PROJECT WORK I JALAN TOL ANTASARI DEPOK BAB VII 190DIV JALAN TOL
- Ali SunandarFarayNurrifai BAB VII DESAIN PERKERASAN JALAN TOL
7.1Dasar Teori
Perkerasanjalanbetonsemenportlandataulebihseringdisebutperkerasan
kakuataujugadisebutrigidpavement,terdiridaripelatbetonsemenportlanddan
lapisanpondasi(bisajugatidakada)diatastanahdasar.Perkerasanbetonyangkaku
danmemilikimoduluselastisitasyangtinggi,akanmendistribusikanbeban
terhadapbidangareatanahyangcukupluas,sehingga bagian
terbesardarikapasitas
strukturperkerasandiperolehdarislabbetonsendiri.Haliniberbedadengan
perkerasanlenturdimanakekuatanperkerasandiperolehdarilapisantebalpondasi
bawah,pondasidanlapisanpermukaan.Karenayangpalingpentingadalah
mengetahuikapasitasstrukturyangmenanggungbeban,makafaktoryangpaling
diperhatikan dalam perancangan perkerasan jalan beton semen
portland adalah kekuatan
betonitusendiri,adanyaberagamkekuatandaritanahdasardanataupondasihanya
berpengaruhkecilterhadapkapasitasstrukturalperkerasannya(tebalpelatbetonnya),
tetapiuntukdesainbadanjalan(tanahdasar)perlukajiangeotekniktersendirijika
ditemukan klasifikasi tanah yang masuk kategori tidak balk sebagai
tanah dasar.
Lapisanpondasiataukadang-kadangjugadianggapsebagailapisanpondasi
bawahjikadigunakandibawahperkerasanbetonkarenabeberapapertimbangan
yaituuntukkendaliterhadapterjadinyapumping,kendaliterhadapsistemdrainasi
(drainasebawahperkerasan),kendaliterhadapkembang-susutyangterjadipadatanah
dasar, untuk mempercepat pekerjaan konstruksi,
sertamenjagakerataandasardaripelat beton.
Pumpingadalahproseskeluarnyaairdanbutiran-butirantanahdasaratau
pondasibawahmelaluisambungandanretakanataupadabagianpinggirperkerasan,
akibat lendutan ataugerakan vertikal pelat karena beban
lalu-lintas, setelah adanya air PROJECT WORK I JALAN TOL ANTASARI
DEPOK BAB VII 191DIV JALAN TOL - Ali SunandarFarayNurrifai bebas
yang terakumulasi dibawah pelat. Atau dapat diuraikan bahwa fungsi
lapisan pondasi atau pondasi bawah adalah: -Menyediakan lapisan
yang seragam, stabil dan permanen.-Menaikkan harga Modulus Reaksi
Tanah Dasar (Modulus of Sub-grade
Reaction=k),menjadiModulusReaksiKomposit(Modulusof Composite
Reaction).
-Melindungigejalapumpingbutir-butiranhalustanahpadadaerah
sambungan, retakan dan ujung samping perkerasan. -Mengurangi
terjadinya keretakan pada pelat beton. -Menyediakan lantai kerja.
7.1.1.Jenis Jenis Perkerasan Kaku
a.PerkerasanBetonSemen,yaituperkerasankakudenganbetonsebagai
lapisan aus. Terdapat 4 jenis perkerasan beton semen :
-Perkerasanbetonsemendengansambungantanpatulangan(jointed
unreinforced concrete pavement)
-Perkerasanbetonsemendengansambungandengantulangan(jointed
reinforced concrete pavement)
-Perkerasanbetonsemenmenerusdengantulangan(continuouslyreinforced
concrete pavement) -Perkerasan beton semen pra tekan (prestressed
concrete pavement)
b.PerkerasanKomposit,yaituperkerasankakudenganpelatbetonsebagai
lapis pondasi dan aspal beton (AC) sebagai lapis permukaan
(structural). PROJECT WORK I JALAN TOL ANTASARI DEPOK BAB VII
192DIV JALAN TOL - Ali SunandarFarayNurrifai 7.1.2.Sifat Sifat Umum
Perkerasan Perkerasan FleksibelPerkerasan Kaku Multi Layer Sistem
-Lapis Permukaan -Lapis Pondasi -Lapis Pondasi Bawah Tanah Dasar
Single Layer Sistem -Pelat beton mutu tinggi
-Subbase(Leanconcreteatau batu pecah)tidak berfungsi strukrutal
Tabel 7.1Komponen Konstruksi -Kemampuan Penyebaran Beban dan
Kapasitas Beban Dengan Modulus Elastisitas (E) pelat beton yang
sangat besar, maka kemampuan
penyebaranbebanpelatbetonjauhlebihbesardaripadaperkerasanaspal.Dengan
demikian tebal seluruh konstruksi perkerasan kaku jauh lebih tipis
dari pada seluruh tebal
perkerasanfleksibel.Pelatbetonsetebal25cm(fy=45kg/cm2)setaraperkerasa
fleksibel denag tebal total 55 cm, mempunyai kapasitas beban 8 juta
ESAL.-Ketahanan Terhadap Pelapukan atau Oksidasi
Konstruksisemanrelativelebihsedikitmengandungbahanorganikdaripada
aspal. Jadi perkerasan beton seman lebih kuat terhadap oksidasi
dari pada aspal. -Kebutuhan Pemeliharaan Pemeliharaan perkerasan
kaku lebih kecil dari pada perkerasan fleksibel. -Biaya Konstruksi
Saat sekarang biaya konstruksi kedua jenis perkerasan hampir sama.
PROJECT WORK I JALAN TOL ANTASARI DEPOK BAB VII 193DIV JALAN TOL -
Ali SunandarFarayNurrifai Tabel 7.2 Perbedaan antara perkerasan
kaku dan perkerasan lentur Perkerasan KakuPerkerasan Lentur
-Kebanyakan digunakan hanya padajalankelastinggi,serta
padaperkerasanlapangan terbang. -JobMixlebihmudah
dikendalikankualitasnya. ModulusElastisitasantara
lapispermukaandanpondasi sangat berbeda. -Dapat lebih bertahan
terhadap kondisidrainaseyanglebih buruk. -Umurrencanadapatmencapai
20 tahun. -Jikaterjadikerusakanmaka hrusakantersebutcepatdan dalam
waktu singkat. -IndeksPelayanantetapbaik hampir selama
umurrencana,terutamajika transversejointsdikerjakan dan dipelihara
dengan balk. -Padaumumnyabiayaawal konstruksitinggi.Tetapi
biayaawalhampirsama untuk jenis konstruksi jalan
berkualitastinggidantidak tertutupkemungkinanbisa lebih rendah.
-Biayapemeliharaanrelatif tidak ada. -Agak sulit untuk menetapkan
saat yang tepat untukmelakukanpelapisan ulang. -Kekuatankonstruksi
perkerasankakulebih ditentukanolehkekuatan
-Dapatdigunakanuntuksemua tingkat volume lalu-lintas.
-KendalikualitasuntukJobMix lebih rumit.
-Sulituntukbertahanterhadap kondisi drainase yang buruk. -Umur
rencana relatif pendek 5 10 tahun. -Kerusakan tidak merambat ke
bagian konstruks1yanglain,kecualijika perkerasan terendam air.
-Padaumumnyabiayaawal konstruksirendah,terutamauntuk
jalanlokaldenganvolumelalu-lintas rendah. -Biayapemeliharaanyang
dikeluarkan,mencapailebihkurang duakalilebihbesardaripada
perkerasan kaku. -Pelapisanulangdapatdilaksanakan
padasemuatingkatketebalan perkerasanyangdiperlukan,dan lebih mudah
menentukan perkiraan pelapisan ulang. -Kekuatankonstruksiperkerasan
lenturditentukarolehtebalsetiap lapisan dan daya dukung tanah
dasar. -Tebalkonstruksiperkerasanlentur
adalahtebalseluruhlapisanyang ada diatas tanah dasar. PROJECT WORK
I JALAN TOL ANTASARI DEPOK BAB VII 194DIV JALAN TOL - Ali
SunandarFarayNurrifai pelatbetonsendiri(tanah dasartidakbegitu
menentukan). -Tebalkonstruksiperkerasan kaku adalah tebal pelat
beton tidak termasuk pondasi. 7.1.3.Beberapa Cara Perencanaan
Perkerasan Kaku
Nilaiteganganyangdapatdihitungberdasarkanteoriadalahuntukbeban
statis.Untukperencanaan,nilaiteganganharusdi-modifikasiterhadapperhitungan
repetisibebanlalu-lintas.Jikabetondapattahanterhadapperubahanberulang,yaitu
sebanyak repetisi beban, maka akan dapat bertahan, tergantung pada
besaran beban. Metode yang umum diguanakan di Indonesia adalah cara
PCA (Portland Cement
Association)dancaraAASHTO(AmericanAssociationofStateHighwayand
Transportation Officials). -Cara Portland Cement Association (PCA)
PCAmenawarkanmetodaperencanaanperkerasankakuberdasarkanteknik
analisateganganyangdikembangkanolehWESTERGAARD.Dalammetoda
rancangan ini, ketebalan tergantung pada besaran dan jumlah beban
berulang,modulus
ofrupturedanmodulusreaksitanahdasar.Modulusofrupturepadaharike28
digunakanuntukperencanaan.Ketebalanperkerasanbetonrelatiftidaksensitif
terhadapmodulustanahdasar,kecualijikamembandingkanantaratanahdasaryang
sangat lunak dengan yang sangat kuat.
Untukperhitunganfatiguedigunakanrasioantarateganganaktualpada
perkerasandenganmodulusofrupture.Jikarasiobernilai 25 % Kuat tekan,
K (kg/cm2)Flexural Strength, Sc (kg/cm2) 120 17525 155 23030 225
33540 280 40045 PROJECT WORK I JALAN TOL ANTASARI DEPOK BAB VII
228DIV JALAN TOL - Ali SunandarFarayNurrifai
Pendekatanprosenstrukturperkerasandalam1tahunterkenaair:100
W365T24TPLharijamheff
=Pheff=Prosenharieffectivehujandalamsetahunyangakanberpengaruh
terkenanya perkerasan (dalam %). Tjam=Rata-rata hujan per hari
(jam). Thari=Rata-rata jumlah hari hujan per tahun (hari) WL=Faktor
air hujan yang akan masuk ke pondasi jalan (%) Tabel 7.20 Quality
of drainage diambil dari AASHTO 1993 halaman II-22 Tabel
7.21Drainage coefficient (Cd) Quality of drainage Percent of time
pavement structure is exposed to moisture levels approaching
saturation < 1 %1 5 %5 25 %> 25 % Excellent1.25 1.201.20
1.151.15 1.101.1 Good1.20 1.151.15 1.101.10 1.001 Fair1.15 1.101.10
1.001.00 0.900.9 Poor1.10 1.001.00 0.900.90 0.800.8 Very poor1.00
0.900.90 0.800.80 0.700.7 Diambil dari AASHTO 1993 hal. II26
Koefisien drainase (Cd) untuk jalan tol Antasari-Depok adalah
sebesar Cd = 1.15 Quality of drainage Water removed within
Excellent2 jam Good1 hari Fair1 minggu Poor1 bulan Very poorAir
tidak terbebaskan PROJECT WORK I JALAN TOL ANTASARI DEPOK BAB VII
229DIV JALAN TOL - Ali SunandarFarayNurrifai 7.3.12 Load Transfer
Coefficient (J) Load transfer coefficient (J) untuk jalan baru
mengacu pada Tabel 5.10. ( Untuk overlay design : J = 2,2 2,6
(diambil dari AASHTO 1993 halaman III-132). Tabel 7.22 Load
transfer coefficient. diambil dari AASHTO 1993 halaman II-26 nilai
Load Transfer Coefficient (J) di ambil = 2.55 Hasil Perhitungan
keseluruhan parameter dengan metode AASHTO 1993 NoParameterAASHTO
1993Desain 1Umur Rencana-20 Tahun 2ESAL Kumulatif (W18) - 429423874
3 Terminal Serviceability Index (Pt)2,0 3,02.5 4Initial
Serviceability (Po)4,54.5 5Serviceability Loss (PSI)Po-Pt2
6Reliability (R)80% - 99.9%90% 7Standard Normal Deviation (ZR)
tergantung pada R-1.282 8Standard Deviasi (So)0.30 - 0.400.35
9Modulus Reaksi Tanah Dasar (k)CBR 6%152 Psi 10Modulus Elastisitas
Beton (Ec) f'c = 375 kg/cm24,200,000 Psi 11Flexural Stength (Sc)Sc=
45 kg/cm2640 Psi 12Drainage Coefficient (Cd)Good ( 1.2 - 1.15)1.15
13Load Transfer Coefficient (J)2.5 3.12.55 ShoulderAsphaltTied PCC
Load transfer devicesYesNoYesNo Pavement type
1.Plainjointed&jointed reinforced 3.23.8 4.42.5 3.13.6 4.2 2.
CRCP2.9 3.2N/A2.3 2.9N/A PROJECT WORK I JALAN TOL ANTASARI DEPOK
BAB VII 230DIV JALAN TOL - Ali SunandarFarayNurrifai 7.4 Tebal
Perkerasan Kaku Rumus tebal perkerasan kaku Dengan parameter yang
sudah didapatkan kemudian menghitung dengan cara trial
anderroragarruaskiri=ruaskanandenganmengubah-ubahnilaivariabelD(Tebal
perkerasan) Dari hasil trial anderror didapat ruas kanan= ruas
kiriyaitu nilaiD = 11.805in dengan nilai ruas kiri dan kanan =
8.235, dari hasil ini didapatkan tebal perkerasanyang
dibutuhkanuntukJalanTolAntasariDepokyaitu11.805in=30cmdenganumur
rencana perkerasan 20 tahun. Thickness Design Tebal Plat Rigid
Pavement30Cm12inch Tebal Plat Lean Concrete10Cm4inch Total
tebal40Cm16inch Desain tulangan
Darihasiltebalperkerasandiatas=12indidapatdesainuntukdowel,tiebarsebagai
berikut : Dowel Diameter1,5inch panjang45Cm Jarak30Cm )) / (42 .
18( 63 . 215) 132 . 1 ( ') 32 . 0 22 . 4 () 1 (1624000015 . 1 5 .
406 . 0 ) 1 ( 35 . 7 1825 . 075 . 075 . 046 . 8k EcD xJxD cxCdx
SxLog xPtDPSILogD xLog ZRxSo LogW +++((
A+ + + =PROJECT WORK I JALAN TOL ANTASARI DEPOK BAB VII 231DIV
JALAN TOL - Ali SunandarFarayNurrifai Tie Bar Diameter 1/2inch
panjang64Cm Jarak66Cm Longitudinal & Transverse Steel
Reinforcing Panjang slab (L)500cm Panjang slab (L)16.40feet steel
working strees (fs)30000psi tipe materialsurface treatment friction
factor (F)2.2 Longitudinal & transverse steel (Ps)6%
