Presentation p Kaku

RENCANA TEKNIK AKHIR JALAN TOL CIKAMPEK PADALARANG(PAKET I : RUAS PURWAKARTA UTARA PURWAKARTA SELATAN)

BAB IVPERHITUNGAN TEBAL RIGID PAVEMENTDENGAN METODE AASHTO

BAB IVPERHITUNGAN TEBAL RIGID PAVEMENTDENGAN METODE AASHTO

4.1UMUMPerencanaan untuk tebal perkerasan Rigid pavement mengacu pada AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993, sedangkan prosedur, parameter perencanaan maupun hasil analisisnya disajikan dalam bab ini.

4.2TRAFFICData traffic yang digunakan untuk perhitungan perencanaan diambil dari hasil perhitungan di Bab II, dimana nilai ESAL didapat untuk 20 tahun adalah: 148.303.766Data yang digunakan untuk perencanaan traffic adalah:Umur rencana: 20 tahunFactor distribusi arah: 0,50Factor distribusi lajur (DL) mengacu pada Tabel 4.1 dibawah ini:

4.1UMUMPerencanaan untuk tebal perkerasan Rigid pavement mengacu pada AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993, sedangkan prosedur, parameter perencanaan maupun hasil analisisnya disajikan dalam bab ini.

4.2TRAFFICData traffic yang digunakan untuk perhitungan perencanaan diambil dari hasil perhitungan di Bab II, dimana nilai ESAL didapat untuk 20 tahun adalah: 148.303.766Data yang digunakan untuk perencanaan traffic adalah:Umur rencana: 20 tahunFactor distribusi arah: 0,50

Factor distribusi lajur (DL) mengacu pada Tabel 4.1 dibawah ini:

Penetapan angka Reliability menurut AASHTO th.1993 mempunyai range antara 80% s/d 99,99% yang emrupakan tingkat keandalan desain untuk mengatasi dan mengakomodasi kemungkinan terjadinya ketidaktepatan dalam desain yang dipakai, dimana semakin tinggi mengatasi kemungkinan terjadinya deviasi antara desain dengan di lapangan.

Adapun besaran di dalam desain yang terkait dengan reability antara lain:Peramalan kiinerja perkerasanDicerminkan pada angka desain Terminal Serviceability, (pt) = 2,5 serta initial Serviceability, (po) = 4,5, dimana angka ini bergerak antara 0 5.Pendekatan kinerja awal bernilai 4,5 (angka maksimum 8) sedangkan pada akhir kinerja yang masih bisa diterima oleh pengguna jalan sebelum dilakukan perbaikan lapis perkerasannnya adalah = 2,5.Dalam buku AASHTO th. 1993 halaman I-8 nilai range terminal serviceability index (Pt) antara 2,0 3,0 dan ditentukan mengambil nilai Pt = 2,5, sedangkan untuk Initial serviceability index (Po) disarankan mengambil nilai Po = 4,5.

Peramalan lalu lintasDilakukan dengan melalui studi tersendiri dan tidak hanya berdasarkan rumus empiris saja sehingga tingkat akurasinya akan lebih baik dibandingkan dengan pendekatan empiris. Survai lalu lintas telah dilakukan oleh Konsultan PT. Cipta Strada & Ass. Pada bulan januari 2004 (lihat tabel 2.1 pada bab II).

Perkiraan tekanan ganderKarena jalan tol ini merupakan jalan baru, maka hanya dapat diambil dari data ruas jalan yang berhubungan langsung dengan jalan ini. Adapun data tekanan gander diperoleh melalui data primer yaitu dari Wim Survey, yang dilakukan oleh Konsultan PT. Cipta Strada & Ass. Pada bulan januari / February 2002.

Pelaksanaan konstruksiDalam tahap pelaksanaan konstruksi telah disiapkan Spesifikasi teknik untuk membatasi dan mengotrol kualitas dari pelaksanaan di lapangan agar perkerasan yang dihasilkan sesuai atau lebih baik dari apa yang direkomendasikan oleh konsultan.

Nilai reliability (R) untuk perencanaan perkerasan ini dapat dilihat dalam tabel 4.2 (diambil dari AASHTO tahun 1993 halaman II-9) dan pada halaman I-60 disebutkan bahwa nilai R untuk rigid diambil = 90%, sedangkan untuk standar normal deviation (Z) mengacu pada tabel 4.3 (diambil dari AASHTO tahun 1993 halaman I-62)

Standard deviation untuk rigid pavement diambil:So = 0.30 0.40 (AASHTO 1993 halaman I-62)

Berdasarkan uraian diatas maka konsultan meggunakan parameter reliability sebagai berikut:Parameter klasifikasi fungsi jalan: jalan tolStatus lokasi jalan urban/rural: ruralTingkat reliability (R): 90Standard normal deviation (ZR): -1.282Standard deviation: 0,30

4.4SERVICEABILITYTerminal serviceability index (pt) mengacu pada tabel 4.4 dibawah ini (AASHTO 1993 halaman II-10) dimana pada halaman I-8 maupun II-10 ditetapkan untuk major highways nilai: Pt = 2,5 dan untuk Initial Serviceability diambil nilai : po = 4,5.

Total loss of serviceability: PSI = po - pt

Penetapan parameter serviceability:Terminal serviceability index jalur utama (major highways) : pt = 2,5Initial serviceability index jalur utama (major highways) : po = 4,5; sehingga:Total loss of serviceability : PSI = po - pt = 4,5 2,5 = 2.

4.5MODULUS REAKSI TANAH DASARModulus of Subgrade reaction (k) menggunakan gabungan antara formula dan grafik, penentuan modulus reaksi tanah dasar berdasrkan ketentuan CBR tanah dasar:

Rumus:MR = 1.500 x CBR..(AASHTO 1993, halaman I-14)k = MR / 19.4..(AASHTO 1993, halaman II-44)

dimana:MR= Resilient modulusk= modulus reaksi tanah dasarfactor loss of support (LS) mengacu pada tabel 4.5 dibawah ini (diambil dari AASHTO 1993 halaman II-27).

Penetapan parameter modulus reaksi tanah dasar (k):Persyaratan: CBR Subgrade (design) = 6%k = MR = (1.500 x CBR)/19.4= (1.500 x 6)/19.4= 464 pci

Lapis sub base: cement aggregate mixtureLoss of support: LS = 1

Koreksi Effecyive Modulus of subgrade reaction menggunakan grafik Figure 3.6 (AASHTO 1993 halaman II-42), didapat:k = 160 pci

4.6MODULUS ELASTISITAS BETONEc = 57.000fc(AASHTO 1993, halaman II-16)Dimana:Ec= modulus elastisitas beton (psi)Fc= kuat tekan beton (psi)

Penetapan parameter modulus elastisitas beton:Berdasarkan spesifikasi umum volume II, ditetapkan bahwa:Fc = 375 kg/cm2, dimana : 1 kg/cm2 = 14.22 psiFc = 5.333 psiEc = 57.0005.333 = 4.162.366 psi, dibulatkan menjadi Ec = 4.200.000 psi, atauEc = 292.712 kg/cm2, dibulatkan menjadi : Ec = 300.000 kg/cm2.

4.7FLEXURAL STRENGTHBerdasarkan spesifikasi umum volume II, ditetapkan bahwa:Flexural strength (modulus of rupture): Sc = 45 kg/cm2 = 640 psi.

4.8LOAD TRANSFERLoad transfer coefficient (J) mengacu pada tabel 4.6 dibawah ini (AASHTO 1993, halaman II-26)

Penetapan parameter load transfer:joint pavement (JCP): J = 3.2 (AASHTO 1993, halaman II-26)overlay design: J = 2,2 2,6 (AASHTO 1993, halaman III-132)

Berdasarkan ke-2 hal di atas serta range dari nilai J, maka parameter load transfer diambil : J = 3,2.

4.9DRAINAGE COEFFICIENT4.9.1variabel factor drainasedalam buku AASHTO diberikan 2 variabel untuk menentukan nilai drainase yaitu:variable I:mutu drainase dengan variasi : Excelent, good, fair, poor, dan very poor, yang mutunya ditentukan oleh berapa lama air dapat dibebaskan dari pondasi perkerasan jalan.variable II:prosentase struktur perkerasan dalam satu tahun terkena air sampai tingkat mendekati jenuh air (saturated) dengan variasi angka yaitu < 1%; 1 5%; 5 25% dan > 25%.

Koefisien drainase semakin besar menunjukan bahwa sistim drainasenya semakin baik.

4.9.2Penetapan variable mutu drainaseuntuk menetapkan variable I mengacu pada tabel 4.7 (diambil dari AASHTO 1993, halaman II-22) yang didasarkan pada kecepatan pengaliran dari perbedaan slope (cross fall) dari stuktur perkerasan, dengan pendekatan sebagai berikut:air hujan atau air dari permukaan jalan yang akan masuk ke dalam pondasi jalan relative kecil berdasrkan hidrologi, yaitu berkisar antara 70 95% volume air yang jatuh di permukaan jalan akan mengalir ke side ditches (saluran tepi).Air dari samping jalan yang mungkin akan masuk ke pondasi jalan relative kecil karena telah dibuatkan side ditches (saluran tepi) di kanan dan kiri jalan maupun saluran melintang (cross drain).Pendekatan dengan lama dan frekuensi hujan dengan rata-rata terjadi hujan selama 3 (tiga) jam per hari, serta jarang sekali terjadi hujan terus menerus selama 1 (satu) minggu.

Dengan lamanya waktu pemutusan yaitu 3 (tiga) jam atau biasanya kurang, maka dapat diambil sebagai pendekatan dalam penentuan kualitas drainase sehingga pemilihan mutu drainase adalah antara Good Excellent.

4.9.3Penetapan variable prosen perkerasn terkena airPenetapan variable ke-2 relatif sulit dan belum ada data rekaman pembanding dari jalan tol lain, namun dengan beberapa pendekatan, pengamatan dan perkiraan seperti berikut, nilai factor tersebut dapat didekati.

Penetapan CBR subgrade untuk tanah jelek harus diganti dengan material suitable (borrow) setebal minimum 100 cm baik pada daerah galian maupun timbunan akan dapat mencegah infiltrasi air ke badan jalan relative kecil, dan kalaupun ada sebatas perembesan dari soft shoulder pada sisi luarnya saja dimana hal tersebut sudah diantisipasi dengan membuat kemiringan permukaan subgrade 2% kearah luar (side ditches).

Prosentase struktur perkerasan jlan dalam waktu 1 tahun terendam air dapat dilakukan dengan pendekatan asumsi sebagai berikut:

Pheff = Tjam / 24 x Thari / 365 x WL x 100Dimana:Pheff= prosen hari effective hujan dalam 1 tahun yang akan berpengaruh terhadap perkerasan (%).Tjam= rata-rata hujan per hari (jam)Thari= rata-rata jumlah hujan per tahun (hari)WL= factor air hujan yang akan masuk ke pondasi jalan (%)

Pendekatan dan asumsi:Tjam= 3 jam per hariThari= 40% x 365 hari = 146 hari hujan dalam 1 tahunWL= diambil 17.50%, sehingga:Pheff = 3 / 24 x 146 / 365 x 0.175 x 100%, atau < 1%

Dari angka diatas kemudian digunakan untuk menentukan dranage coefficient (cd) pada tabel 4.8 dibawah ini (AASHTO 1993, halaman II-26)

Penetapan parameter drainage coefficientBerdasar kualitas drainase: Good ExellentKondisi time pavement structure is exposed to moisture levels approaching saturation dalam setahun : < 1%Dengan melihat mutu drainase antara Good Excellent, maka pengambilan angka drainase coefficient, Cd = 1,20 pada kolom < 1% dapat diterima.

PARAMETER DESAIN DAN DATAParameter desain dan data untuk perencanaan perkerasan jalan rigid pavement dapat dilihat dalam tabel 4.9 dibawah ini.

4.12HASIL DESAIN TEBAL PERKERASAN KAKUDari perhitungan perkerasan kaku yang dilakukan dengan menggunakan parameter deain di atas maka didapat konstruksi perkerasan seperti di bawah ini:Tebal pelat beton= 34 cmTebal lean concrete= 10 cmAdapun detail perhitungannya dapat dilihat pada Lampiran 1.