DAFTAR PUSTAKA
1. Angela L.Priest, David H.Timm, 2006. Methodology and Calibration Of
Fatique Transfer Function For Mechanistic – Empirical Flexible
Pavement Design, National Center for Asphalt Technology, Alabama
2. Djunaedi Kosasih,Gregorius Sanjaya, 2001. Modulus Resilent Tanah
Dasar Dalam Desain Struktur Perkerasan Lentur Secara Analitis ,
Simposium ke-4 FSTPT Universitas Udayana . Bali
3. Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah, 2002, Pedoman
Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur, No. Pt T-01-2002-B, Jakarta.
4. Ekwulo, E.O & Eme, D. B.(2009). Fatigue and Rutting Strain Analysis of
Flexible Pavements Designed Using CBR Methods. African Journal of
Environmental Science and Technology, Vol. 3 (12), pp. 412-421
5. Hendarsin, Shirley (2000), Petunjuk Praktis Perencanaan Teknik Jalan
Raya, Politeknik Negri Bandung – Jurusan Teknik Sipil.
6. Hadihardaja, Joetata (1997), Rekayasa Jalan Raya, Penerbit Gunadarma,
Jakarta
7. Huang, Yang H. (2004). Pavement Analysis And Design. Pearson
Education, Upper Saddle River, New Jersey
8. Kementerian Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Bina Marga, 2012,
Manual Desain Perkerasan Jalan, No. 22.2 / KPTS/Db/2012.
9. Muis, Zulkarnain A. (1993).Perencanaan Tebal Perkerasan Lanjutan
bahagian I. Diktat Kuliah Jurusan Teknik Sipil USU.Medan.
Universitas Sumatera Utara
10. Yoder E.J & M.W Witczak. (1975). Principles Of Pavement Design.
Wiley, New York
11. Sukirman, Silvia (1999), Perkerasan Lentur Jalan Raya, Penerbit Nova,
Bandung
12. Kosasih, Djunaedi.(2005).Rekayasa Struktur dan Bahan Perkerasan,
Modul
II.Diktat
Kuliah
Jurusan
Teknik
Sipil
dan
Lingkungan
ITB.Bandung.
13. Croney, D, 1977. The Design and Performance of Road Pavements.
Transport and Road Research Laboratory, London
14. Sulaksono, S.W, 2000. Rekayasa Jalan. ITB. Bandung
15. Gedafa, Daba S. (2006). Comparison of flexible pavement performance
using
kenlayer
and
hdm-4.
Fall
Student
Conference
Midwest
Transportation Consortium Kansas State University. Manhattan
16. Schwartz , Charles W. & Carvalho Regis L. (2007). Evaluation of
Mechanistic-Empirical Design Procedur. Department of Civil and
Environmental Engineering The University of Maryland. College Park.
Universitas Sumatera Utara
BAB III
PROGRAM KENPAVE DAN METODE BINA MARGA
Pt-T-01-2002-B
III.1. UMUM
Program KENPAVE merupakan software desain perencanaan perkerasan
yang dikembangkan oleh Dr. Yang H Huang, P.E. Professor Emeritus of Civil
Engineering University of Kentucky. Software ini ditulis dalam bahasa
pemrograman Visual Basic dan dapat dijalankan dengan versi Windows 95 atau
diatasnya. Program KENPAVE ini hanya dapat dijalan dalam operating System
versi windows 95 sampai windows xp professional service park 2. Untuk
operating system diatasnya seperti windows vista dan windows 7 program
KENPAVE dapat diinstall dan dijalankan akan tetapi tidak akan berjalan dengan
baik karena program ini dibuat untuk operating system versi lama.
Program KENPAVE dapat menganalisis perkerasan lentur dan perkerasan
kaku dengan fleksibel dan lebih mudah daripada program yang lain. Semua yang
harus dilakukan untuk menjalankan program KENPAVE adalan memasukkan
data-data yang diperlukan yaitu sifat karakteristik perkerasan dan material seperti
modulus, poisson ratio setiap lapisan, beban roda, tekanan ban, dan koordinat
dimana tegangan dan regangan yang diperlukan untuk kita dapatkan.
Metode Bina Marga Pt T-01-2002-B adalah Pedoman perencanaan tebal
perkerasan lentur yang digunakan di Indonesia. Perencanaan tebal perkerasan
yang diuraikan dalam pedoman ini merupakan dasar dalam menentukan tebal
perkerasan lentur yang dibutuhkan untuk jalan raya[3]. Pedoman ini juga
memperkenalkan konsep reliability, koefisien drainase, dan hubungan antara
Universitas Sumatera Utara
koefisien kekuatan relatif dengan besaran mekanistik. Penentuan tebal perkerasan
dengan metode ini hanya berlaku untuk konstruksi perkerasan yang menggunakan
material bergradasi lepas (granular material dan batu pecah) dan berpengikat.
III.2. PROGRAM KENPAVE
Software ini terbagi dalam empat program yang terpisah dan ditambah
dengan beberapa program untuk menunjukkan grafis, keempat program tersebut
antara lain yaitu LAYERINP, KENLAYER, SLABINP, dan KENSLAB.
LAYERINP dan KENLAYER. merupakan program analisis untuk perkerasan
lentur, sedangkan SLABINP dan KENSLAB merupakan program analisis untuk
perkerasan kaku [7].
III.2.1 Instalasi Program
Program ini disimpan dalam CD dan terdiri dari lima file: setup.exe,
Setup.lst, KENPAVEI.CAB, KENPAVE2.CAB, dan KENPAVE3.CAB. Program
ini dapat diinstal pada setiap komputer dengan Windows 95 atau lebih tinggi.
Prosedur untuk menginstal KENPAVE dijelaskan seperti di bawah ini:
1. Masukkan disk ke dalam CD Drive, Klik tombol Start, kemudian klik Run,
dan akan keluar menu pada tampilan.
2. Ketik drive pertama diikuti oleh SETUP (misalnya D:\SETUP), kemudian
klik OK, dan akan muncul pengaturan layar dengan beberapa petunjuk.
3. Disarankan semua file yang diinstal akan disimpan dalam direktori bawaan
yaitu pada direktori C:\KENPAVE. tapi, dapat mengganti default dan
menyimpannya dalam direktori yang anda inginkan.
4. Ikuti petunjuk pada layar sampai muncul pesan "KENPAVE Setup was
completed succesfully". Selama instalasi, jika pesan" A file being copied
Universitas Sumatera Utara
is older than the file in your system . Do you want to keep this file? "
muncul, cukup klik "Ya" seperti yang direkomendasikan. Jika pesan
kesalahan muncul untuk file tertentu, klik tombol Abaikan dan biarkan
instalasi dilanjutkan. Sistem mungkin sudah memiliki file, atau file tujuan
mungkin ditulis untuk dilindungi.
5. Jalankan KENPAVE dengan mengklik tombol Start, kemudian arahkan ke
Programs dan KENPAVE, dengan mengklik KENPAVE akan keluar layar
utama KENPAVE.
Setelah instalasi, total 30 file akan disimpan di direktori KENPAVE, di
antaranya adalah KENPAVE.EXE, KENLAYER.EXE, KENSLABS EXE,.
LARGE.EXE (KENSLABS dengan memori besar), 12 file data dalam satuan
Inggris, 12 file data dalam satuan SI, datapath digunakan untuk drop-down box,
dan ST6UNST untuk menguninstall program. Untuk menghapus program dari
komputer, klik start, klik Kontrol Panel. Kemudian klik dua kali Add / Remove
Programs ikon, dan keluar tampilan untuk semua program yang diinstal, termasuk
KENPAVE, akan ditampilkan. Setelah mengklik KENPAVE dan kemudian klik
pada Add\Remove.
Universitas Sumatera Utara
III.2.2. Perkembangan Program KENPAVE
Program KENPAVE yang menyertai buku Yang Huang Edisi Kedua
'Pavement Analisis dan Desain ', adalah versi Windows pengganti empat program
DOS dari LAYERINP, KENLAYER, SLABSINP, dan KENSLABS yang
menyertai buku edisi pertama yang diterbitkan pada tahun 1993. Kontrol program
KENPAVE adalah pada layar utama yang dapat melakukan berbagai fungsi.
Setelah file data dibuat dan diberi nama (atau berganti nama), seluruh analisis dan
desain dapat diselesaikan hanya dengan mengklik tombol atau menu tanpa
keharusan untuk mengetik nama file lagi.
File data yang disiapkan oleh KENPAVE sedikit berbeda dari programprogram sebelumnya. Sebagai contoh, program-program lama hanya dapat
menggunakan unit bahasa Inggris, sementara KENPAVE dapat menggunakan
salah satu unit bahasa Inggris atau SI. Dalam unit Inggris, program-program lama
yang digunakan pci untuk satuan berat, sementara KENPAVE digunakan PCF.
Namun, pada LAYERINP untuk perkerasan lentur dan SLABSINP untuk
perkerasan kaku dapat mengkonversi file lama secara otomatis ke format baru
sehingga file data lama masih dapat digunakan untuk menjalankan KENLAYER
dan KENSLABS.
III.2.3. Tampilan Utama Program KENPAVE
Gambar 3.1 menunjukkan tampilan utama KENPAVE, yang terdiri dari
dua menu pada bagian atas dan 11 menu di bagian bawah. Tiga menu pada bagian
kiri digunakan untuk perkerasan lentur, dan lima menu pada bagian kanan untuk
perkerasan kaku, dan sisanya tiga untuk tujuan umum.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.1. Tampilan Awal KENPAVE
III.2.4. Menu-menu pada Program KENPAVE

Data Path
Pada sebelah kiri di bagian ujung atas terdapat kotak Data Path yang
merupakan direktori tepat penyimpanan data. Nama yang umum pada
direktori adalah default C:\KENPAVE \ sebagai mana terdaftar pada
proses instalasi. Jika ingin membuat direktori baru untuk menyimpan data
file yang dibuat, Anda dapat mengetikkan nama direktori (mis C:\ABC \)
di kotak Jalur data. Setelah LAYERINP atau SLABSINP diklik, direktori
baru akan dibuat dan muncul sebagai item pertama dalam kotak data path.
Jika Anda ingin membuat file data yang ada selain direktori
C:\KENPAVE\, Anda dapat mengetikkan nama direktori. Semua file data
dalam direktori tersebut dengan extension. DAT akan ditampilkan dalam
Universitas Sumatera Utara
menu Filename yang berada di sebelah kanan. Namun, kotak nama file
akan tetap kosong, jika tidak ada file dengan extensi DAT di direktori
data.

Filename
Pada menu filename akan ditampilkan sebuah file baru yang diciptakan
oleh LAYERINP atau SLABSINP, kita tidak perlu mengeketik nama di
kotak Filename karena file yang dibuat akan automatis ada pada menu
filename. Semua file data harus memiliki ekstensi DAT. Nama file
ditampilkan dalam kotak juga akan digunakan dalam file lain yang
dihasilkan selama pelaksanaan KENLAYER atau KENSLABS. Untuk file
yang ada untuk diedit, dapat mengetikkan nama file atau menggunakan
daftar drop-down box untuk menemukan nama file.

Help
Pada Setiap layar menu terdapat menu 'help' yaitu bantuan yang
menjelaskan parameter input dan penggunaan yang tepat dari program.
Textbox dan bentuk data yang kebanyakan berada pada layar yang sama.
Beberapa menu memiliki 'Bantuan' menu atau tombol yang harus diklik
jika ingin membacanya. Menu help sangat membantu dalam menjalankan
program ini, karena pada setiap menu yang baru akan ada penjelasan
sehingga lebih memudahkan pengguna dalam menggunakan program.

Editor
EDITOR dapat digunakan untuk memeriksa, mengedit, dan cetak data file,
untuk pengguna pemula dengan pengaturan file data, penggunaan
LAYERINP atau SLABINP sebagai editor sangat dianjurkan. Jika
Universitas Sumatera Utara
pengguna yang berpengalaman, mungkin ingin membuat beberapa
perubahan sederhana dalam file data dengan EDITOR karena dapat
memasukkan file lebih cepat dan melihat isi dari seluruh file, bukan
melalui serangkaian layar dengan menggunakan LAYERINP atau
SLABSINPExit
Setelah semua analisis yang diinginkan telah selesai, klik 'EXIT' untuk
menutup KENPAVE.

Layerinp dan Slabsinp
LAYERINP atau SLABSINP digunakan untuk membuat data file sebelum
KENLAYER atau KENSLABS dapat dijalankan.

Kenlayer dan Kenslabs
KENLAYER atau KENSLABS merupakan program utama untuk analisis
perkerasan dan dapat dijalankan hanya setelah file data telah diisi.
Program ini akan membaca dari file data dan memulai eksekusi. Selama
eksekusi, beberapa hasil akan muncul di layar untuk member tahu bahwa
program ini berjalan.

LGRAPH atau SGRAPH
LGRAPH atau SGRAPH dapat digunakan untuk menampilkan grafik
rencana dan penampang perkerasan dengan beberapa informasi tentang
input dan output.

Contour
Menu ini berguna untuk plot kontur tekanan atau momen dalam arah x
atau y. plot contour adalah untuk perkerasan kaku.
Universitas Sumatera Utara
III.3. PROGRAM KENLAYER
Program komputer KENLAYER ini hanya dapat diaplikasikan pada jenis
perkerasan lentur tanpa sambungan atau perkerasan kaku
[7]
. Untuk perkerasan
kaku digunakan program KENPAVE bagian KENSLABS. Program KENLAYER
digunakan untuk menentukan rasio kerusakan menggunakan model tekanan
(distress models)[15].
Distress models dalam KENLAYER adalah retak dan deformasi.
Regangan yang menghasilkan retak dan deformasi telah dianggap bagian paling
penting untuk perancangan struktur perkerasan aspal. Salah satunya adalah
regangan tarik horisontal
dibagian bawah lapisan aspal yang menyebabkan
kelelahan retak dan regangan tekan vertikal pada permukaan tanah dasar yang
menyebabkan deformasi permanen atau rutting[15].
Distress model dapat digunakan untuk memprediksi umur perkerasan baru
dengan mengasumsi konfigurasi perkerasan. Jika reliabilitas atau kemampuan
untuk distress tertentu lebih kecil dari tingkat minimum yang dibutuhkan,
konfigurasi perkerasan yang diasumsikan harus diubah.[15]
III.3.1. Dasar teori program KENLAYER
Dasar dari program KENLAYER ini adalah teori sistem lapis banyak.
Teori sistem lapis banyak adalah metode mekanistik dalam perencanaan
perkerasan lentur sebagaimana yang telah diuraikan di BAB dua. KENLAYER
dapat diaplikasikan pada perilaku tiap lapis yang berbeda, seperti linear, non
linear atau viskoelastis. Dan juga empat jenis sumbu roda, yaitu sumbu tunggal
roda tunggal, sumbu tunggal roda ganda, sumbu tandem dan sumbu triple. Pada
Universitas Sumatera Utara
program KENLAYER dimulai dengan input data melalui menu LEYERINP pada
program KENPAVE.
III.3.2. Menu-Menu Pada LAYERINP Pogram KENLAYER

III.3.2.1. Tampilan LAYERINP
Gambar 3.2 menunjukkan tampilan menu LAYERINP. Pada
LAYERINP ada 11 menu. Dari setiap menu harus diisi dengan data yang
ada. Namun, ada menu-menu yang default yang artinya tidak perlu diisi
Karena dengan automatis akan menyesuaikan dengan data yang diisi.
Gambar 3.2. Tampilan Layar LAYERINP
Berikut ini adalah penjelasan dari menu – menu yang ada di dalam
LAYERINP, yaitu:
a. File
Menu ini untuk memilih file yang akan diinput. New untuk file baru
dan Old untuk file yang sudah ada.
Universitas Sumatera Utara
b. General
Dalam menu General terdapat beberapa menu yang harus diinput:

Title
: Judul dari analisa.

MATL
: Tipe dari material. (1) jika seluruh lapis merupakan
linear elastis, (2) jika lapisan merupakan non linear elastis, (3)
jika
lapisan
merupakan
viskoelastis,
(4)
jika
lapisan
merupakan campuran dari ketiga lapisan di atas.
Gambar 3.3. Tampilan Menu General

NDAMA : Analisa kerusakan. (0) jika tidak ada kerusakan
analisis, (1) terdapat kerusakan analisis, ada hasil printout, (2)
terdapat kerusakan analisis, ada hasil printout lebih detail.

DEL
: Akurasi hasil analisa. Standar akurasi 0.001.

NL
: Jumlah layer / lapis, maksimum 19 lapisan
Universitas Sumatera Utara

NZ
: Letak koordinat arah Z yang akan dianalisa. Jika
NDAMA =1 atau 2, maka NZ = 0 karena program akan
menganalisa di koordinat yang mengalami analisa kerusakan.

NSTD
: (1) untuk vertikal displacement, (5) untuk vertikal
displacement dan nilai tegangan, (9) untuk vertikal
displacement, nilai tegangan dan nilai regangan.

NBOND : (1) jika antar semua lapis saling berhubungan / terikat,
(2) jika tiap antar lapisan tidak terikat atau gaya geser
diabaikan.
o NUNIT
: Satuan yang digunakan. (0) satuan English, (1) satuan
SI.
Tabel 3.1. Satuan English dan SI
Satuan
Panjang
Tekanan
Modulus
Satuan English
Inch
Psi
Psi
Satuan SI
cm
kPa
kPa
c. Zcoord
Jumlah poin yang ada dalam menu ini sama dengan jumlah NZ pada
menu General. ZC adalah jarak vertikal atau jarak dalam arah Z dimana
jarak tersebut yang akan dianalisa oleh program. Contoh seperti dalam
gambar, hal itu berarti yang akan dianalisa oleh program adalah pada
kedalaman 4 inch dan 6 inch.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4. Tampilan Layar Zcoord
d. Layer
Jumlah layer yang ada dalam menu ini sama dengan jumlah NL pada
menu General. TH adalah tebal tiap layer / lapis. PR adalah Poisson’s
Ratio tiap layer.
Gambar 3.5. Tampilan Layar Layer
Universitas Sumatera Utara
e. Interface
Menu interface ini berkaitan dengan NBOND yang ada dalam menu
General. Jika NBOND = 1, maka menu interface akan default. Jika
NBOND = 2, maka menu interface akan keluar seperti pada gambar
Gambar 3.6. Tampilan Layar Interface
f. Moduli
Jumlah period dalam menu ini sama dengan jumlah NPY dalam menu
General. Maksimal period dalam menu ini adalah 12. E adalah modulus
elastisitas tiap layer.
g. Load
Jumlah unit yang ada dalam menu ini sama dengan jumlah NLG dalam
menu General. Untuk kolom Load (0) untuk sumbu tunggal roda tunggal,
(1) untuk sumbu tunggal roda ganda, (2) untuk sumbu tandem, (3) untuk
sumbu triple. Kolom CR adalah radius kontak pembebanan. Kolom CP
Universitas Sumatera Utara
adalah nilai beban. Kolom YW dan XW merupakan jarak antar roda arah y
dan arah x. Jika kolom Load = 0, maka kolom YW dan XW = 0. Kolom
NR dan NPT.
Gambar 3.7. Tampilan Layar Load
h. Parameter lain seperti Nonlinear, Viscoelastic, Damage, MohrCoulomb akan mengikuti nilai dengan sendirinya sesuai dengan input
nilai yang dimasukan sebelum data ini.
III.4. DATA MASUKAN (INPUT PROGRAM KENPAVE)
Data yang diperlukan sebagai masukan dalam program KENPAVE adalah
data struktur perkerasan yang berkaitan dengan perencanaan tebal perkerasan
metode mekanistik teori sistem lapis banyak. Data tersebut antara lain; modulus
elastisitas, poisson ratio, tebal lapisan perkerasan, dan kondisi beban. Modulus
elastisitas dari lapisan permukaan sampai tanah dasar yang diperlukan adalah dari
Universitas Sumatera Utara
modulus elastisitas yang telah ditentukan dalam perencanaan dengan metode Bina
Marga. Nilai poisson ratio ditentukan berdasarkan tabel 2.5. Data tebal perkerasan
dari tebal lapisan yang dihasilkan melalui perhitungan metode Bina Marga.
Data kondisi beban terdiri dari data beban roda P(KN/lbs), data tekanan
ban q (Kpa/psi), data jarak antara roda ganda d(cm / inch), dan data jari-jari
bidang kontak a(cm/inch). Pada penelitian ini digunakan data kondisi beban
berdasarkan data yang digunakan di Indonesia[11] sebagai berikut:
o Beban kendaraan Sumbu standar 18.000 pon/8.16 ton
o Tekanan Roda satu ban 0,55 MPa = 5,5 kg/cm2
o Jari-jari bidang kontak 110 mm atau 11 cm
o Jarak antara masing-masing sumbu roda ganda = 33 cm
Gambar 3.8. Sumbu standar Ekivalen di Indonesia
III.5. DATA KELUARAN (OUTPUT PROGRAM)
Setelah semua data yang diperlukan dimasukkan kedalam program
KENPAVE maka program akan menjalankan analisis perkerasan. Keluaran dari
program ini adalah tegangan, regangan, dan lendutan. Ada sembilan keluaran dari
program ini yaitu vertical deflection, vertical stress, major principal stress, minor
Universitas Sumatera Utara
principal stress, intermediate principal stress, vertical strain, major principal
strain, minor principal strain, dan horizontal principal strain. Pada penelitian ini
output yang digunakan adalah vertical strain dan horizontal principal strain untuk
selanjutnya digunakan dalam menghitung jumlah repetisi beban berdasarkan
analisa kerusakan fatigue dan rutting.
III.6. TAHAPAN EVALUASI MENGGUNAKAN PROGRAM KENPAVE
Tahapan perhitungan evaluasi tebal perkerasan metode Bina Marga Pt T01-2002-B dengan menggunakan program KENPAVE adalah sebagai berikut:
1. Menentukan data struktur perkerasan yaitu modulus elastisitas, poisson
ratio, dan tebal perkerasan berdasarkan perencanaan menggunakan metode
Bina Marga 2002
2. Hitung parameter dengan menggunakan teori sistem lapis banyak program
KENPAVE sehingga diperoleh hasil tegangan dan regangan yang terjadi
pada struktur perkerasan.
3. Nilai regangan tarik horisontal di bawah lapisan permukaan perkerasan
dapat digunakan untuk mengetahui jumlah repetisi beban Nf dan nilai
regangan tekan di bawah lapis pondasi bawah atau permukaan tanah dasar
dapat digunakan untuk mengetahui Nd.
4. Periksa nilai Nf dan Nd dengan Nrencana, yang telah direncanakan.
5. Jika Nf atau Nd lebih besar dari Nrencana maka tebal perkerasan yang
dihasilkan melalui perencanana metode Bina Marga 2002 mampu
menahan beban lalu lintas sesuai dengan yang direncanakan.
Universitas Sumatera Utara
6. Jika Nf atau Nd lebih kecil dari Nrencana, maka tebal perkerasan
metode
Bina Marga tidak mampu menahan beban lalu lintas yang direncanakan
berdasarkan teori sistem lapis banyak program KENPAVE.
III.7. METODE BINA MARGA Pt T-01-2002-B
Dalam metode Bina Marga ini ada beberapa istilah dan parameter yang
digunakan untuk perencanaan perkerasan lentur antara lain[3]:
III.7.1. Angka Ekivalen Beban Gandar Sumbu Kendaraan (E)
Angka ekivalen (E) masing-masing golongan beban gandar sumbu
(setiap kendaraan) ditentukan menurut tabel. Tabel ini hanya berlaku
untuk roda ganda. Untuk roda tunggal karakteristik beban yang berlaku
agak berbeda dengan roda ganda. Untuk roda tunggal rumus berikut ini
harus dipergunakan.
Angka Ekivalen roda tunggal =
Beban gandar satu sumbu tunggal dalam kN
52 kN
..(3.1)
III.7.2. Reliabilitas
Konsep reliabilitas merupakan upaya untuk menyertakan derajat
kepastian (degree of certainty) ke dalam proses perencanaan untuk
menjamin bermacam-macam alternative perencanaan akan bertahan
selama selang waktu yang direncanakan (umur rencana). Faktor
perencanaan reliabilitas memperhitungkan kemungkinan variasi perkiraan
lalu-lintas (w18) dan perkiraan kinerja (W18), dan karenanya memberikan
tingkat reliabilitas (R) dimana seksi perkerasan akan bertahan selama
selang waktu yang direncanakan. Pada umumnya, dengan meningkatnya
Universitas Sumatera Utara
volume lalu-lintas dan kesukaran untuk mengalihkan lalu-lintas, resiko
tidak memperlihatkan kinerja yang diharapkan harus ditekan. Hal ini dapat
diatasi dengan memilih tingkat reliabilitas yang lebih tinggi. Tabel 3.2
memperlihatkan rekomendasi tingkat reliabilitas untuk bermacam-macam
klasifikasi jalan. Perlu dicatat bahwa tingkat reliabilitas yang lebih tinggi
menunjukkan jalan yang melayani lalu-lintas paling banyak, sedangkan
tingkat yang paling rendah, 50 % menunjukkan jalan lokal.
Table 3.2 Rekomendasi tingkat reliabilitas untuk bermacam-macam
klasifikasi jalan
Klasifikasi Jalan
Rekomendasi tingkat reliabilitas
Perkotaan
Antar kota
85 – 99,9
80 – 99,9
Arteri
80 – 99
75 – 95
Kolektor
80 – 95
75 – 95
Local
50 – 80
50 – 80
Bebas hambatan
Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur (Pt T-01-2002-B)
Reliabilitas kinerja-perencanan dikontrol dengan faktor reliabilitas
(FR) yang dikalikan dengan perkiraan lalu-lintas (w18) selama umur
rencana untuk memperoleh prediksi kinerja (W18). Untuk tingkat
reliabilitas (R) yang diberikan, reliability factor merupakan fungsi dari
deviasi standar keseluruhan (overall standard deviation,S0) yang
memperhitungkan kemungkinan variasi perkiraan lalu-lintas dan perkiraan
kinerja untuk W18 yang diberikan. Dalam persamaan desain perkerasan
lentur, level of reliabity (R) diakomodasi dengan parameter penyimpangan
normal standar (standard normal deviate, ZR). Tabel 3.3. memperlihatkan
Universitas Sumatera Utara
nilai ZR untuk level of serviceability tertentu. Penerapan konsep reliability
harus memperhatikan langkah-langkah berikut ini:
1) Definisikan klasifikasi fungsional jalan dan tentukan apakah
merupakan jalan perkotaan atau jalan antar kota
2) Pilih tingkat reliabilitas dari rentang yang diberikan pada Tabel 3.3
3) Deviasi standar (S0) harus dipilih yang mewakili kondisi setempat.
Rentang nilai S0 adalah 0,40 – 0,50.
Tabel 3.3 Nilai Penyimpangan normal standar (standar normal deviate)
untuk tingkat reliabilitas tertentu
Reliabilitas, R (%)
Standar normal deviate, Zr
50
0,000
60
-0,253
70
-0,524
75
-0,674
80
-0,841
85
-1,037
90
-1,282
91
-1,340
92
-1,405
93
-1,476
94
-1,555
95
-1,645
96
-1,751
97
-1,881
98
-2,054
99
-2,327
99.9
-3,090
99.99
-3,750
Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur
(Pt T-01-2002-B)
Universitas Sumatera Utara
III.7.3. Lalu Lintas Pada Lajur Rencana
Lalu lintas pada lajur rencana (w18) diberikan dalam kumulatif beban
gandar standar. Untuk mendapatkan lalu lintas pada lajur rencana ini
digunakan perumusan berikut ini :
W18 = DD x DL x
18
…………………………………………(3.2)
Dimana :
DD = faktor distribusi arah.
DL = faktor distribusi lajur.
18 = beban gandar standar kumulatif untuk dua arah.
Pada umumnya DD diambil 0,5. Pada beberapa kasus khusus terdapat
pengecualian dimana kendaraan berat cenderung menuju satu arah
tertentu. Dari beberapa penelitian menunjukkan bahwa DD bervariasi dari
0,3 – 0,7 tergantung arah mana yang ‘berat’ dan ‘kosong’.
Tabel 3.4 Faktor Distribusi Lajur (DD)
Jumlah Lajur Per Arah
% beban gandar standar dalam lajur rencana
1
100
2
80 – 100
3
60 – 80
4
50 – 75
Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur (Pt T-01-2002-B)
Lalu-lintas yang digunakan untuk perencanaan tebal perkerasan lentur
dalam pedoman ini adalah lalu-lintas kumulatif selama umur rencana.
Besaran ini didapatkan dengan mengalikan beban gandar standar
kumulatif pada lajur rencana selama setahun (w18) dengan besaran
Universitas Sumatera Utara
kenaikan lalu lintas (traffic growth). Secara numerik rumusan lalu-lintas
kumulatif ini adalah sebagai berikut :
...........................................................................(3.3)
Dimana :
Wt = jumlah beban gandar tunggal standar kumulatif.
w18 = beban gandar standar kumulatif selama 1 tahun.
n = umur pelayanan (tahun).
g = perkembangan lalu lintas (%).
III.7.4. Koefisien Drainase
Diperkenalkan konsep koefisien drainase untuk mengakomodasi
kualitas sistem drainase yang dimiliki perkerasan jalan. Tabel 3.5
memperlihatkan definisi umum mengenai kualitas drainase.
Tabel 3.5 Definisi Kualitas Drainase
Kualitas drainase
Air hilang dalam
Baik sekali
2 jam
Baik
1 hari
Sedang
1 minggu
Jelek
1 bulan
Jelek sekali
Air tidak akan mengalir
Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan
Lentur (Pt T-01-2002-B)
Kualitas drainase pada perkerasan lentur diperhitungkan dalam
perencanaan dengan menggunakan koefisien kekuatan relatif yang
dimodifikasi. Faktor untuk memodifikasi koefisien kekuatan relatif ini
Universitas Sumatera Utara
adalah koefisien drainase (m) dan disertakan ke dalam persamaan Indeks
Tebal Perkerasan (ITP) bersama-sama dengan koefisien kekuatan relative
(a) dan ketebalan (D).
Tabel 3.6 memperlihatkan nilai koefisien drainase (m) yang
merupakan fungsi dari kualitas drainase dan persen waktu selama setahun
struktur perkerasan akan dipengaruhi oleh kadar air yang mendekati
jenuh.
Tabel 3.6 Koefisien drainase (m) untuk memodifikasi koefisien kekuatan
relative material untreated base dan subbase pada perkerasan lentur.
Persen waktu struktur perkerasan dipengaruhi oleh kadar
Kualitas drainase
air yang mendekati jenuh
<1%
1–5%
5 – 25 %
> 25 %
1,40 – 1,30
1,35 – 1,30
1,30 – 1,20
1,20
Baik Sedang Jelek 1,35 – 1,25
1,25 – 1,15
1,15 – 1,00
1,00
1,25 – 1,15
1,15 – 1,05
1,00 – 0,80
0,80
Baik sekali
Jelek sekali
0,60
1,15 – 1,05Tebal
1,05
– 0,80 Lentur
0,80 –(Pt
0,60
Sumber : Pedoman Perencanaan
Perkerasan
T-01-2002-B)
–
–
–
III.7.5. Indeks Permukaan (IP)
Indeks permukaan ini menyatakan nilai ketidakrataan dan kekuatan
perkerasan yang berhubungan dengan tingkat pelayanan bagi lalu-lintas
yang lewat. Adapun beberapa ini IP beserta artinya adalah seperti yang
tersebut di bawah ini :
IP = 2,5 : menyatakan permukaan jalan masih cukup stabil dan baik.
IP = 2,0 : menyatakan tingkat pelayanan terendah bagi jalan yang masih
mantap.
IP = 1,5 : menyatakan tingkat pelayanan terendah yang masih mungkin
(jalan tidak terputus).
Universitas Sumatera Utara
IP = 1,0 : Menyatakan permukaan jalan dalam keadaan rusak berat
sehingga sangat mengganggu lalu-lintas kendaraan.
Dalam menentukan indeks permukaan (IP) pada akhir umur rencana, perlu
dipertimbangkan faktor-faktor klasifikasi fungsional jalan sebagai mana
diperlihatkan pada Tabel 3.7.
Tabel 3.7. Indeks Permukaan pada Akhir Umur Rencana (IPt)
Klasifikasi Jalan
Lokal
Kolektor
Arteri
Bebas hambatan
1,0 – 1,5
1,5
1,5 – 2,0
-
1,5
1,5 – 2,0
2,0
-
1,5 – 2,0
2,0
2,0 – 2,5
-
-
2,0 – 2,5
2,5
2,5
Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur (Pt T-01-2002-B)
Dalam menentukan indeks permukaan pada awal umur rencana (IP0) perlu
diperhatikan jenis lapis permukaan perkerasan pada awal umur rencana
sesuai dengan Tabel 3.8.
Tabel 3.8. Indeks Permukaan pada Awal Umur Rencana (IP0)
Jenis Lapis Perkerasan
LASTON
LASBUTAG L A P E N
IP0
Ketidakrataan *) (IRI,
m/km)
>4
< 1,0
3,9 – 3,5
> 1,0
3,9 – 3,5
< 2,0
3,4 – 3,0
> 2,0
3,4 – 3,0
< 3,0
2,9 – 2,5
> 3,0
Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur
(Pt T-01-2002-B)
Universitas Sumatera Utara
III.7.6.
Koefisien Kekuatan Relatif
Pedoman ini memperkenalkan korelasi antara koefisien kekuatan
relatif dengan nilai mekanistik, yaitu modulus resilien. Berdasarkan jenis
dan fungsi material lapis perkerasan, estimasi Koefisien Kekuatan Relatif
dikelompokkan ke dalam 5 katagori, yaitu : beton aspal (asphalt concrete),
lapis pondasi granular (granular base), lapis pondasi bawah granular
(granular subbase), cement-treated base (CTB), dan asphalt-treated base
(ATB).
III.7.6.1. Lapis Permukaan Beton Aspal (asphalt concrete surface course)
Gambar 3.9 memperlihatkan grafik yang dipergunakan untuk
memperkirakan Koefisien Kekuatan Relatif lapis permukaan berbeton
aspal bergradasi rapat berdasarkan modulus elastisitas (EAC) pada
suhu 680F (metode AASHTO 4123).
Gambar 3.9 Grafik untuk memperkirakan koefisien kekuatan relatif
lapis permukan bereton aspal bergradasi rapat (a1).
Universitas Sumatera Utara
III.7.6.2.
Lapis Pondasi Granular (granular base layer)
Koefisien Kekuatan Relatif, a2 dapat diperkirakan dengan
menggunakan Gambar 3.10. atau dihitung dengan menggunakan
hubungan berikut :
a2 = 0,249 (log10 EBS) – 0,977 …..……………………..(3. )
Gambar 3.10 Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi granular
(a2).
Universitas Sumatera Utara
III.7.6.3.
Lapis Pondasi Bawah Granular (granular subbase layers)
Koefisien Kekuatan Relatif, a3 dapat diperkirakan dengan
menggunakan Gambar 3.11. atau dihitung dengan menggunakan
hubungan berikut :
a3 = 0,227 (log10 ESB) – 0,839 ……..…………………..(3.5)
Gambar 3.11. Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi
bersemen (a3).
Universitas Sumatera Utara
III.7.6.4.
Lapis Pondasi Bersemen
Gambar 3.12 memperlihatkan grafik yang dapat dipergunakan
untuk memperkirakan Koefisien Kekuatan Relatif, a2 untuk lapis
pondasi bersemen.
Gambar 3.12. Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi
beraspal (a2)
Universitas Sumatera Utara
III.7.6.5.
Lapis Pondasi Beraspal
Gambar 3.13 memperlihatkan grafik yang dapat dipergunakan
untuk memperkirakan Koefisien Kekuatan Relatif, a2 untuk lapis
pondasi beraspal.
Gambar 3.13 Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi granular
(a2)
Universitas Sumatera Utara
III.7.7.
Batas-batas Minimum Tebal Lapisan Perkerasan
Pada saat menentukan tebal lapis perkerasan, perlu dipertimbangkan
keefektifannya dari segi biaya, pelaksanaan konstruksi, dan batasan
pemeliharaan untuk menghindari kemungkinan dihasilkannya perencanaan
yang tidak praktis. Dari segi keefektifan biaya, jika perbandingan antara
biaya untuk lapisan pertama dan lapisan kedua lebih kecil dari pada
perbandingan tersebut dikalikan dengan koefisien drainase, maka
perencanaan yang secara ekonomis optimum adalah apabila digunakan
tebal lapis pondasi minimum. Tabel 3.9 memperlihatkan nilai tebal
minimum untuk lapis permukaan berbeton aspal dan lapis pondasi agregat.
Tabel 3.9. Tebal minimum lapis permukaan berbeton aspal dan lapis
pondasi agregat (inci)
LASBUTA
Lapis
G
pondasi
inci cm
Beton aspal
LAPEN
inci
cm
inci
cm
inci
cm
< 50.000 *)
1,0 *)
2,5
2
5
2
5
4
10
50.001 – 150.000
2,0
5,0
-
-
-
-
4
10
150.001 – 500.000
2,5
6,25
-
-
-
-
4
10
500.001 – 2.000.000
3,0
7,5
-
-
-
-
6
15
2.000.001 – 7.000.000
3,5
8,75
-
-
-
-
6
15
> 7.000.000
4,0
10,0
-
-
-
-
6
15
Lalu-lintas (ESAL)
*) Atau perawatan permukaan
Sumber : Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur (Pt T-01-2002-B)
Universitas Sumatera Utara
III.7.8. Persamaan Bina Marga
Untuk menentukan ITP (indeks tebal perkerasan) suatu perkerasan di
Indonesia biasanya digunakan rumus persamaan Bina Marga yang pada
dasarnya bersumber dari rumus AASHTO. Kemudian rumus tersebut
disesuaikan dengan kondisi yang ada di Indonesia yaitu dengan
menyesuaikan beberapa parameternya.
Persamaan metode Bina Marga 2002 adalah :
………………………………………………………...………….(3.6)
Dimana :
W18 = Perkiraan jumlah beban sumbu standar ekivalen 18-kip
ZR
= Deviasi normal standar
So
= Gabungan standard error untuk perkiraan lalu-lintas dan kinerja
IP
= Perbedaan antara indeks permukaan jalan awal (IPo) dan Indeks
Permukaan jalan akhir design (IPt), (IPo-IPt)
MR
= Modulus resilient
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)
Universitas Sumatera Utara
III.8. PROSEDUR PERENCANAAN PERKERASAN BINA MARGA
Tahapan perhitungan dengan menggunakan Metode Bina Marga Pt T-012002-B dalam menentukan tebal lapis perkerasan pada penelitian ini sebagai
berikut:
1. Menentukan variasi nilai beban lalu lintas rencana
2. Menentukan variasi nilai CBR
3. Tentukan standar normal deviasi (Zr), dan standar deviasi (So), Nilai
standar normal deviasi didapatkan berdasarkan nilai reabilitas.
4. Hitung modulus resilient (MR).
5. Tentukan struktural number (SN), dengan nomogram atau persamaan.
6. Menghitung tebal lapisan perkerasan
Perhitungan perencanaan tebal perkerasan dalam tulisan ini didasarkan
pada kekuatan relatif masing-masing lapisan perkerasan, dengan rumus
sebagai berikut:
ITP = a1D1
2D2
Dimana : a1, a2, a3
D1, D2, D3
3D3
= Koefisien kekuatan relatif bahan perkerasan
= Tebal masing-masing lapis perkerasan (cm)
Jika kualitas drainase dipertimbangkan, maka persamaan di atas
dimodifikasi menjadi:
ITP = a1D1
2D2m2
Dimana : a1, a2, a3
D1, D2, D3
3D3m3
= Koefisien kekuatan relatif bahan perkerasan
= Tebal masing-masing lapis perkerasan (cm)
m2,m3= Koefisien Drainase, Angka 1, 2, dan 3, masing- masing
untuk lapis permukaan, lapis pondasi, dan
lapis pondasi bawah.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1.
PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN LENTUR
METODE
BINA MARGA Pt T-01-2002-B
IV.1.1 Data Perencanaan perkerasan lentur
Data-data perencanaan tebal perkerasan metode Bina Marga menggunakan
data-data yang umum dan diambil dari pedoman dalam perencanaan perkerasan
metode Bina Marga. Data CBR dan jumlah total beban lalu lintas pada tulisan ini
divariasikan. Nilai beban lalu lintas pada tulisan ini ditentukan 500.000 ESAL,
25.000.000 ESAL, dan 200.000.000 ESAL. Nilai CBR dalam penelitian ini
ditentukan 2, 4, 6, 8, dan 10%. Pada penelitian ini struktur perkerasan
direncanakan berupa struktur empat lapis dan struktur dua lapis (full depth).
Selanjutnya penelitian ini akan dilakukan seperti dalam tabel sebagai berikut:
Tabel 4.1. Variasi nilai beban lalu lintas dan nilai CBR
CBR
(%)
2
4
6
8
10
BEBAN LALU LINTAS (ESAL)
0.5 × 106
25 × 106
200 × 106
CBR 2 %, 0.5 × 106
CBR 2 %, 25 × 106
CBR 2 %, 200 × 106
ESAL
ESAL
ESAL
6
6
CBR 4 %, 0.5 × 10
CBR 4 %, 25 × 10
CBR 4 %, 200 × 106
ESAL
ESAL
ESAL
CBR 6 %, 0.5 × 106
CBR 6 %, 25 × 106
CBR 6 %, 200 × 106
ESAL
ESAL
ESAL
CBR 8 %, 0.5 × 106
CBR 8 %, 25 × 106
CBR 8 %, 200 × 106
ESAL
ESAL
ESAL
CBR 10 %, 0.5 × 106
CBR 10 %, 25 × 106
CBR 10 %, 200 × 106
ESAL
ESAL
ESAL
Variasi pada nilai CBR dan nilai ESAL didapat 15 perencanaan tebal
perkerasan sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2. Perencanaan perkerasan
Perencanaan I
Perencanaan II
Perencanaan III
Perencanaan IV
Perencanaan V
Perencanaan VI
Perencanaan VII
Perencanaan VIII
Perencanaan IX
Perencanaan X
Perencanaan XI
Perencanaan XII
Perencanaan XIII
Perencanaan XIV
Perencanaan XV
CBR 2%, 0.5 × 106 ESAL
CBR 4%, 0.5 × 106 ESAL
CBR 6%, 0.5 × 106 ESAL
CBR 8%, 0.5 × 106 ESAL
CBR 10%, 0.5 × 106 ESAL
CBR 2%, 25 × 106 ESAL
CBR 4%, 25 × 106 ESAL
CBR 6%, 25 × 106 ESAL
CBR 8%, 25 × 106 ESAL
CBR10%, 25 × 106 ESAL
CBR 2%, 200 × 106 ESAL
CBR 4%, 200 × 106 ESAL
CBR 6%, 200 × 106 ESAL
CBR 8%, 200 × 106 ESAL
CBR10%, 200 × 106 ESAL
IV.1.2. Asumsi Data-Data Parameter
Data parameter – parameter lainnya yang diasumsikan dalam perencanaan
perkerasan lentur metode Bina Marga ditetapkan sebagai berikut:

Reliabilitas = 95 %

Zr = -1,645

Standar Deviasi (So) = 0,45

Indeks Permukaan awal (IPo) = 4 (Laston)

Indeks Permukaan Akhir (IPt) = 2 (jalan arteri)

Indeks Permukaan hancur (IPf) = 1,5

Bahan Perkerasan

Lapis permukaan : Aspal Beton (AC) 400.000 psi
a1 = 0,42
Lapis pondasi atas : granular, Modulus 30.000 psi
a2 = 0,14
Lapis pondasi bawah : granular, Modulus 17.500 psi
a3 = 0,12
m2, m3 = 1
Universitas Sumatera Utara
IV.1.3. Perhitungan Perencanaan Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur
Empat Lapis

Perencanaan I (CBR 2%, 500.000 ESAL)
Menentukan nilai ITP dengan memasukkan nilai-nilai dari data diatas
kedalam persamaan Bina Marga dibawah ini:
Dengan trial dan error didapat ITP = 4,34
Menentukan tebal lapis perkerasan. Lapis permukaan ditetapkan sebesar
3,5”, pondasi atas sebesar 7,5”, dan pondasi bawah dihitung seperti
berikut:
Universitas Sumatera Utara
ITP = a1D1
2D2m2
3D3m3
4,34 = (0,42 × 3,5) + (0.14 × 7,5 × 1) + (0,12 × D3 × 1)
15,01667”
Besarnya nilai D3 minimum adalah 15,01667” atau 37,992 cm maka
digunakan D3 sebesar 38 cm. tebal lapisan perkerasan perencanaan I yaitu:
a. Lapisan permukaan menggunakan bahan aspal beton (AC) 400.000 psi
dengan tebal 3,5” =8,999 cm ≈9 cm dan koefisien kekuatan relative =
0,42.
b. Pondasi atas meggunakan bahan butiran granular, Modulus 30.000 psi
dengan tebal 7,5” = 18,975 cm ≈ 19 cm dan koefisien kekuatan relative
= 0,14 serta koefisien drainase = 1.
c. Pondasi bawah menggunakan bahan butiran granular, Modulus 17.500
psi dengan tebal 15,01667” = 37,992 cm ≈ 38 cm dan koefisien
kekuatan relative = 0,12 serta koefisien drainase = 1.
Gambar susunan tebal masing-masing lapisan perkerasan perencanaan I
Struktur empat lapis metode Bina Marga dapat dilihat pada gambar 4.1.
D1 = 9 cm
D2 = 19 cm
D3 = 38 cm
Subgrade(CBR 2%)
Gambar 4.1. Susunan tebal lapis perkerasan perencanaan I
Universitas Sumatera Utara
Selanjutnya perhitungan tebal perkerasan perencanaan II sampai
XV dilakukan sama dengan perencanaan satu. Hasil yang didapat
ditunjukkan dalam tabel 4.3. berikut ini:
Tabel 4.3. Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Empat Lapis
Prencanaan
Perkerasan
Lapisan
Permukaan
Lapisan Pondasi
Atas
Lapisan Pondasi
Bawah
Perencanaan I
9
19
38
Perencanaan II
8
18
26
Perencanaan III
7
15
24
Perencanaan IV
7
13
21
Perencanaan V
7
11
19
Perencanaan VI
16
42
52
Perencanaan VII
14
34
41
Perencanaan VIII
13
29
36
Perencanaan IX
12
26
32
Perencanaan X
11
25
31
Perencanaan XI
21
44
76
Perencanaan XII
18
43
54
Perencanaan XIII
16
39
50
Perencanaan XIV
15
36
43
Perencanaan XV
14
33
41
Universitas Sumatera Utara
IV.1.4. Perhitungan Perencanaan Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur
Dua Lapisan (full depth).
Perencanaan tebal perkerasan dengan struktur dua lapisan
menggunakan data yang sama dengan perencanaan struktur empat lapis,
perbedaannya adalah pada perencanaan ini tidak menggunakan bahan
pandasi, perkerasan full depth terdiri dari lapis subgrade dan aspal
concrete.

Perencanaan I (CBR 2%, 500.000 ESAL)
Dengan menggunakan ITP yang sama dengan perencanaan struktur empat
lapis, menggunakan metode Bina Marga tebal perkerasan dihitung dengan
struktur dua lapisan (full depth).
ITP = 4,34
Menentukan tebal lapis perkerasan. Lapis permukaan dihitung seperti
berikut:
ITP = a1D1
4,34 = (0,42 × D1)
10,33”
Besarnya nilai D1 adalah 10,33” atau 26,2 7 cm maka digunakan D1
sebesar 27 cm. tebal lapisan perkerasan perencanaan I yaitu:

Lapisan permukaan menggunakan bahan aspal beton (AC) 400.000 psi
dengan tebal 10,33” = 26,247 cm ≈ 27 cm dan koefisien kekuatan
relative = 0,42.
Universitas Sumatera Utara
Gambar susunan tebal masing-masing lapisan perkerasan perencanaan I
struktur 2 lapis metode Bina Marga dapat dilihat pada gambar 4.2.
D1 = 27 cm
Subgrade(CBR 2%)
Gambar 4.2. Susunan tebal lapis perkerasan perencanaan I
Selanjutnya perhitungan tebal perkerasan struktur dua lapis
perencanaan II sampai XV dilakukan sama dengan perencanaan satu. Hasil
yang didapat ditunjukkan dalam tabel 4.4. berikut ini:
Tabel 4.4. Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Dua Lapis
Prencanaan
Perkerasan
Perencanaan I
Lapisan
Permukaan
27
Perencanaan II
21
Perencanaan III
19
Perencanaan IV
17
Perencanaan V
15
Perencanaan VI
44
Perencanaan VII
36
Perencanaan VIII
32
Perencanaan IX
29
Perencanaan X
27
Perencanaan XI
57
Perencanaan XII
47
Perencanaan XIII
43
Perencanaan XIV
39
36
Perencanaan XV
Universitas Sumatera Utara
IV.2. EVALUASI TEBAL LAPISAN PERKERASAN METODE BINA
MARGA DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM KENPAVE
Setelah
didapat
tebal
perkerasan
melalui
perhitungan
dengan
menggunakan metode Bina Marga Pt-T-01-2002-B, tebal perkerasan yang
dihasilkan dievaluasi menggunakan program KENPAVE bagian KENLAYER.
Data-data pendukung untuk menjalankan program KENLAYER dimasukkan
sehingga didapat nilai tegangan, regangan, dan lendutan. Nilai regangan tarik
horizontal di bawah lapis permukaan, dan regangan tekan vertikal di bawah lapis
pondasi bawah digunakan untuk menghitung nilai repetisi beban. Nilai repetisi
beban Nf dan Nd dihitung menggunakan persamaan 2.14 dan persamaan 2.17.
IV.2.1. Perhitungan evaluasi tebal perkerasan metode Bina Marga Struktur Empat
Lapis

Evaluasi perencanaan I (CBR 2%, 500.000 ESAL) Struktur Empat Lapis
Table 4.5. Data Perencanaan I
Lapisan perkerasan
E (kPa)
µ
Tebal perkerasan
Lapis Permukaan
2800000
0.35
9
Lapis pondasi atas
210000
0.4
19
Lapis pondasi bawah
122500
0.4
38
Tanah dasar
21000
0.45
∞
IV.2.2. Perhitungan dengan program KENPAVE
Langkah evaluasi tebal perkerasan metode Bina Marga dengan
menggunakan program KENPAVE adalah sebagai berikut:
a. Masuk ke menu utama program KENPAVE
b. Pilih menu LAYERINP, pada menu file pilih New.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3.Tampilan Menu LAYERINP
c.
Pada menu General seperti gambar dibawah isi nilai-nilai sesuai dengan
data yang ada.
Gambar 4.4. Tampilan Menu General
Universitas Sumatera Utara
d. Pada menu zcoord nilai yang diisi adalah analisa perkerasan arah vertikal.
Gambar 4.5. Tampilan Menu zcoord
e. Pada menu layer nilai yang diisi adalah tebal perkerasan dan nilai poisson
ratio dari masing-masing lapisan perkerasan.
Gambar 4.6. Tampilan Menu layer
Universitas Sumatera Utara
f. Menu Moduli diisi dengan nilai modulus elastisitas masing-masing lapisan
perkerasan.
Gambar 4.7. Tampilan Menu Moduli
g. Menu Load diisi dengan data yang ada seperti gambar.
Gambar 4.8. Tampilan Menu Load
Universitas Sumatera Utara
Setelah semua data selesai diisi, data disimpan. Selanjutnya kembali ke
menu utama program KENPAVE. Pilih menu KENLAYER sehingga data
dijalankan dan didapat nilai tegangan dan regangan. Hasil akhir dari program ini
dibuka melalui menu editor pada tampilan awal program KENPAVE. Hasilnya
adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9. Tampilan Output program KENPAVE
Universitas Sumatera Utara
Dari data perencanaan I dengan menggunakan program KENPAVE di atas
diperoleh nilai regangan tarik di bawah lapis permukaan sebesar 0.0003026 dan
regangan tekan di bawah pondasi bawah sebesar 0.0005735. Menggunakan
persamaan 2.14 dalam menentukan jumlah repetisi beban dengan analisa retak
fatik akan diperoleh nilai Nf sebesar 499131. Jumlah repetisi beban kedua
diperoleh dari analisa rutting menggunakan persamaan 2.17 didapat nilai Nd
sebesar 443791.
Tabel 4.6. Hasil program KENPAVE
Lokasi
Regangan
tarik
horizontal
di
bawah lapis permukaan
Nilai regangan
Analisa
0.0003026
Nf = 499131
0.0005735
Nd = 4437911
Regangan tekan vertikal di Bagian
atas tanah dasar /bawah lapis
pondasi bawah
Evaluasi tebal perkerasan metode Bina Marga dengan program
KENPAVE dilanjutkan sampai tebal perencanaan XV menghasilkan nilai
regangan seperti pada tabel 4.7. nilai regangan digunakan untuk menghitung
jumlah repetisi beban. Analisa tebal perkerasan metode Bina Marga dapat dilihat
pada tabel 4.8.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.7. Nilai Regangan Tarik Horisontal Dan Regangan Tekan Vertikal
Struktur Empat Lapis
Perencanaan Perkerasan
Perencanaan I
Perencanaan II
Perencanaan III
Perencanaan IV
Perencanaan V
Perencanaan VI
Perencanaan VII
Perencanaan VIII
Perencanaan IX
Perencanaan X
Perencanaan XI
Perencanaan XII
Perencanaan XIII
Perencanaan XIV
Perencanaan XV
CBR 2%, 0.5 × 106 ESAL
6
CBR 4%, 0.5 × 10 ESAL
6
CBR 6%, 0.5 × 10 ESAL
6
CBR 8%, 0.5 × 10 ESAL
6
CBR 10%, 0.5 × 10 ESAL
6
CBR 2%, 25 × 10 ESAL
6
CBR 4%, 25 × 10 ESAL
6
CBR 6%, 25 × 10 ESAL
6
CBR 8%, 25 × 10 ESAL
6
CBR10%, 25 × 10 ESAL
6
CBR 2%, 200 × 10 ESAL
6
CBR 4%, 200 × 10 ESAL
6
CBR 6%, 200 × 10 ESAL
6
CBR 8%, 200 × 10 ESAL
6
CBR10%, 200 × 10 ESAL
Regangan
Tarik
Horizontal
Regangan
Tekan
Vertikal
0.0003026
0.0005735
0.0003279
0.0006119
0.000354
0.0006021
0.0003599
0.0005812
0.0003656
0.0005607
0.0001767
0.0002339
0.0002054
0.0002344
0.0002224
0.0002386
0.00024
0.0002426
0.0002577
0.0002307
0.0001328
0.0001328
0.0001572
0.000145
0.0001772
0.0001417
0.0001904
0.0001453
0.0002047
0.000143
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.8. Hasil Evaluasi Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Empat
Lapis Dengan Program KENPAVE
Perencanaan
Perkerasan
Beban lalu
lintas
rencana
Repetisi Beban
Nf
Nd
Perencanaan I
0.5 × 106
499131
443791
Perencanaan II
0.5 × 106
383221
332020
Perencanaan III
0.5 × 106
297841
356908
Perencanaan IV
0.5 × 106
282072
418068
Perencanaan V
0.5 × 106
267855
490982
Perencanaan VI
25 × 106
2931557
24602789
Perencanaan VII
25 × 106
1786429
24368705
Perencanaan VIII
25 × 106
1375097
22506196
Perencanaan IX
25 × 106
1070234
20891834
Perencanaan X
25 × 106
846791
26167882
Perencanaan XI
200 × 106
7504279
310152202
Perencanaan XII
200 × 106
4307532
209260908
Perencanaan XIII
200 × 106
2904422
231979620
Perencanaan XIV
200 × 106
2292820
207333508
Perencanaan XV
200 × 106
1806613
222686153
Analisan Beban
Lalu Lintas
Nf dan Nd < Nr
Tidak OK
Nf dan Nd < Nr
Tidak OK
Nf dan Nd < Nr
Tidak OK
Nf dan Nd < Nr
Tidak OK
Nf dan Nd < Nr
Tidak OK
Nf dan Nd < Nr
Tidak OK
Nf dan Nd < Nr
Tidak OK
Nf dan Nd < Nr
Tidak OK
Nf dan Nd < Nr
Tidak OK
Nf < Nr Tidak
OK
Nf < Nr Tidak
OK
Nf < Nr Tidak
OK
Nf < Nr Tidak
OK
Nf < Nr Tidak
OK
Nf < Nr Tidak
OK
Dari hasil perhitungan evaluasi yang ditunjukkan dalam tabel 4.8. tebal
perkerasan metode Bina Marga Struktur empat lapis dengan menggunakan
program KENPAVE, pada perencanaan I sampai perencanaan V dengan beban
lalu lintas rencana 500000 ESAL jumlah repetisi beban Nf
dan Nd yang
dihasilkan bernilai lebih kecil dari beban lalu lintas rencana, pada perencanaan VI
Universitas Sumatera Utara
sampai X dengan beban lalu lintas rencana 25 × 106 juga menghasilkan jumlah
repetisi beban Nf dan Nd bernilai lebih kecil dari beban lalu lintas rencana,
sedangkan pada perencanaan XI sampai XV dengan beban lalu lintas rencana
200×106 jumlah repetisi beban berdasarkan anlisa rutting Nd lebih besar dari
beban lalu lintas rencana akan tetapi jumlah repetisi beban berdasarkan analisa
fatigue lebih kecil dari beban lalu lintas rencana. Jadi dapat disimpulkan tebal
perkerasan yang direncanakan dengan metode Bina Marga Pt-T-01-2002-B
dengan struktur empat lapis tidak mampu menahan beban lalu lintas yang
direncanakan.
IV.2.3. Perhitungan Evaluasi Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Dua
Lapis (full depth)

Evaluasi perencanaan I (CBR 2%, 500.000 ESAL)
Table 4.9. Data Perencanaan I Struktur Dua Lapis
Lapis
Lapis Permukaan
Tanah dasar
E (kPa)
µ
Tebal perkerasan
2800000
0.35
27
21000
0.45
∞
Dari data perencanaan I struktur dua lapis dengan menggunakan
program KENPAVE diperoleh nilai regangan tarik di bawah lapis
permukaan sebesar 0.000169 dan regangan tekan di bawah pondasi bawah
sebesar 0.0004032.
Menggunakan persamaan 2.14 dalam menentukan jumlah repetisi
beban dengan analisa retak fatik diperoleh nilai Nf sebesar 3394522.
Jumlah repetisi beban kedua diperoleh dari analisa rutting menggunakan
persamaan 2.17 didapat nilai Nd sebesar 2148905.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.10. Hasil program KENPAVE
Lokasi
Regangan
tarik
horizontal
Nilai regangan
Analisa
0.000169
Nf = 3394522
0.0004032
Nd = 2148905
di
bawah lapis permukaan
Regangan tekan vertikal di Bagian
atas tanah dasar /bawah lapis
pondasi bawah
Evaluasi tebal perkerasan metode Bina Marga struktur dua lapis
dengan program KENPAVE dilanjutkan sampai perencanaan XV. Hasil
perhitungan dan analisa dapat dilihat pada tabel 4.11. di bawah ini:
Tabel 4.11. Nilai Regangan Tarik Horisontal Dan Regangan Tekan Vertikal
Struktur Dua Lapis
Perencanaan Perkerasan
Perencanaan I
Perencanaan II
Perencanaan III
Perencanaan IV
CBR 2%, 0.5 × 106 ESAL
6
CBR 4%, 0.5 × 10 ESAL
6
CBR 6%, 0.5 × 10 ESAL
6
CBR 8%, 0.5 × 10 ESAL
6
Regangan
Tarik
Horizontal
Regangan
Tekan
Vertikal
0.000169
0.0004032
0.0002126
0.0004767
0.0002192
0.0004793
0.000231
0.0005011
Perencanaan V
CBR 10%, 0.5 × 10 ESAL
0.0002465
0.0005374
Perencanaan VI
CBR 2%, 25 × 106 ESAL
0.00007496
0.0001846
0.00008843
0.0002139
0.0001037
0.0002269
0.0001126
0.0002373
0.0001252
0.0002609
0.0000471
0.0001173
0.0000592
0.000139
0.00006377
0.0001443
0.00007055
0.0001548
0.00007613
0.0001626
Perencanaan VII
Perencanaan VIII
Perencanaan IX
Perencanaan X
Perencanaan XI
Perencanaan XII
Perencanaan XIII
Perencanaan XIV
Perencanaan XV
6
CBR 4%, 25 × 10 ESAL
6
CBR 6%, 25 × 10 ESAL
6
CBR 8%, 25 × 10 ESAL
6
CBR10%, 25 × 10 ESAL
6
CBR 2%, 200 × 10 ESAL
6
CBR 4%, 200 × 10 ESAL
6
CBR 6%, 200 × 10 ESAL
6
CBR 8%, 200 × 10 ESAL
6
CBR10%, 200 × 10 ESAL
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.12. Hasil Evaluasi Tebal Perkerasan Metode Bina Marga Struktur Dua
Lapis Dengan Program KENPAVE
Perencanaan
Perkerasan
Repetisi Beban
Beban lalu
lintas rencana
Nf
Nd
Perencanaan I
0.5 × 106
3394522
2148905
Perencanaan II
0.5 × 106
1594936
1015381
Perencanaan III
0.5 × 106
1442273
990953
Perencanaan IV
0.5 × 106
1213687
812028
Perencanaan V
0.5 × 106
980131
593731
Perencanaan VI
25 × 106
49282155
70992643
Perencanaan VII
25 × 106
28608459
36709542
Perencanaan VIII
25 × 106
16936589
28187828
Perencanaan IX
25 × 106
12916385
23063471
Perencanaan X
25 × 106
9110411
15086142
Perencanaan XI
200 × 106
227427004
540611713
Perencanaan XII
200 × 106
107162565
252845594
Perencanaan XIII
200 × 106
83899854
213844107
Perencanaan XIV
200 × 106
60165863
156144999
Perencanaan XV
200 × 106
46833175
125298534
Analisan
Beban Lalu
Lintas
Nf & Nd > Nr
OK
Nf & Nd > Nr
OK
Nf & Nd > Nr
OK
Nf & Nd > Nr
OK
Nf & Nd > Nr
OK
Nf & Nd > Nr
OK
Nf & Nd > Nr
OK
Nf < Nr Tidak
OK
Nf < Nr Tidak
OK
Nf < Nr Tidak
OK
Nf & Nd > Nr
OK
Nf < Nr Tidak
OK
Nf < Nr Tidak
OK
Nf & Nd < Nr
Tidak OK
Nf & Nd < Nr
Tidak OK
Dari hasil evaluasi tebal perkerasan metode Bina Marga struktur dua lapis
(full depth) dengan menggunakan program KENPAVE diatas, pada perencanaan I
sampai perencanaan V dengan beban lalu lintas rencana 500000 ESAL jumlah
repetisi beban Nf dan Nd yang dihasilkan lebih besar dari beban lalu lintas
rencana jadi tebal perkerasan mampu menahan beban lalu lintas sesuai dengan
Universitas Sumatera Utara
yang direncanakan. Pada perencanaan VI sampai perencanaan X dengan beban
lalu lintas rencana 25 × 106 hanya pada perencanaan VI dan VII yang
menghasilkan jumlah repetisi beban Nf dan Nd lebih besar dari beban lalu lintas
rencana, perencanaan VII, perencanaan IX, dan Perencanaan X jumlah repetisi
beban yang dihasilkan lebih kecil dari beban lalu lintas yang direncanakan. Pada
perencanaan XI sampai XV dengan beban lalu lintas rencana 200 × 106 hanya
pada perencanaan XI yang menghasilkan repetisi beban Nf dan Nd lebih besar
dari beban lalu lintas yang direncanakan, sedangkan pada perencanaan XII sampai
XV jumlah repetisi beban yang dihasilkan lebih kecil dari beban lalu lintas
rencana.
IV.3. PERENCANAAN
TEBAL
PERKERASAN
LENTUR
MENGGUNAKAN PROGRAM KENPAVE
Perencanaan tebal perkerasan yang direncanakan dengan menggunakan
metode Bina Marga setelah dievaluasi dengan menggunakan program KENPAVE
tidak mampu menahan beban lalu lintas yang direncanakan. Tebal perkerasan
direncanakan ulang menggunakan program KENPAVE untuk mendapatkan tebal
perkerasan yang mampu menahan beban lalu lintas yang direncanakan.
Perencanaan tebal perkerasan menggunakan program KENPAVE adalah
dengan mengasumsikan tebal lapisan perkerasan sampai tebal yang diasumsi
menghasilkan nilai Nf dan Nd lebih besar dari Nrencana. Data-data modulus
elastisitas, poisson ratio, dan beban pada permukaan perkerasan sesuai dengan
data yang telah ditetapkan pada perencanaan I sampai perencanaan XV.
Universitas Sumatera Utara

Perencanaan I program KENPAVE (CBR 2%, 500.000 ESAL)
Table 4.13. Asumsi pertama tebal lapis perkerasan program KENPAVE
Lapis
E (kPa)
µ
Tebal perkerasan
Lapis Permukaan
2800000
0.35
15
Lapis pondasi atas
210000
0.4
25
Lapis pondasi bawah
122500
0.4
40
Tanah dasar
21000
0.45
∞
Dengan menggunakan program KENPAVE didapat nilai regangan
tarik horizontal sebesar 0,0001995 dan nilai regangan tekan vertikal
sebesar 0,0003630. Jumlah repetisi beban dengan analisa retak fatik
diperoleh nilai Nf sebesar 1966264 dan Jumlah repetisi beban kedua
diperoleh dari analisa rutting dengan nilai Nd sebesar 3438988. Jumlah
repetisi beban (Nf dan Nd) bernilai lebih besar dari Nrencana, sehingga
dapat disimpulkan bahwa asumsi tebal perkerasan mampu menahan beban
lalu lintas sesuai dengan rencana.
Jumlah repetisi beban yang didapat dari asumsi tebal perkerasan jauh
lebih besar dari jumlah repetisi beban rencana. Dengan menggunakan cara
yang sama, tebal perkerasan diasumsikan kembali dengan tebal perkerasan
yang lebih tipis sampai diperoleh nilai optimum jumlah repetisi beban
yang mendekati nilai repetisi beban rencana yaitu 500000.
Universitas Sumatera Utara
Table 4.14. Asumsi kedua tebal lapis perkerasan program KENPAVE
Lapis
E (kPa)
µ
Tebal perkerasan
Lapis Permukaan
2800000
0.35
10
Lapis pondasi atas
210000
0.4
25
Lapis pondasi bawah
122500
0.4
35
Tanah dasar
21000
0.45
∞
Nilai regangan tarik horizontal sebesar 0,0002770 dan nilai
regangan tekan vertikal sebesar 0,0005015. Jumlah repetisi beban dengan
analisa retak fatigue diperoleh nilai Nf sebesar 667656 dan repetisi beban
kedua diperoleh dari analisa rutting dengan nilai Nd sebesar 809133.
Jumlah repetisi beban (Nf dan Nd) mendekati nilai Nrencana sebesar 500000.
Tebal asumsi yang direncanakan dengan program KENPAVE telah
memenuhi.
Gambar susunan tebal lapisan dengan program KENPAVE adalah sebagai
berikut:
D1 = 10 cm
D2 = 25 cm
D3 = 35 cm
Subgrade (CBR 2%)
Gambar 4.10. Susunan tebal lapisan perkerasan dengan program
KENPAVE
Universitas Sumatera Utara
Dengan mengasumsikan tebal perkerasan yang dilakukan sama
dengan perencanaan I didapat tebal perkerasan yang memenuhi kriteria
kerusakan fatigue dan rutting untuk perencanaan II sampai dengan
perencanaan XV. Tebal perkerasan yang dihasilkan adalah sebagai berikut:
Tabel 4.15. Tebal perkerasan dengan Program KENPAVE
Prencanaan
Perkerasan
Perencanaan I
Perencanaan II
Perencanaan III
Perencanaan IV
Perencanaan V
Perencanaan VI
Perencanaan VII
Perencanaan VIII
Perencanaan IX
Perencanaan X
Perencanaan XI
Perencanaan XII
Perencanaan XIII
Perencanaan XIV
Perencanaan XV
Lapisan
Permukaan
10
10
10
10
10
29
29
29
29
29
45
45
44
44
43
Lapisan Pondasi
Atas
25
20
18
15
15
40
38
36
35
30
55
53
52
50
45
Lapisan Pondasi
Bawah
35
30
28
25
20
60
55
50
45
40
85
80
75
70
65
Jumlah repetisi beban berdasarkan analisa kerusakan fatigue dan
rutting yang dihasilkan dari tebal perkerasan yang direncanakan dengan
program KENPAVE sudah lebih besar dari beban lalu lintas rencana,
Sehingga struktur perkerasan tersebut mampu menahan beban lalu lintas
sesuai rencana. Dari hasil perhitungan didapat bahwa tebal perkerasan
yang direncanakan dengan program KENPAVE lebih besar dari tebal
perkerasan yang direncanakan menggunakan metode Bina Marga Pt T-012002-B.
Universitas Sumatera Utara
IV.4. ANALISIS HASIL PERHITUNGAN
Perencanaan tebal perkerasan dengan menggunakan metode Bina Marga
yang direncanakan dengan struktur empat lapis dan struktur dua lapis (full depth)
setelah dievaluasi menggunakan program KENPAVE menghasilkan jumlah
repetisi beban yang jauh berbeda. Pada struktur empat lapis jumlah repetisi beban
yang dihasilkan lebih kecil dari struktur dua lapis (full depth). Tebal perkerasan
dengan struktur empat lapis jumlah repetisi beban yang dihasilkan untuk semua
variasi lebih kecil dari repetisi beban rencana, sehingga disimpulkan tebal
perkerasan tidak mampu menahan beban lalu lintas rencana, sedangkan yang
direncanakan dengan struktur dua lapis (full depth) pada beberapa variasi
menghasilkan jumlah repetisi beban yang lebih besar dari beban lalu lintas
rencana, hal ini dapat disebabkan karena perbedaan antara metode empiris Bina
Marga dan metode Mekanistik.
Perbedaan antara metode empiris Bina Marga dengan metode mekanistik
program KENPAVE adalah Pada metode empiris Bina Marga parameter CBR
tanah dasar, beban lalu lintas rencana, nilai reliabilitas, Indeks Permukaan,
koefisien drainase dan parameter lainnya menentukan ketebalan perkerasan yang
diperlukan, sedangkan pada metode mekanistik program KENPAVE parameter
struktural (modulus elastisitas dan poisson ratio), beban statik, dan tebal
perkerasan yang menjadi kriteria perencanaan tebal perkerasan.
Universitas Sumatera Utara
Berikut ini adalah grafik hubungan nilai CBR dan Beban lalu lintas rencana
terhadap jumlah repetisi beban menggunakan program KENPAVE.
Grafik Jumlah Repetisi Beban Struktur Empat Lapis
600000
600000
500000
500000
400000
400000
300000
300000
200000
200000
100000
100000
Repetisi Beban
Repetisi Beban
Beban Lalu Lintas Rencana 0.5 × 10^6
Nf
0
0
2
4
6
CBR (%)
8
10
Nd
Grafik 4.2. Hubungan Tebal Perkerasan dan beban lalu lintas rencana 0.5
× 106 dengan jumlah repetisi beban.
3500000
30000000
3000000
25000000
2500000
20000000
2000000
15000000
1500000
Repetisi Beban
Beban Lalu Lintas Rencana 25 × 10^6
Repetisi Beban

10000000
1000000
5000000
500000
0
0
2
4
6
8
10
Nf
Nd
CBR (%)
Grafik 4.3. Hubungan Tebal Perkerasan dan beban lalu lintas rencana 25 ×
106 dengan jumlah repetisi beban.
Universitas Sumatera Utara
16000000
350000000
14000000
300000000
Repetisi Beban
12000000
250000000
10000000
200000000
8000000
150000000
6000000
Repetisi Beban
Beban Lalu Lintas Rencana 200 × 10^6
100000000
4000000
50000000
2000000
0
0
2
4
6
8
Nf
10
Nd
CBR (%)
Grafik 4.4. Hubungan Tebal Perkerasan dan beban lalu lintas rencana 200
× 106 dengan jumlah repetisi beban.
Grafik Jumlah Repetisi Beban Struktur Dua Lapis (full depth)
Beban Lalu Lintas Rencana 0,5 × 10^6
4000000
3500000
3000000
Repetisi Beban

2500000
2000000
Nf
1500000
Nd
1000000
500000
0
2
4
6
8
10
CBR (%)
Grafik 4.5. Hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas
rencana 0.5 × 106 dengan jumlah repetisi beban.
Universitas Sumatera Utara
Beban Lalu Lintas Rencana 25 × 10^6
75000000
Repetisi Beban
65000000
55000000
45000000
35000000
Nf
25000000
Nd
15000000
5000000
2
4
6
8
10
CBR (%)
Grafik 4.6. Hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas
rencana 25 × 106 dengan jumlah repetisi beban.
Beban Lalu Lintas Rencana 200 × 10^6
600000000
Repetisi Beban
500000000
400000000
300000000
Nf
200000000
Nd
100000000
0
2
4
6
8
10
CBR (%)
Grafik 4.7. Hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas
rencana 200 × 106 dengan jumlah repetisi beban.
Dari grafik hubungan variasi CBR tanah dasar dan beban lalu lintas
rencana dengan jumlah repetisi beban diatas dapat dilihat bahwa tebal
perkerasan pada CBR tanah dasar yang kecil menghasilkan repetisi beban
Universitas Sumatera Utara
yang besar, sedangkan pada CBR tanah dasar yang besar menghasilkan
jumlah repetisi beban yang kecil. Hal ini terjadi karena perencanaan tebal
perkerasan dengan menggunakan metode Bina Marga pada CBR tanah
dasar yang kecil menghasilkan tebal perkerasan yang besar, dengan
menggunakan program KENPAVE tebal perkerasan yang besar regangan
yang dihasilkan kecil dan dihasilkan jumlah repetisi beban yang besar,
sedangkan pada CBR tanah dasar yang besar menghasilkan tebal
perkerasan yang kecil sehingga regangan yang di hasilkan besar dan
menghasilkan jumlah repetisi beban yang kecil.
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1.
KESIMPULAN
Berdasarkan analisa dan evaluasi yang dilakukan, maka didapat beberapa
ringkasan dan kesimpulan antara lain sebagai berikut:
1. Pada penelitian ini dilakukan evaluasi tebal perkerasan metode empiris
Bina Marga Pt T-01-2002-B dengan metode Mekanistik menggunakan
program KENPAVE. Perencanaan tebal perkerasan metode Bina
Marga Pt T-01-2002-B direncanakan dengan struktur empat lapis dan
struktur dua lapis (full depth). Evaluasi dilakukan dengan menghitung
regangan yang terjadi pada perkerasan.
2. Tebal perkerasan lentur yang direncanakan dengan metode Bina Marga
Pt T-01-2002-B struktur empat lapis pada semua variasi CBR tanah
dasar dan beban lalu lintas rencana menghasilkan jumlah repetisi
beban yang lebih kecil dari repetisi beban rencana.
3. Tebal perkerasan lentur yang direncanakan dengan struktur dua lapis
(full depth) jumlah repetisi beban dengan beban lalu lintas rencana
0,5×106 ESAL dengan variasi CBR 2%, 4%, 6%, 8%, 10% lebih besar
dari jumlah repetisi beban rencana, untuk beban lalu lintas rencana
25×106 ESAL tebal perkerasan yang dihasilkan menghasilkan jumlah
reptisi baban yang lebih besar dari repetisi beban rencana pada variasi
CBR 2%, dan 4%, untuk CBR 6%, 8%, dan 10% tebal perkerasan
menghasilkan jumlah repetisi baban yang lebih kecil dari yang
direncanakan, dan untuk beban lalu lintas rencana 200×106 ESAL tebal
Universitas Sumatera Utara
perkerasan menghasilkan jumlah repetisi beban yang lebih besar dari
repetisi beban rencana hanya pada variasi CBR 2%, pada CBR 4%,
6%, 8%, dan 10% tebal perkerasan menghasilkan jumlah repetisi
beban yang lebih kecil dari repetisi beban rencana.
4. Dari hasil evaluasi didapat bahwa jumlah repetisi beban yang
dihasilkan tebal perkerasan yang direncanakan dengan metode empiris
Bina Marga sangat dipengaruhi oleh ketebalan setiap lapisan
perkerasan, semakin tebal lapisan perkerasan semakin besar jumlah
repetisi beban, Karena pada metode mekanistik program KENPAVE
tebal perkerasan sangat mempengaruhi jumlah repetisi beban.
5. Terdapat perbedaan antara metode empiris Bina Marga dengan metode
mekanistik program KENPAVE. Pada metode empiris Bina Marga
parameter CBR tanah dasar, beban lalu lintas rencana, nilai reliabilitas,
Indeks Permukaan, koefisien drainase dan parameter lainnya
menentukan ketebalan perkerasan yang diperlukan, sedangkan pada
metode mekanistik program KENPAVE parameter struktural (modulus
elastisitas dan poisson ratio), beban statik, dan tebal perkerasan yang
menjadi kriteria perencanaan tebal perkerasan.
Universitas Sumatera Utara
V.2.
SARAN
1. Dalam perencanaan tebal perkerasan di Indonesia sebaiknya perlu
mempertimbangkan metode mekanistik dalam merencanakan tebal
perkerasan, karena metode mekanistik memiliki kelebihan dalam
memprediksi jenis kerusakan yang lebih rasional dengan menghitung
regangan yang terjadi pada struktur perkerasan.
2. Persamaan analisa kerusakan untuk menghitung jumlah repetisi beban
adalah persamaan yang dikeluarkan Asphalt Institute Amerika, apabila
digunakan di Indonesia perlu diadakan terlebih dahulu kajian terhadap
kesesuaian dengan kondisi Indonesia.
Universitas Sumatera Utara
BAB II
METODE PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN LENTUR
II.1.
UMUM
Perkerasan jalan adalah campuran antara agregat dan bahan ikat yang
digunakan untuk melayani beban lalu lintas[6]. Perkerasan merupakan struktur
yang terdiri dari banyak lapisan yang dibuat untuk menambah daya dukung tanah
agar dapat memikul repetisi beban lalu lintas sehingga tanah tidak mengalami
deformasi yang berarti[13]. Perkerasan atau struktur perkerasan didefenisikan
sebagai struktur yang terdiri dari satu atau lebih lapisan perkerasan yang dibuat
dari bahan yang memiliki kualitas yang baik[14]. Jadi, perkerasan jalan adalah
suatu konstruksi yang dibangun di atas lapisan tanah dasar (subgrade), yang
berfungsi untuk menopang beban lalu lintas[5]. Perkerasan dimaksudkan untuk
memberikan permukaan yang halus dan aman pada segala kondisi cuaca, serta
tebal dari setiap lapisan harus cukup aman untuk memikul beban yang bekerja di
atasnya, oleh karena itu pada waktu penggunaannya diharapkan tidak mengalami
kerusakan-kerusakan yang dapat menurunkan kualitas pelayanan lalu lintas.
Kinerja perkerasan jalan dilihat dari kemampuan perkerasan itu menerima
beban berulang yang bekerja di atasnya. Setiap kali muatan lewat, terjadi
deformasi pada permukaan perkerasan. Apabila muatan ini berlebihan atau lapisan
pendukung tersebut kehilangan kekuatannya, pengulangan beban menyebabkan
terjadinya gelombang atau retakan yang akan berlanjut kepada kualitas keamanan
dan kenyamanan dalam berkendara (fungsional) dan akhirnya mengakibatkan
keruntuhan pada badan jalan itu sendiri (struktural/wujud perkerasan). Untuk
mendapatkan perkerasan yang memiliki daya dukung yang baik dan memenuhi
Universitas Sumatera Utara
faktor keawetan dan faktor ekonomis yang diharapkan maka perkerasan dibuat
berlapis-lapis. Berdasarkan bahan pengikatnya perkerasan jalan dibagi menjadi
dua,[11] yaitu :
a. Perkerasan lentur (flexible pavement)
Perkerasan lentur merupakan perkerasan yang menggunakan aspal
sebagai bahan pengikatnya. Yang terdiri dari lapisan – lapisan yang
diletakkan di atas tanah dasar yang dipadatkan.
lapis permukaan (surface)
lapis pondasi atas (base)
lapis pondasi bawah
(subbase)
tanah dasar (subgrade)
Gambar 2.1 Lapisan Perkerasan Lentur
b. Perkerasan kaku (rigid pavemet)
Perkerasan kaku merupakan suatu susunan konstruksi perkerasan
dimana sebagai lapisan atasnya digunakan pelat beton, yang terletak di
atas pondasi atau langsung di atas tanah dasar. Lapisan – lapisan
perkerasan kaku adalah seperti gambar 2.2 di bawah ini.
plat beton (concrete slab)
lapis
pondasi
(subbase)
bawah
tanah dasar (subgrade)
Gambar 2.2 Lapisan Perkerasan Kaku
Universitas Sumatera Utara
Selain dari kedua jenis tersebut, sekarang telah banyak digunakan jenis
gabungan (composite pavement).[5]
c. Perkerasan komposit (composite pavement)
Perkerasan
komposit
merupakan
perkerasan
kaku
yang
dikombinasikan dengan perkerasan lentur. Perkerasan lentur di atas
perkerasan kaku atau sebaliknya.
lapis permukaan (surface)
plat beton (concrete slab)
lapis
pondasi
(subbase)
bawah
tanah dasar
Gambar 2.3 Lapisan Perkerasan Komposit
d. Perbedaan antara perkerasan lentur dan pekerasan kaku
Perbedaan antara pekerasan lentur dan perkerasan kaku dapat dilihat
pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Perbedaan Perkerasan Lentur dan Pekerasan Kaku
1
Perkerasan Lentur
Perkerasan Kaku
Aspal
Semen
Repetisi
Timbul rutting (lendutan
Timbul retak-retak pada
Beban
pada jalur roda)
permukaan
Penurunan
Jalan bergelombang
Bersifat sebagai balok
Tanah Dasar
(mengikuti tanah dasar)
diatas perletakan
Perubahan
Modulus kekakuan
Modulus kekakuan tidak.
Temperatur
berubah. Timbul tegangan
berubah timbul tegangan
dalam yang kecil
dalam yang besar
Bahan
Pengikat
2
3
4
Sumber : Silvia Sukirman (1999)
Universitas Sumatera Utara
II.2.
PERKERASAN LENTUR
II.2.1. Lapisan Perkerasan Lentur
Lapisan pada perkerasan lentur berfungsi untuk menerima beban lalu
lintas dan menyebarkannya ke lapisan di bawahnya. Beban lalu lintas
dilimpahkan keperkerasan jalan melalui bidang kontak roda kendaraan berupa
beban terbagi rata.[11] Beban tersebut diterima oleh lapisan permukaan dan
disebarkan ke tanah dasar. Lapisan konstruksi perkerasan lentur pada
umumnya terdiri dari lapis permukaan, lapis pondasi atas, lapisan pondasi
bawah, dan tanah dasar. Tiap lapisan mempunyai fungsi masing – masing
dalam menerima beban dari lapisan atasnya.
a. Lapis Permukaan (surface course)
Lapisan permukaan pada umumnya dibuat dengan menggunakan
bahan pengikat aspal, sehingga menghasilkan lapisan yang kedap air
dengan stabilitas yang tinggi dan daya tahan yang lama. Lapisan ini
terletak paling atas, yang berfungsi sebagai berikut:

Menahan beban roda, oleh karena itu lapisan perkerasan ini harus
mempunyai stabilitas tinggi untuk menahan beban roda selama
masa layan.

Lapisan kedap air, sehingga air hujan tidak meresap ke lapisan di
bawahnya yang akan mengakibatkan kerusakan pada lapisan
tersebut.

Lapis aus, lapisan yang langsung terkena gesekan akibat rem
kendaraan sehingga mudah menjadi aus.
Universitas Sumatera Utara

Lapis yang menyebarkan beban ke lapisan bawahnya, sehingga
dapat dipikul oleh lapisan lain.
Jenis lapis permukaan yang banyak digunakan di Indonesia adalah
sebagai berikut[11]:

Burtu (laburan aspal satu lapis), yaitu lapis penutup yang terdiri
dari lapisan aspal yang ditaburi satu lapis agregat bergradasi
seragam dengan tebal maksimal 2 cm.

Burda (laburan aspal dua lapis), yaitu lapis penutup yang teridri
dari lapisan aspal ditaburi agregat dua kali secara berurutan dengan
tebal maksimal 3,5 cm.

Latasir (lapis tipis aspal pasir), yaitu lapis penutup yang terdiri dari
lapisan aspal dan pasir alam bergradasi menerus dicampur,
dihampar dan dipadatkan pada suhu tertentu dengan tebal 1-2 cm.

Lataston (lapis tipis aspal beton), yaitu lapis penutup yang terdiri
dari campuran antara agregat bergradasi timpang, mineral pengisi
dan aspal keras dengan perbandingan tertentu dan tebal antara 2 –
3,5 cm.
Jenis lapisan di atas merupakan jenis lapisan yang bersifat
nonstructural yang berfungsi sebagai lapisan aus dan kedap air. Jenis
lapisan berikutnya merupakan jenis lapisan yang bersifat structural yang
berfungsi sebagai lapisan yang menahan dan menyebarkan beban roda,
antara lain:
Universitas Sumatera Utara

Penetrasi macadam (lapen), yaitu lapis pekerasan yang terdiri dari
agregat pokok dan agregat pengunci bergradasi terbuka dan
seragam yang diikat oleh aspal dengan cara disemprotkan
diatasnya dan dipadatkan lapis demi lapis. Tebal lapisan bervariasi
antara 4 – 10 cm.

Lasbutag, yaitu lapisan yang terdiri dari campuran antara agregat,
asbuton dan bahan pelunak yang diaduk, dihampar dan dipadatkan
secara dingin. Tebal lapisan padat antara 3 – 5 cm.

Laston (lapis aspal beton), yaitu lapis perkerasan yang terdiri dari
campuran aspal keras dengan agregat yang mempunyai gradasi
menerus dicampur, dihampar dan dipadatkan pada suhu tertentu.
Laston terdiri dari 3 macam campuran, Laston Lapis Aus (ACWC), Laston Lapis Pengikat (AC-BC) dan Laston Lapis Pondasi
(ACBase).

Ukuran maksimum agregat masing-masing campuran adalah
19mm, 25mm dan 37,5 mm. Jika campuran aspal yang dihampar
lebih dari satu lapis, seluruh campuran aspal tidak boleh kurang
dari toleransi masing-masing campuran dan tebal nominal
rancangan.
b. Lapis Pondasi Atas (base course)
Lapisan pondasi atas terletak tepat di bawah lapisan perkerasan, maka
lapisan ini bertugas menerima beban yang berat. Oleh karena itu material
yang digunakan harus berkualitas tinggi dan pelaksanaan di lapangan harus
benar. Fungsi dari base course adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara

Menyebarkan gaya dari beban roda ke lapisan bawahnya.

Lapisan peresapan untuk lapisan pondasi bawah.

Bantalan terhadap lapisan permukaan.
Jenis lapis pondasi atas yang biasa digunakan di Indonesia adalah
sebagai berikut[11]:

Agregat bergradasi baik yang dibedakan atas: batu pecah kelas A,
batu pecah kelas B, batu pecah kelas C. Batu pecah kelas A
bergradasi lebih baik dari batu pecah kelas B dan batu pecah kelas
B lebih baik dari batu pecah kelas C. Kriteria dari masing–masing
jenis lapisan di atas dapat diperoleh dari spesifikasi yang diberikan.

Pondasi macadam

Pondasi tellford

Penetrasi macadam (Lapen)

Aspal beton pondasi

Stabilisasi
c. Lapis Pondasi Bawah (subbase course)
Lapis pondasi bawah adalah lapis perkerasan yang terletak diantara
lapis pondasi dan tanah dasar[11]. Fungsi dari lapisan pondasi bawah adalah:

Bagian dari konstruksi perkerasan untuk menyebarkan beban roda
ke tanah dasar.

Effisiensi penggunaan material. Material pondasi bawah relatip
lebih murah dibandingkan dengan lapisan perkerasan di atasnya.

Mengurangi tebal lapis di atasnya yang materialnya lebih mahal.

Lapis peresapan, agar air tanah tidak berkumpul di pondasi.
Universitas Sumatera Utara

Lapisan untuk mencegah pertikel halus dari tanah dasar naik ke
lapis pondasi atas.
Jenis pondasi bawah yang biasa digunakan di Indonesia adalah sebagai
berikut[11]:

Agregat bergradasi baik, dibedakan atas: Sirtu/pitrun kelas A,
Sirtu/pitrun kelas B, Sirtu/pitrun kelas C.

Stabilisasi: a). Stabilisasi agregat dengan semen, b). Stabilisasi
agregat dengan kapur, c). Stabilisasi tanah dengan semen, d).
Stabilisasi tanah dengan kapur.
d. Tanah Dasar (subgrade course)
Lapisan paling bawah adalah lapisan tanah dasar yang dapat berupa
permukaan tanah asli, tanah galian atau tanah timbunan yang menjadi
dasar untuk perletakan bagian-bagian perkerasan lainnya. Perkerasan lain
diletakkan di atas tanah dasar, sehingga secara keseluruhan mutu dan daya
tahan seluruh konstruksi perkerasan tidak lepas dari sifat tanah dasar.
Tanah dasar harus dipadatkan hingga mencapai tingkat kepadatan tertentu
sehingga mempunyai daya dukung yang baik.
Universitas Sumatera Utara
II.3.
METODE PERENCANAAN PERKERASAN LENTUR
II.3.1 Prinsip Perencanaan Perkerasan Lentur
Sebelum tahun 1920-an, desain perkerasan pada dasarnya adalah
penentuan ketebalan bahan berlapis yang akan memberikan kekuatan dan
perlindungan untuk tanah dasar yang lunak, perkerasan yang dirancang untuk
menghindari kegagalan geser tanah dasar. Para Insinyur menggunakan
pengalaman berdasarkan keberhasilan dan kegagalan dari proyek sebelumnya,
menjadi pengalaman dan mengembangkannya menjadi beberapa metode seperti
metode perencanaan perkerasan berdasarkan kekuatan geser tanah dasar.[16]
Sejak saat itu, volume lalu lintas telah meningkat dan kriteria desain telah
berubah. Sama pentingnya dengan memberikan dukungan tanah dasar,
mengevaluasi kinerja perkerasan sama pentingnya yaitu melalui kualitas
perjalanan dan tekanan permukaan yang meningkatkan tingkat kerusakan struktur
perkerasan. Kekuatan menjadi titik fokus dari perencanaan perkerasan. Metode
berdasarkan
serviceability
(indeks
kualitas
pelayanan
perkerasan)
yang
dikembangkan berdasarkan percobaan test track. The AASHO Road Test pada
tahun 1960-an melakukan sebuah eksperimen yang mana menjadi panduan desain
AASHTO. Metode yang dikembangkan dari data uji laboratorium atau percobaan
tes jalur di mana kurva model yang dilengkapi dengan data adalah contoh khas
metode empiris. Meskipun metode ini mungkin menunjukkan akurasi yang baik,
metode empiris hanya berlaku untuk bahan-bahan dan kondisi iklim dimana
metode tersebut dikembangkan.
Sementara itu, material baru mulai digunakan dalam struktur perkerasan
yang memberikan perlindungan tanah dasar yang baik, tetapi dengan model
Universitas Sumatera Utara
kegagalan. Kriteria desain baru yang diperlukan untuk memasukkan mekanisme
kegagalan tersebut (misalnya, kelelahan retak dan deformasi permanen dalam
kasus beton aspal). Metode Asphalt Institute dan metode Shell adalah contoh
prosedur berdasarkan kelelahan retak aspal beton dan mode deformasi kegagalan
permanen. Metode ini adalah yang pertama untuk menggunakan mekanika teori
linear-elastis untuk menghitung respon struktur, dalam kombinasi dengan model
empiris untuk memprediksi jumlah kegagalan untuk perkerasan lentur.
Dilemanya adalah bahwa bahan perkerasan tidak menunjukkan perilaku
sederhana seperti diasumsikan dalam isotropik linear elastis-teori. Nonlinier,
waktu dan tergantung temperatur, dan anisotropi adalah beberapa contoh fitur
yang rumit yang sering diamati dalam bahan perkerasan. Dalam kasus ini,
kemajuan pemodelan diperlukan untuk memprediksi kinerja mekanis. Pendekatan
desain mekanistik didasarkan pada teori mekanika dan berhubungan dengan
perilaku perkerasan struktural dan kinerja untuk beban lalu lintas dan pengaruh
lingkungan. Telah terjadi kemajuan dalam beberapa tahun terakhir pada bagian
kecil dari masalah prediksi kinerja mekanistik, tetapi pada kenyataannya adalah
metode mekanistik belum tersedia sepenuhnya dalam prakteknya untuk
perencanaan perkerasan. Pada kenyataannya di lapangan metode yang digunakan
adalah metode mekanistik empiris, yaitu metode campuran dari metode empiris
dan metode mekanistik.
Jadi, secara umum ada tiga metode dalam perencanaan perkerasan lentur,
yaitu metode empiris, metode mekanistik, dan metode mekanistik empiris.
Universitas Sumatera Utara
II.3.2. Metode Empiris
Metode empiris dikembangkan berdasarkan pengalaman penelitian dari
jalan-jalan yang dibuat khusus untuk penelitian atau dari jalan yang sudah ada.[7]
Sebuah pendekatan desain empiris adalah desain yang didasarkan pada hasil
percobaan atau pengalaman. Pengamatan digunakan untuk membangun korelasi
antara input dan hasil dari proses. Misalnya, desain perkerasan dan performa.
Pendekatan empiris sering digunakan sebagai pembantu ketika terlalu sulit untuk
mendefinisikan secara teoritis penyebab dan efek hubungan yang tepat dari
fenomena.[16]
Metode empiris diklasifikasikan menjadi dua kategori yaitu metode
empiris tanpa uji kekuatan tanah dan metode empiris dengan tes kekuatan tanah,
Penggunaan metode empiris tanpa uji kekuatan tanah berasal dari pengembangan
Public Roads (PR) sistem klasifikasi tanah, di mana tanah dasar tersebut
diklasifikasikan menjadi seragam dari A-1 sampai A-8 dan seragam dari B-1
sampai B-3. Sistem PR kemudian dimodifikasi oleh Highway Research Board
(HRB), di mana tanah dikelompokkan dari A-1 sampai A-7 dan ditambahkan grup
indeks untuk membedakan kelompok masing-masing tanah. Steele membahas
penerapan klasifikasi HRB dan grup indeks sebagai dasar dalam memperkirakan
tebal perkerasan tanpa tes kekuatan. Metode empiris dengan Uji Kekuatan
pertama kali digunakan oleh California Highway Department pada tahun 1929.
Ketebalan perkerasan berhubungan dengan California Bearing Ratio (CBR). CBR
didefinisikan sebagai ketahanan penetrasi tanah dasar relatif terhadap standar batu
pecah. Desain metode CBR dipelajari secara luas oleh U. S. Corps of Engineers
Universitas Sumatera Utara
selama Perang Dunia II dan menjadi metode yang sangat populer setelah
perang.[7]
Kerugian dari metode empiris adalah metode ini hanya dapat diterapkan
pada satu daerah atau lingkungan, material, dan kondisi pembebanan. Jika kondisi
ini berubah, desain tidak berlaku lagi, dan metode baru harus dikembangkan
melalui percobaan Trial and Error untuk menyesuaikan dengan kondisi yang
baru.
II.3.3. Metode Mekanistik
Metode mekanistik adalah suatu metoda yang mengembangkan kaidah
teoritis dari karakteristik material perkerasan, dilengkapi dengan perhitungan
secara eksak terhadap respons struktur perkerasan terhadap beban sumbu
kendaraan. Metode mekanistik mengasumsikan perkerasan jalan menjadi suatu
struktur “multi-layer (elastic) structure” untuk perkerasan lentur dan suatu struktur
“beam on elastic foundation” untuk perkerasan kaku. Akibat beban kendaraan
yang bekerja diatasnya, yang dalam hal ini dianggap sebagai beban statis merata,
maka akan timbul tegangan (stress) dan regangan (strain) pada struktur tersebut.
Lokasi tempat bekerjanya tegangan/regangan maksimum akan menjadi kriteria
perancangan tebal struktur perkerasan metoda perancangan tebal perkerasan lentur
secara mekanistik.
II.3.4. Metode Mekanistik-Empiris
Metode mekanistik empiris adalah metode dengan Pendekatan hybrid atau
campuran. Model empiris yang digunakan untuk mengisi kesenjangan yang ada
antara teori mekanik dan performa struktur perkerasan. Respon mekanistik
sederhana yang mudah untuk dihitung dengan asumsi dan penyederhanaan (yaitu,
Universitas Sumatera Utara
materi homogen, analisis regangan kecil, pembebanan statis seperti biasanya
diasumsikan dalam teori elastis linier), tetapi ini tidak dapat digunakan untuk
memprediksi performa secara langsung, beberapa jenis model empiris dibutuhkan
untuk membuat korelasi yang tepat. Metode mekanistik-empiris dianggap sebagai
langkah penengah antara metode empiris dan metode mekanistik.[16]
Metode desain mekanistik-empiris didasarkan pada mekanika bahan yang
berhubungan dengan data yang diperlukan seperti beban roda, respon perkerasan,
seperti tegangan dan regangan. Nilai respon digunakan untuk memprediksi
tekanan dari tes laboratorium dan data kinerja lapangan. Sangat perlu dilakukan
pengamatan pada kinerja perkerasan karena teori saja belum terbukti cukup untuk
desain perkerasan secara realistis. Kerkhoven dan Dormon pertama kali
menyarankan penggunaan regangan tekan vertikal pada permukaan tanah dasar
sebagai kriteria kegagalan untuk mengurangi deformasi permanen[7]. Saal dan Pell
merekomendasikan penggunaan regangan tarik horisontal di bawah lapisan aspal
untuk meminimalkan kelelahan retak, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.4.
Penggunaan konsep untuk desain perkerasan pertama kali disajikan di Amerika
Serikat oleh Dormon dan Metcalf [7].
Gambar 2.4 Regangan pada perkerasan lentur
Universitas Sumatera Utara
Penggunaan regangan tekan vertikal untuk mengontrol deformasi
permanen didasarkan pada fakta bahwa regangan plastis sebanding dengan
regangan elastis pada bahan perkerasan[7]. Dengan demikian, dengan membatasi
regangan elastis pada tanah dasar, regangan elastis pada bahan di atas tanah dasar
juga dapat dikontrol atau dikendalikan, maka, besarnya deformasi permanen pada
permukaan perkerasan juga dapat dikendalikan dan dikontrol pada akhirnya.
Kedua kriteria telah diadopsi oleh Shell Petroleum International, dan oleh Asphalt
Institute
[7]
. Pada metode mekanistik-empiris yang mereka ciptakan, keuntungan
dari metode mekanistik adalah peningkatan reliabilitas dari desain, kemampuan
untuk memprediksi jenis kerusakan, dan kemungkinan untuk memperkirakan data
dari lapangan dan laboratorium yang terbatas. Sedangkan kelemahan desain
secara mekanistik adalah penentuan karakteristik struktural bahan perkerasan
lentur yang memerlukan alat uji mekanistik yang relatif mahal.
II.4.
TEORI SISTEM LAPIS BANYAK
Teori sistem lapis banyak adalah konsep metode mekanistik dalam desain
struktur perkerasan. Respon dari perkerasan yaitu tegangan, regangan, dan
lendutan sebagai sistem struktur multi-lapisan terhadap beban roda kendaraan
diilustrasikan pada gambar 2.5. Bebarapa asumsi yang biasanya digunakan dalam
perhitungan respon struktur perkerasan yang sederhana adalah sebagai berikut[12]:

Pada struktur perkerasan, setiap lapisan memiliki ketebalan tertentu,
kecuali tanah dasar yang tebalnya dianggap tak terhingga. Sedangkan,
lebar setiap lapisan perkerasan juga dianggap tak terbatas.
Universitas Sumatera Utara

Sifat-sifat bahan dari setiap lapisan perkerasan adalah isotropik, yakni
sifat bahan di setiap titik tertentu dalam setiap arah.

Sifat-sifat bahan dari setiap lapisan perkerasan dianggap homogen.
Contohnya sifat di titik Ai sama dengan sifat-sifat bahan di titik Bi.

Lapisan linear elastis, linear maksudnya hubungan antara regangan dan
tegangan dianggap linear, dan elastis maksudnya apabila tegangan
yang diberikan kemudian dihilangkan, regangan dapat kembali ke
bentuknya semula.

Sifat-sifat bahan diwakili oleh dua parameter struktural, yaitu modulus
resilient (E atau MR) dan konstanta Poisson (µ)

Friksi antara lapisan perkerasan dianggap baik atau tidak terjadi slip.

Beban roda kendaraan dianggap memberikan gaya vertikal yang
seragam terhadap perkerasan dengan bidang berbentuk lingkaran.
Gambar 2.5. Sistem Lapis Banyak
Universitas Sumatera Utara
Terdapat tiga sistem dalam metode sistem lapis banyak yaitu sebagai berikut:
II.4.1. Sistem Satu Lapis
Dalam sistem struktur satu lapisan, struktur perkerasan dan tanah dasar
dianggap sebagai satu kesatuan struktur dengan bahan yang homogen.
Untuk menganalisa tegangan (stress), regangan (strain) dan defleksi
digunakan persamaan Boussinesq dengan asumsi lapisan bersifat
homogen, isotropik.
........................................................................................... (2.1)
........................................................................... (2.2)
µ 1,H1,E1
Gambar 2.6. sistem satu lapis
Ringkasan rumus-rumus tegangan, regangan, dan lendutan untuk
struktur yang homogen akibat beban merata (p) pada bidang kontak
lingkaran berjari-jari (a) dapat dilihat pada tabel 2.2.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2. Ringkasan rumus sistem satu lapis
Sumber:Rekayasa Struktur dan Bahan Perkerasan (Modul II)Oleh Dr. Ir.
Djunaedi Kosasih, M.Sc.
III.4.2. Sistem Dua Lapis
Sistem struktur dua lapisan dapat memodelkan struktur perkerasan
dengan membedakan tanah dasar dari lapisan-lapisan perkerasan di
atasnya, atau dengan membedakan lapisan aspal dari lapisan agregat
(termasuk tanah dasar). Dalam pemecahan masalah dua lapis, beberapa
asumsi dibuat batas dan kondisi sifat bahan, yaitu homogen, isotropik dan
elastik. Lapisan permukaan diasumsikan tidak terbatas tetapi kedalaman
Universitas Sumatera Utara
lapisan terbatas. Sedangkan lapisan bawahnya tidak terbatas baik arah
horisontal maupun vertikal. Nilai tegangan dan defleksi didapat dari
perbandingan modulus elastisitas setiap lapisan E1 / E2.
µ 1,H1,E
1
µ 2,H2,E2
Gambar 2.7. struktur dua lapisan
Gambar 2.8. Distribusi Tegangan vertikal dalam system struktur dua
lapisan
Universitas Sumatera Utara
III.4.3. Sistem Tiga Lapis
Tegangan – tegangan yang terjadi di setiap lapis pada axis simetri
sistem tiga lapis dapat dilihat pada gambar 2.9. Tegangan – tegangan yang
terjadi meliputi:
σz1 : tegangan vertikal interface 1
σz2 : tegangan vertikal interface 2
σr1 : tegangan horisontal pada lapisan 1 bagian bawah
σr2 : tegangan horisontal pada lapisan 2 bagian bawah
σr3 : tegangan horisontal pada lapisan 3 bagian atas
µ 2,H2,E2
µ 3,H3,E3
µ 1,H1,E1
Gambar 2.9. Tegangan Sistem Tiga Lapis
Untuk menghitung besarnya nilai tegangan vertikal diperlukan grafik.
Sedangkan untuk menghitung besarnya nilai tegangan horisontal
diperlukan tabel tegangan faktor. Dalam menghitung nilai tegangan, baik
vertikal maupun horisontal pada grafik dan diperlukan nilai di bawah:
................................................................................................... (2.3)
………………………………………………………………... (2.4)
Universitas Sumatera Utara
………………………………………………………………….(2.5)
………………………………………………………………….(2.6)
Dalam menentukan σz1 dan σz2 diperlukan grafik. Dari grafik tersebut
didapat nilai faktor tegangan (ZZ1 atau ZZ2) yang didapatkan dengan
memasukkan parameter di atas. Untuk perhitungan tegangan vertikal
digunakan rumus sebagai berikut:
z1=
p(ZZ1)…………………………………………………………….(2.7)
z2=
p(ZZ2) …………………………………………………….……...(2.8)
Sedangkan untuk tegangan horisontal σr1, σr2, dan σr3 dapat diperoleh
juga dari tabel. Pada tabel tersebut didapatkan nilai (ZZ1 – RR1), (ZZ2–
RR2), (ZZ3 – RR3), maka diperlukan rumus :
z1
− σr1= p(ZZ1 – RR1) ………………………………………………(2.9)
z2
− σr2= p(ZZ2 - RR2) ……………………………………………..(2.10)
Untuk menghitung regangan tarik horizontal di bawah lapis permukaan
menggunakan rumus:
…………………………………………..……...(2.11)
Universitas Sumatera Utara
II.5.
PEMODELAN LAPISAN PERKERASAN
Sistem lapis banyak atau model lapisan elastis dapat menghitung tekanan
dan regangan pada suatu titik dalam suatu struktur perkerasan. Model ini
berasumsi bahwa setiap lapis perkerasan memiliki sifat-sifat seperti homogen,
isotropis dan linear elastik yang berarti akan kembali ke bentuk aslinya ketika
beban dipindahkan. Dalam permodelan lapis perkerasan jalan dengan model
lapisan elastis ini diperlukan data input untuk mengetahui tegangan dan regangan
pada struktur perkerasan dan respon terhadap beban. Paramer – parameter yang
digunakan adalah:
a. Parameter setiap lapis

Modulus Elastisitas
Hampir semua bahan adalah elastis, artinya dapat kembali ke
bentuk aslinya setelah direnggangkan atau ditekan. Modulus elastisitas
adalah perbandingan antara tegangan dan regangan suatu benda.
Modulus elastisitas biasa disebut juga Modulus Young dan
dilambangkan dengan E.
…………………………………………………….….(2.12)
E = Modulus Elastsitas ; Psi atau kPa
σ = Tegangan ; kPa
ε = Regangan
Modulus elastisitas untuk suatu benda mempunyai batas regangan
dan tegangan elastisitasnya. Grafik tegangan dan regangan dapat
dilihat pada gambar 2.10. batas elastisitas suatu bahan bukan sama
dengan kekuatan bahan tersebut menanggung tegangan atau regangan,
Universitas Sumatera Utara
melainkan suatu ukuran dari seberapa baik suatu bahan kembali ke
ukuran dan bentuk aslinya.
Gambar 2.10. Modulus Elastisitas
Tabel 2.3. Nilai-Nilai Elastisitas
Material
Modulus Elastisitas
Psi
Kpa
Permata
170000000
1200000000
Baja
30000000
210000000
Aluminium
10000000
7000000
Kayu
1000000 – 2000000
7000000 – 14000000
Batu
20000 – 40000
140000 – 280000
Tanah
5000 – 20000
35000 – 14000
karet
1000
7000
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.4. Nilai Elastisitas Tipikal
Modulus Elastisitas
Material
Psi
Kpa
Cement treated granular base
1000000 – 2000000
7000000 – 14000000
Cement aggregate mixtures
500000 – 1000000
3500000 – 7000000
Asphalt treated base
70000 – 450000
4900000 – 3000000
Asphalt concrete
20000 – 2000000
140000 – 14000000
Bituminous stabilized mixture
40000 – 300000
280000 – 2100000
Lime stabilized
20000 – 70000
140000 – 490000
Unbound granular materials
15000 – 45000
105000 – 315000
Fine
3000 – 40000
21000 – 280000
grained
or
natural
subgrade material

Poisson Ratio
Salah satu parameter penting yang digunakan dalam analisa elastis
dari sistem perkerasan jalan adalah Perbandingan Poisson ratio.
Perbandingan Poison digambarkan sebagai rasio garis melintang sampai
regangan bujur dari satu spesimen yang dibebani. Konsep ini digambarkan
di dalam Gambar. Di dalam terminologi realistis, perbandingan Poisson
dapat berubah-ubah pada awalnya 0 sampai sekitar 0.5 (artinya tidak ada
volume berubah setelah dibebani).
Tabel 2.5. Nilai Poisson Ration
Material
Poisson ratio
0.25 – 0.3
Baja
Aluminium
0.33
0.15 – 0.2
PCC
Perkerasan lentur
Asphalt concrete
0.35 (±)
Universitas Sumatera Utara
Batu pecah
0.40 (±)
Tanah (gradasi baik)
0.45 (±)
Gambar 2.11. Poisson Ratio
b. Ketebalan Lapisan
Ketebalan setiap lapisan diperlukan dalam teori sistem lapis banyak
sebagai input dalam penyelasaian menggunakan program. Ketebalan setiap
lapis dalam satuan cm atau inch.
Universitas Sumatera Utara
c. Kondisi beban
Data ini terdiri dari data beban roda, P (KN/Lbs) , tekanan ban, q (Kpa
/ Psi) dan khusus untuk sumbu roda belakang , jarak antara roda ganda, d
(mm/inch). Nilai q dan nilai d pada prinsipnya dapat ditentukan sesuai
dengan data spesifikasi teknis dari kendaraan yang digunakan .Sedangkan
nilai P dipengaruhi oleh barang yang diangkut oleh kenderaan. Nilai P
pada sumbu roda belakang dan pada sumbu roda depan juga berbeda.
Dengan metode analitis kedua beban sumbu roda depan dan sumbu roda
belakang dapat dianalisis secara bersamaan. Analisis struktural perkerasan
yang akan dilakukan pada langkah selanjutnya juga memerlukan jari-jari
bidang kontak, a (mm,inch) antara roda bus dan permukaan perkerasan
yang dianggap berbentuk lingkaran.
………………………………………………..……(2.13)
a = jari-jari bidang kontak
P = beban kendaraan
q = tekanan beban
Nilai yang akan dihasilkan dari permodelan lapis perkerasan dengan
sistem lapis banyak adalah nilai tegangan, regangan dan lendutan.
a. Tegangan. Intensitas internal di dalam struktur perkerasan pada
berbagai titik. Tegangan satuan gaya per daerah satuan (N/m2, Pa atau
psi).
Universitas Sumatera Utara
b. Regangan, pada umumnya menyatakan sebagai rasio perubahan bentuk
dari bentuk asli (mm/mm atau in/in). Karena regangan di dalam
perkerasan adalah sangat kecil, dinyatakan dalam microstrain (10-6).
c. Defleksi/lendutan. Perubahan linier dalam suatu bentuk. Defleksi
dinyatakan di dalam satuan panjang (μm atau inchi atau mm).
Penggunaan program komputer analisis lapisan elastis akan memudahkan
untuk menghitung tegangan, regangan, dan defleksi di berbagai titik dalam
suatu struktur perkerasan.
Beberapa titik penting yang biasa digunakan dalam analisa perkerasan
adalah sebagai berikut:
Tabel 2.6. analisa struktur perkerasan
Lokasi
Permukaan
Respon
Defleksi
perkerasan
Bawah
Analisa struktur perkerasan
Digunakan dalam desai lapis
tambah
lapisan Regangan
perkerasan
horizontal
Bagian atas tanah Regangan
dasar/bawah lapis vertikal
tarik Digunakan untuk memprediksi
retak fatik pada lapis permukaan
tekan Digunakan untuk memprediksi
kegagalan rutting yang terjadi
pondasi bawah
..
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.12. lokasi analisa struktur perkerasan
II.6.
ANALISA KERUSAKAN PERKERASAN
Analisa kerusakan perekerasan yang akan dibahas adalah retak fatik
(fatigue cracking) dan rutting. Kerusakan perkerasan disebabkan oleh beban
kendaraan. Jenis kerusakan retak fatik dilihat berdasarkan nilai regangan tarik
horizontal pada lapis permukaan aspal bagian bawah akibat beban pada
permukaan perkerasan dan jenis kerusakan rutting dilihat berdasarkan nilai
regangan tekan di bagian atas lapis tanah dasar atau di bawah lapis pondasi
bawah. Dari nilai kedua jenis kerusakan struktur tersebut dapat diketahui jumlah
repetisi beban (Nf) berdasarkan nilai regangan tarik horizontal bagian bawah lapis
permukaan aspal dan nilai regangan tekan di bawah lapis pondasi bawah atau di
Universitas Sumatera Utara
atas tanah dasar. Ada beberapa persamaan yang telah dikembangkan untuk
memprediksi jumlah repetisi beban ini, antara lain persamaan dari The Asphalt
Institute, Shell, dan persamaan yang dirumuskan oleh Finn et al[1].
II.6.1. Retak lelah / Fatigue
Kerusakan retak fatig meliputi bentuk perkembangan dari retak dibawah
beban berulang dan kegagalan ini biasanya ditemukan saat permukaan
perkerasan tertutup oleh retakan dengan persentase yang tinggi.
Pembebanan ulang yang terjadi terus menerus dapat menyebabkan
material menjadi lelah dan dapat menimbulkan cracking walaupun tegangan
yang terjadi masih dibawah batas ultimate-nya. Untuk material perkerasan,
beban berulang berasal dari lintasan beban (as) kendaraan yang terjadi secara
terus menerus, dengan intensitas yang berbeda-beda dan bergantung kepada
jenis kendaraan dan terjadi secara random.

Model Retak The Asphalt Institute (1982)
Persamaan retak
fatik perkerasan lentur untuk mengetahui jumlah
repetisi beban berdasarkan regangan tarik di bawah lapis permukaan
adalah sebagai berikut[4]:
Nf=0.0796 (εt )-3.291(E)-0.854 ............................................................(2.14)
Nf = jumlah repetisi beban
εt
= regangan tarik pada bagian bawah lapis permukaan
EAC = modulus elastis lapis permukaan
Universitas Sumatera Utara

Model Retak Shell Pavement Design Manual
Berdasarkan hasil AASHTO road test, manual perencanaan perkerasan
Shell mengembangkan persamaan sebagai berikut:
Nf = 0.0685 (εt )-5.671 (E1)-2.363 ........................................................(2.15)
Nf = jumlah beban 18-kip ESALs
t = regangan tarik di bawah lapisan aspal (AC)
E1 =modulus resilient lapisan AC

Model Retak Finn et al
Persamaan untuk mengetahui jumlah repetisi beban berdasarkan
regangan tarik di bawah lapis permukaan adalah sebagai berikut:
Log Nf = 15.947 - 3.291 log
- 0.854 log
...................(2.16)
Nf = jumlah repetisi beban
εt
= regangan tarik pada bagian bawah lapis permukaan
E
= modulus elastis lapis permukaan
II.6.2. Retak Alur / Rutting
Retak alur “rutting” yang terlihat pada permukaan perkerasan, merupakan
akumulasi dari semua deformasi plastis yang terjadi, baik dari lapis beraspal,
lapis agregat (pondasi) dan lapis tanah dasar. Kriteria “rutting” merupakan
kriteria kedua yang digunakan dalam Metoda Analitis-Mekanistik, untuk
menyatakan keruntuhan struktur perkerasan akibat beban berulang. Nilai
rutting maksimum harus dibatasi, agar tidak membahayakan bagi pengendara
saat melalui lokasi rutting tersebut, terutama pada kecepatan tinggi. Deformasi
plastis pada campuran beraspal, akibat pembebanan berulang, dapat diukur
Universitas Sumatera Utara
dilaboratorium menggunakan beberapa macam alat. Sedangkan “total rutting”
harus dihitung untuk seluruh struktur perkerasan, mulai dari lapis permukaan,
lapis pondasi sampai lapis tanah dasar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
65% dari “total rutting” diakibatkan oleh penurunan (settlement) yang terjadi
pada tanah dasar, sehingga critical value kedua dalam Metoda AnalitisMekanistik adalah “compression strain” yang terjadi pada titik teratas dari
lapis tanah dasar. Deformasi permanen dapat diketahui setiap lapisan dari
struktur, membuat lebih sulit untuk memprediksi dibanding retak lelah.
Ukuran-ukuran kegagalan yang ada dimaksudkan untuk alur bahwa dapat
ditujukan kebanyakan pada suatu struktur perkerasan yang lemah. Ini adalah
pada umumnya dinyatakan dalam kaitannya dengan menggunakan istilah
regangan vertikal (εv ) yang berada di atas dari lapisan tanah dasar.

Model Rutting The Asphalt Institue (1982)
Persamaan untuk mengetahui jumlah repetisi beban berdasarkan
regangan tekan di bawah lapis pondasi bawah adalah sebagai berikut[4]:
Nd = 1.365x10-9(εc)-4.477 ................................................................(2.17)
Nd = jumlah repetisi beban
εc = regangan tekan pada bagian bawah lapis pondasi bawah

Model rutting Shell Pavement Design Manual
Berdasarkan hasil AASHTO road test, manual perencanaan perkerasan
Shell mengembangkan persamaan sebagai berikut:
Nf = 6.15 × 1017 ( εv )4.0……………………………………….….(2.18)
Nf = Jumlah beban ijin untuk membatasi deformasi permanen
εv = regangan vertikal maksimum di atas tanah dasar
Universitas Sumatera Utara

Model Rutting Finn et al
Finn et al. Mengembangkan model rutting ini untuk perkerasan lentur
dengan menggunakan jumlah repetisi beban 18-Kip ESAL, tegangan tekan
vertikal, dan defleksi permukaan sebagai berikut:
o Lapisan AC < 152 mm (6 in):
Log RR = -5.617 + 4.343 log d – 0.16 log (N18) – 1.118 log
(σc)………………………………………………...(2.19)
o Lapisan AC ≥ 152 mm (6 in):
Log RR = -1.173 + 0.717 log d–0.658 log (N18) – 0.666
log(σc)……………………………………………..(2.20)
d
= defleksi permukaan, mils (10-3in)
N18 = nilai ekivalen dari 18-kips beban sumbu tunggal
σc
= tegangan tekan vertikal pada pertemuan AC dan subbase
atau subgrade
Universitas Sumatera Utara
BAB I
PENDAHULUAN
I.1.
UMUM
Sejarah perkembangan jalan di Indonesia yang tercatat dalam sejarah
bangsa Indonesia adalah pembangunan jalan Daendels pada Zaman Belanda, yang
di bangun dari Anyer di Banten Sampai Panarukan di Banyuwangi Jawa Timur
yang diperkirakan sepanjang 1000 km. Pembangunan tersebut dilakukan dengan
kerja paksa pada akhir abad 18. Tujuan pembangunan pada saat itu terutama untuk
kepentingan strategi dan dimasa tanam paksa untuk memudahkan pengangkutan
hasil bumi. Jalan Daendels tersebut belum direncanakan secara teknis baik
geometrik maupun perkerasannya. Konstruksi perkerasan jalan berkembang pesat
pada jaman keemasan Romawi. Pada saat itu telah mulai dibangun jalan-jalan
yang terdiri dari beberapa lapis perkerasan.[6]
Konstruksi perkerasan jalan saat ini pada umumnya ada dua jenis yaitu
perkerasan lentur (flexible pavement) dan perkerasan kaku (rigid pavement).
Selain dari kedua jenis tersebut, sekarang telah banyak digunakan jenis gabungan
(composite pavement) yaitu perpaduan antara lentur dan kaku. Perencanaan
konstruksi perkerasan juga dapat dibedakan antara perencanaan untuk jalan baru
dan untuk peningkatan (jalan lama yang sudah pernah diperkeras).[5]
Pada saat ini di Indonesia sedang giat-giatnya melakukan pembangunan di
segala bidang. Salah satunya adalah pembangunan jalan baru dan perbaikan jalan
lama (peningkatan) untuk sarana transportasi darat. Dari tahun ke tahun jumlah
Universitas Sumatera Utara
jalan yang akan dibangun dan diperbaiki semakin meningkat seiring dengan
pesatnya pertumbuhan sarana transportasi, khususnya transportasi darat.
I.2.
LATAR BELAKANG
Jaringan Jalan Raya merupakan prasarana transportasi darat yang
memegang peranan sangat penting dalam sektor perhubungan terutama untuk
kesinambungan distribusi barang dan jasa. Keberadaan jalan raya sangat
diperlukan untuk menunjang laju pertumbuhan ekonomi seiring dengan
meningkatnya kebutuhan sarana transportasi yang dapat menjangkau daerahdaerah terpencil.[5]
Persyaratan dasar suatu perkerasan jalan pada hakekatnya adalah dapat
menyediakan lapisan permukaan yang selalu rata, konstruksi yang kuat, sehingga
dapat menjamin kenyamanan dan keamanan yang tinggi untuk masa pelayanan
(umur jalan) yang cukup lama yang memerlukan pemeliharaan sekecil-kecilnya
dalam berbagai keadaan.[5] Sehingga sangat diperlukan perencanaan perkerasan
jalan yang baik dengan melakukan kajian dan penelitian tentang perkerasan lentur.
Di Indonesia metode yang digunakan dalam perencanaan tebal perkerasan
jalan adalah metode empiris Analisa Komponen 1987 yang telah digunakan sejak
lama di Indonesia. Metode Analisa Komponen 1987 adalah metode yang
bersumber dari AASHTHO ’72 dan dimodifikasi sesuai dengan kondisi berbagai
faktor di Indonesia.
Metode Analisa Komponen 1987 merupakan acuan yang digunakan di
Indonesia sampai akhirnya dikeluarkan Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan
Lentur Pt. T-01-2002-B yang bersumber dari AASHTHO 1993 dan Manual
Universitas Sumatera Utara
Desain Perkerasan Jalan No. 22.2 /KPTS/Db/2012 yang merupakan pelengkap
pedoman desain perkerasan Pt. T-01-2002-B.[8]
Mulai akhir tahun 70-an, bersamaan dengan diselenggarakannya
Konferensi ISAP di Ann Harbour, Michigan Amerika Serikat, diperkenalkan
beberapa Metoda Mekanistik oleh beberapa peneliti dan universitas terkemuka
didunia. Secara umum, metoda desain analitis lebih baik dibandingkan dengan
metoda desain empiris karena dapat menganalisis kondisi lingkungan setempat
dengan lebih rasional dan dapat menyeimbangkan antara geometrik struktur
perkerasan dengan kualitas bahan perkerasan yang tersedia.[2]
Prinsip utama dari Metode Mekanistik adalah mengasumsikan perkerasan
jalan menjadi suatu struktur “multi-layer (elastic) structure” untuk perkerasan
lentur dan suatu struktur “beam on elastic foundation” untuk perkerasan kaku.
Akibat beban kendaraan yang bekerja diatasnya, yang dalam hal ini dianggap
sebagai beban statis merata, maka akan timbul tegangan (stress) dan regangan
(strain) pada struktur tersebut. Lokasi tempat bekerjanya tegangan/regangan
maksimum akan menjadi kriteria perancangan tebal struktur perkerasan. Tegangan
(stress), regangan (strain), dan lendutan (deflection) adalah respon dari material
perkerasan yang mengalami pembebanan.[9]
Perhitungan respon Tegangan (stress), regangan (strain), dan lendutan
(deflection) pada setiap lapisan untuk suatu perkerasan adalah sangat kompleks
yang membutuhkan ketelitian sangat tinggi sehingga akan rumit dilakukan dengan
cara manual. Untuk itu diperlukan perhitungan dengan menggunakan bantuan
komputer.
Universitas Sumatera Utara
Salah satu program bantu komputer yang sudah ada adalah program
KENPAVE yang dikembangkan oleh Dr. Yang H. Huang P.E Professor Emeritus
of Civil Engineering University of Kentucky. Program ini merupakan program
analisis untuk perkerasan yang berdasarkan pada metode mekanistik[7]. Program
KENPAVE memiliki keunggulan dari program lain karena program ini lebih user
friendly, dapat dijalankan dengan mudah dengan memasukkan input yang
diperlukan, dan program ini dapat menganalisis perkerasan sampai 19 lapisan.
I.3.
PERUMUSAN MASALAH PENELITIAN
Dalam penelitian ini akan dilakukan perencanaan tebal perkerasan lentur
dengan menggunakan metode Bina Marga Pt T-01-2002-B. Pada metode Bina
Marga akan dilakukan perhitungan dengan variasi beban lalu lintas dan variasi
nilai CBR sehingga menghasilkan perbedaaan tebal perkerasan. Tebal perkerasan
dievaluasi menggunakan program KENPAVE.
I.4.
TUJUAN DAN MANFAAT
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Merencanakan tebal perkerasan lentur menggunakan metode Bina Marga
dengan memvariasikan beban lalu lintas rencana dan nilai CBR.
2. Merencanakan tebal perkerasan lentur metode Bina Marga dengan
struktur empat lapis dan struktur dua lapis (full depth).
3. Mengevaluasi tebal perkerasan yang dihasilkan metode Bina Marga
menggunakan program KENPAVE.
Universitas Sumatera Utara
Manfaat dari penelitian ini agar dapat dijadikan referensi dalam suatu
perencanaan struktur perkerasan lentur.
I.5.
BATASAN MASALAH
Penelitian ini mempunyai ruang lingkup dan batasan masalah sebagai
berikut :
1. Metode yang digunakan dalam perencanaan tebal perkerasan lentur
adalah metode Bina Marga Pt T-01-2002-B.
2. Menggunakan
metode
mekanistik
Multilayer
Sistem
dengan
menggunakan program KENPAVE.
3. Struktur perkerasan lentur direncanakan berupa struktur empat lapis
dan struktur dua lapis (full depth).
4. Parameter yang divariasikan pada Metode Bina Marga adalah nilai
CBR dan nilai beban lalu lintas rencana, parameter lainnya ditetapkan
dengan asumsi berdasarkan kondisi yang sering terjadi.
5. Analisa perhitungan menggunakan data-data asumsi.
I.6.
METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi pada tugas akhir ini berisi kajian mengenai metode
perencanaan tebal perkerasan lentur, metode Bina Marga Pt T-01-2002-B dan
program KENPAVE. Metodologi analisis yang dipakai dalam penulisan tugas
akhir ini adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
a. Melakukan studi umum yang berhubungan dengan struktur perkerasan,
metode perencanaan, dan analisa kerusakan fatik dan ruting pada
perkerasan lentur.
b. Perencanaan tebal lapis perkerasan lentur dengan menggunakan
metode Bina Marga Pt T-01-2002-B.
c. Memvariasikan nilai beban lalu lintas dan nilai CBR dalam
perencanaan tebal perkerasan metode Bina Marga.
d. Merencanakan tebal perkerasan lentur metode Bina Marga dengan
struktur empat lapis dan struktur dua lapis (full depth).
e. Evaluasi tebal perkerasan yang dihasilkan metode Bina Marga dengan
menggunakan program KENPAVE.
f. Analisa repetisi beban yang dihasilkan program KENPAVE dengan
repetisi beban rencana.
g. Pengambilan kesimpulan dan saran untuk penelitian selanjutnya.
I.7.
SISTEMATIKA PENULISAN
Untuk memperjelas tahapan yang dilakukan dalam studi ini, di dalam
penulisan tugas akhir ini dikelompokkan ke dalam 5 (lima) bab dengan
sistematika pembahasan sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
Merupakan rancangan yang akan dilakukan yang meliputi tinjauan
umum, latar belakang, perumusan masalah, tujuan dan manfaat, batasan
masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
Universitas Sumatera Utara
BAB II METODE PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN
LENTUR
Menjelaskan
berhubungan
teori
dengan
tentang
struktur
perkerasan,
perkerasan
studi
lentur,
umum
yang
metode-metode
perencanaan tebal perkerasan, teori sistem lapis banyak, pemodelan
lapisan perkerasan, dan analisa kerusakan perkerasan.
BAB III PROGRAM KENPAVE DAN METODE BINA MARGA PtT-01-2002-B
Pada bab ini berisi tentang uraian tentang program KENPAVE, tahapan
evaluasi menggunakan program KENPAVE, uraian metode Bina Marga Pt
T-01-2002-B, dan prosedur perencanaan tebal perkerasan metode Bina
Marga
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada Bab 4 Hasil dan Pembahasan ini berisi tentang perencanaan
tebal perkerasan metode Bina Marga dan evaluasi menggunakan program
KENPAVE.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan yang telah diperoleh dari pembahasan pada bab
sebelumnya dan saran mengenai hasil penelitian yang dapat dijadikan
masukan.
Universitas Sumatera Utara
Mulai
Studi Pustaka
Perencanaan Tebal
Perkerasan lentur
Metode Bina
Marga
Variasi Nilai ESAL
Variasi Nilai CBR
Tebal Perkerasan
Evaluasi Menggunakan
Program KENPAVE
Nilai Tegangan dan Regangan
Repetisi Beban Lalu lintas
Nf dan Nd
Analisa Nf dan Nd terhadap
Nrencana
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Gambar 1.1. Diagram Flowchart Pengerjaan Tugas Akhir
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 × 106 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
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 × 106 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
IP
= 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