing, Pengaruh Keseragaman Nilai California Bearing Ratio Tanah Dasar terhadap Biaya
Konstruksi pada Ruas Jalan Ring Road di Manado
157
Volume. 1, No. 1, hal 150-161, September 2010
Adapun bagan alir dari penelitian ini
yaitu sebagai berikut ;
MULAI
Pengumpulan data CBR Tanah Dasar, LHR
Pengumpulan data sekunder
Perhitungan CBR wakil per segmen untuk setiap nilai FK
Perhitungan Tebal Perkerasan dengan bantuan program berbahasa
Visual Basic 6.0, yang didasari metode AASHTO
Perhitungan Biaya dengan bantuan program berbahasa
Visual Basic 6.0, yang didasari metode AASHTO
ANALISA DATA HASIL PERHITUNGAN
SELESAI
-
ED VOKASI, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
Mamarimbing, Pengaruh Keseragaman Nilai California Bearing Ratio Tanah Dasar terhadap Biaya
Konstruksi pada Ruas Jalan Ring Road di Manado
158
Volume. 1, No. 1, hal 150-161, September 2010
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh FK CBR Terhadap Biaya
Konstruksi Jl. Ring Road.
Aplikasi dari metode penerapan
faktor keseragaman kualitas daya dukung
tanah tanah dasar diterapkan pada ruas
jalan Ring Road kota Manado. Panjang
ruas jalan yang diteliti adalah sepanjang
sekitar 8,4 km, dengan STA 0+000 di
Winangun kecamatan Pineleng dan STA
8+400 di Desa Maumbi.
Untuk hasil keseluruhan dari
masing masing faktor keseragaman CBR
atau keseragaman kualitas daya dukung
tanah dasar dapat dilihat pada gambar 3,
Banyaknya segmen yang terbentuk untuk
masing masing faktor keseragaman dapat
dilihat pada gambar 4 dan pada gambar 5
dijabarkan selisih atau penghematan
biaya ( %) yang terjadi antara disain
konstruksi perkerasan jalan dengan FK =
40 % (satu buah penampang untuk
sepanjang jalan) dengan disain dari
berbagai nilai FK.
Gambar 3. Hubungan antara FK CBR dan Harga Konstruksi.
28,000,000
29,000,000
30,000,000
31,000,000
32,000,000
33,000,000
34,000,000
35,000,000
1.0
0%
2.0
0%
3.0
0%
4.0
0%
5.0
0%
6.0
0%
7.0
0%
8.0
0%
9.0
0%
10
.00
%
12
.00
%
14
.00
%
16
.00
%
17
.00
%
18
.00
%
20
.00
%
40
.00
%
60
.00
%
80
.00
%
10
0.0
0%
HA
RG
A D
LM J
UTA
AN
Rp
FK CBR
FK 17% FK 40%
-
ED VOKASI, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
Mamarimbing, Pengaruh Keseragaman Nilai California Bearing Ratio Tanah Dasar terhadap Biaya
Konstruksi pada Ruas Jalan Ring Road di Manado
159
Volume. 1, No. 1, hal 150-161, September 2010
Gambar 4. Hubungan antara FK CBR dan Jumlah Segmen.
Gambar 5. Hubungan antara FK dan Pengurangan Biaya Konstruksi.
0
10
20
30
40
50
60
70
1.0
0%
2.0
0%
3.0
0%
4.0
0%
5.0
0%
6.0
0%
7.0
0%
8.0
0%
9.0
0%
10
.00
%
12
.00
%
14
.00
%
16
.00
%
17
.00
%
18
.00
%
20
.00
%
40
.00
%
60
.00
%
80
.00
%
10
0.0
0%
Jum
lah
Se
gme
n
FK CBR
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
PEN
GU
RA
NG
AN
BIA
YA
KO
NST
RU
KSI
(%
)
FK CBR
-
ED VOKASI, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
Mamarimbing, Pengaruh Keseragaman Nilai California Bearing Ratio Tanah Dasar terhadap Biaya
Konstruksi pada Ruas Jalan Ring Road di Manado
160
Volume. 1, No. 1, hal 150-161, September 2010
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Adapun beberapa kesimpulan yang
dapat ditarik dari penelitian ini adalah
sebagai berikut,
1) Biaya konstruksi lapis perkerasan
yang terdiri dari surface, base dan
subbase akan dapat dikurangi jika
menerapkan analisa faktor
keseragaman dalam proses disain.
Besaran pengurangan biaya
berkisar antara 1,33% s/d 9,56 %
untuk nilai FK = 1% s/d FK =
20% dibandingkan jika jalan
didisain dengan satu macam
penampang atau pada FK=40% (
Gambar 5 ).
2) Semakin kecil FK tanah dasar
maka semakin kecil biaya
konstruksi ( initial construction
cost ). Untuk biaya konstruksi
lapis perkerasan jalan Ring Road
eksisting jika menggunakan data
dan parameter disain yang sama
dengan penulisan tesis ini adalah
sebesar Rp. 33.825.860.000, yaitu
pada FK =40 %. Sedangkan jika
lapis perkerasan jalan didisain
dengan mengacu pada standar
deviasi 2,5 (AASHTO 1993,
Guide lines for major variable
testing) maka biaya
konstruksinya sebesar Rp.
32.796.460.000, yaitu pada FK =
17 %. Terlihat ada pengurangan
biaya sebesar 3,04% jika jalan
didisain dengan FK=17%.
3) Pada gambar 3 untuk ruas jalan
tinjauan dapat dilihat nilai faktor
keseragaman FK=1% s/d
FK=39% mempengaruhi biaya
konstruksi sedangkan
pertambahan FK ≥ 40 % sudah
tidak mempengaruhi biaya
konstruksi.
4) Jumlah segemen jalan adalah
berkisar antara 61 segmen untuk
FK=1% sampai dengan 1 segmen
untuk FK=40% , ( terlihat pada
gambar 4 hubungan antara jumlah
segmen dan FK).
Saran
Walaupun biaya konstruksi jalan
(initial construction cost) bukanlah
merupakan total biaya dari sutau periode
layan jalan (life-cycle cost) namun
disarankan untuk meminimalkan faktor
keseragaman nilai CBR dengan tujuan
mengurangi biaya konstruksi lapis
perkerasan jalan.
-
ED VOKASI, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
Mamarimbing, Pengaruh Keseragaman Nilai California Bearing Ratio Tanah Dasar terhadap Biaya
Konstruksi pada Ruas Jalan Ring Road di Manado
161
Volume. 1, No. 1, hal 150-161, September 2010
DAFTAR PUSTAKA
Adhiyatma Suryadiputra dan Aloysius
Tjan. 2009. Highway
Engineering & Road Material -
Pengaruh Faktor Keseragaman
Lapis Tanah Dasar terhadap
Biaya Struktur Lapis
Perkerasan Lentur. Makalah-
makalah Simposium XII Forum
Studi Antar Perguruan Tinggi
pada Universitas Kristen Petra
Surabaya, No. FSTPT 12-122.
American Association of State Highway
and Transportation Official. 1993.
AASHTO Guide for Design
Pavement Structure 1993.
Published by American
Association of State Highway and
Transportation Official.
Washington D.C.
Departemen Pekerjaan Umum. 1983.
Manual Pemeriksaan
Perkerasan Jalan Dengan Alat
Benkelman Beam,
No.01/MN/B/1983. Departemen
Pekerjaan Umum Direktorat
Jendral Bina Marga. Jakarta.
Fwa T.F. 2000. The Handbook of
Highway Engeneering. New
York : CRC Press Taylor and
Francis Group New York.
Suryawan Ari. Tahun 2005. Perkerasan
Jalan Beton Semen Portland
(Rigid Pavement). Jakarta : Beta
Offset.
Subari dan Yuswanto. 2008. Panduan
Lengkap Pemograman Visual
Basic Versi 6.0. Jakarta : Cerdas
Pustaka Jakarta.
Yamin Anwar dan Siegfried. Tahun
2008. Sosialisasi Standar
Perencanaan Teknis Bidang
Jalan. Jakarta : Departemen
Pekerjaan Umum Direktorat
Jendral Bina Marga Satuan Kerja
Pembinaan dan Pengembangan
Teknik Jalan Dan Jembatan.