BAB II STUDI PUSTAKA Anindita Prasasya 15003024 II-1 BAB IISTUDI PUST AKA 2.1UMUM Perkerasan dibagi menjadi dua kategori yaitu perkerasan lentur ( flexible pavement) dan perkerasan kaku (rigid pavement), gambar 2.1. Perkerasan lentur terdiri dari permukaan lapisan tipis yang dibangun diatas lapisan pondasi (base course) dan lapisan pondasi bawah (subbase course ). Ketiga lapisan ini berada di atas lapisan tanah dasar yang dipadatkan (compacted subgrade). Sebaliknya, perkerasan kaku terbuat dari campuran semen Portlanddan pada perkerasan kaku bisa saja terdapat lapisan pondasi atau bisa juga tidak terdapat lapisan pondasi di antara lapisan perkerasan dengan tanah dasarnya. Gambar 2. 1 (a) Flexible Pavement, (b) Rigid Pavement Perbedaan antara dua lapisan perkerasan tersebut adalah pendistribusian beban pada setiap lapisannya. Perkerasan kaku memiliki tingkat kekakuan dan modulus elastis yang tinggi sehingga pendistribusian bebannya luas. Kapasitas struktur perkerasan kaku dalam menahan beban lebih banyak berasal dari struktur perkerasan kaku itu Tofan Ferdian 15003109
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Perkerasan dibagi menjadi dua kategori yaitu perkerasan lentur ( flexible pavement )
dan perkerasan kaku (rigid pavement ), gambar 2.1. Perkerasan lentur terdiri dari
permukaan lapisan tipis yang dibangun diatas lapisan pondasi (base course) dan
lapisan pondasi bawah (subbase course). Ketiga lapisan ini berada di atas lapisan
tanah dasar yang dipadatkan (compacted subgrade). Sebaliknya, perkerasan kakuterbuat dari campuran semen Portland dan pada perkerasan kaku bisa saja terdapat
lapisan pondasi atau bisa juga tidak terdapat lapisan pondasi di antara lapisan
perkerasan dengan tanah dasarnya.
Gambar 2. 1 (a) Flexible Pavement, (b) Rigid Pavement
Perbedaan antara dua lapisan perkerasan tersebut adalah pendistribusian beban pada
setiap lapisannya. Perkerasan kaku memiliki tingkat kekakuan dan modulus elastis
yang tinggi sehingga pendistribusian bebannya luas. Kapasitas struktur perkerasankaku dalam menahan beban lebih banyak berasal dari struktur perkerasan kaku itu
Bahan untuk lapis permukaan umumnya adalah sama dengan bahan untuk lapis
pondasi, dengan persyaratan yang lebih tinggi. Penggunaan bahan aspal
diperlukan agar lapisan dapat bersifat kedap air, disamping itu bahan aspal sendirimemberikan bantuan tegangan tarik, yang berarti mempertinggi daya dukung
lapisan terhadap beban roda lalu lintas. Pemilihan bahan untuk lapis permukaan
perlu dipertimbangkan kegunaannya, umur rencana serta pentahapan konstruksi,
agar dicapai manfaat yang sebesar-besarnya dari biaya yang dikeluarkan.
• Daya Dukung Tanah Dasar (DDT) adalah suatu skala yang dipakai dalam
nomogram penetapan tebal perkerasan untuk menyatakan kekuatan tanah dasar.
DDT ditetapkan berdasarkan grafik korelasi DDT dan CBR, gambar 2.2, atau
dapat juga ditentukan dari persamaan berikut :
7.1log3.4 += CBR DDT (2.1)
Yang dimaksud dengan harga CBR disini adalah harga CBR lapangan atau CBR
Laboratorium. Jika digunakan CBR lapangan maka pengambilan contoh tanah
dasar dilakukan dengan tabung (undisturb), kemudian direndam dan diperiksa
harga CBR-nya. Dapat juga mengukur langsung di lapangan (musim
hujan/direndam). CBR lapangan biasanya dipakai untuk perencanaan lapis
tambahan (overlay). CBR laboratorium biasanya digunakan untuk perencanaan pembangunan baru.
Dalam menentunkan harga rata–rata nilai CBR dari sejumlah harga CBR yang
dilaporkan, maka harga CBR rata–rata ditentukan dengan cara:
1. Tentukan harga CBR terendah
2. Tentukan berapa banyak harga CBR yang sama dan lebih besar dari masing–
masing nilai CBR
3. Angka jumlah terbanyak dinyatakan sebagai 100%. Jumlah lainnya
merupakan persentase dari 100%4. Dibuat grafik hubungan antara harga CBR dan pesentase jumlah tadi
5. Nilai CBR rata–rata adalah yang didapat dari angka persentase 90%
Untuk mendapatkan CBR rata–rata yang tidak terlalu merugikan, maka disarankan
agar merencanakan perkerasan suatu ruas jalan, perlu dibuat segmen–segmen
dimana beda atau variasi CBR dri satu segmen tidak besar.
• Faktor Regional (FR) adalah faktor koreksi sehubungan dengan perbedaan
kondisi kondisi lapangan dan kondisi percobaan. Kondisi–kondisi yang dimaksud
antara lain menyangkut keadaan lapangan dan iklim, yang dapat mempengaruhikeadaan pembebanan, daya dukung tanah dasar dan perkerasan. Keadaan
Berdasarkan pada jenis overlay dan perkerasan sebelumnya, ada empat desain overlay
yang dapat digunakan, yaitu overlay HMA pada perkerasan aspal, overlay HMA pada
perkerasan PCC (Portland Cement Concrete), overlay PCC pada perkerasan aspal,
dan overlay PCC pada perkerasan PCC. Dalam tugas akhir ini, jenis overlay yangdigunakan yaitu overlay HMA pada perkerasan aspal. Jenis overlay ini sangat
dominan digunakan dalam suatu perencanaan overlay.
Overlay untuk suatu perkerasan lentur dapat ditentukan dari nilai lendutan (deflection)
hasil pengukuran di lapangan. Dalam hal ini, nilai lendutan menjadi suatu dasar yang
telah digunakan secara luas dalam perencanaan suatu overlay. Metoda perencanaan
overlay yang berdasarkan pada nilai pengukuran lendutan ini telah dikembangan oleh
AI ( Asphalt Institute). Metoda ini digunakan untuk mendesain overlay: menentukan
pendekatan ketebalan efektifnya, pendekatan defleksinya, dan pendekatan mekanistik-empiris-nya.
2.2.1 Pendekatan Ketebalan efektif
Konsep dasar dari metoda ini yaitu ketebalan overlay yang dibutuhkan
merupakan hasil pengurangan antara ketebalan desain perkerasan lentur yang
baru dengan ketebalan efektif perkerasan lentur eksisting.
enOL hhh −= (2.3)
hOL adalah ketebalan overlay yang dibutuhkan, hn adalah ketebalan desain
perkerasan lentur yang baru, dan he adalah ketebalan efektif perkerasan lentur
eksisting.
2.2.2 Pendekatan Defleksi
Konsep dasar dari metoda ini yaitu semakin besar nilai defleksi
mengindikasikan bahwa struktur tersebut semakin lemah, sehingga strukturtersebut membutuhkan overlay. Ketebalan overlay harus mampu menahan
beban lalu lintas sehingga nilai defleksi yang dihasilkan lebih kecil dari
defleksi ijin. Pada umumnya, nilai defleksi yang digunakan adalah nilai
defleksi maksimum.
2.2.3 Pendekatan Mekanistik-Empiris
Dalam metoda ini dilakukan penentuan tegangan kritis (critical stress),
regangan kritis (strain critical), dan lendutan (deflection) berdasarkan metodamekanik dan perkiraan hasil kerusakannya berdasarkan metoda empiris.
Kondisi dan umur sisa dari perkerasan eksisting harus dievaluasi terlebih
dahulu. Berdasarkan kondisi dan umur sisa perkerasan ini, tebal overlay dapat
ditentukan sehingga tingkat kerusakan yang terjadi baik pada perkerasan
eksisting maupun overlay masih dalam batas yang diijinkan.
2.2.4 Metoda Asphalt Institute
Metoda ini digunakan untuk overlay HMA pada perkerasan aspal. Ada dua
metoda yang digunakan dalam desain overlay ini, yaitu metoda ketebalan
efektif (effective thickness method ) dan metoda defleksi (deflection method ).
Effective Thickness Method – Digunakan untuk menentukan ketebalan efektif
dari perkerasan eksisitng, harus ada beberapa faktor konversi. Jika perkerasaneksistingnya full depth, metoda 1, berdasarkan Present Serviceability Index
(PSI) dari perkersaan eksisting, dapat digunakan untuk menentukan faktor
konversinya. Metoda 2, berdasarkan pada kondisi masing–masing lapisan,
digunakan untuk menentukan faktor konversi masing–masing lapisan.
Metoda 1 – Faktor konversi (C) dapat ditentukan berdasarkan gambar 2.3
(untuk perkerasan aspal full depth) berdasarkan pada PSI dari perkerasan
eksisting. Dua kurva pada gambar 2.3 menunjukkan tampilan yang berbeda.
Kurva atas, line A, menggambarkan perkerasan dengan pengurangan nilai PSI,yang dibandingkan dengan nilai PSI sebelum overlay. Kurva bawah, line B,
menggambarkan perkerasan dengan nilai PSI yang sama dengan nilai PSI
sebelum overlay. Pemilihan kurva ini berdasarkan dari pengetahuan dan
pengalaman .
Faktor konversi yang ditunjukkan pada gambar 2.3 hanya untuk HMA. Jika
campuran aspal emulsi digunakan maka nilai faktor konversinya seperti yang
ditunjukkan pada tabel 2.3. Ketebalan efekif dari masing–masing lapisan
eksisting dihitung dengan cara mengkalikan ketebalan aktual pada setiaplapisan dengan faktor konversi dan faktor ekivalen. Ketebalan total efektif
didapat dengan cara menjumlahkan ketebalan efektif masing–masing lapisan,
∑=
=n
i
iiie E C hh1
(2.4)
hi , C i , dan E i adalah ketebalan, faktor konversi, dan faktor ekivalen dari
Gambar 2. 3Faktor Konversi untuk Perkerasan Full Depth
Tabel 2. 3 Faktor Ekivalen dari Aspal Emulsi
Material typeEquivalency
factor (E)
Hot mix asphalt 1.00
Type I emulsified asphalt base 0.95
Type II emulsified asphalt base 0.83
Type III emulsified asphalt base 0.57
Metoda 2 – Dalam metoda ini, kondisi setiap lapisannya dievaluasi, dan nilaifaktor konversi C didapat dari tabel 2.4. Ketebalan efektif untuk metoda ini
yang dipilih, dan (3) penentuan hubungan antara besarnya parameter dengan
kerusakan atau performansi yang diinginkan.
Metode analisis desain struktur perkerasan jalan memperhitungkan tegangan,regangan, dan perpindahan pada struktur perkerasan dalam suatu kondisi pembebanan
tertentu. Saat ini, asumsi yang banyak diaplikasikan adalah teori elastis linear
multilapisan (multilayered linear elastic theory). Beberapa asumsi yang digunakan
dalam pendekatan analitis ini adalah sebagai berikut:
1. Sifat-sifat material tiap lapisan adalah homogen
2. Tiap lapisan memiliki ketebalan yang terhingga ( finite) pada arah vertikal kecuali
lapisan yang paling bawah, dan pada arah lateral ketebalannya dianggap tak
terhingga (infinite).
3. Tiap lapisan adalah isotropik4. Terjadi gesekan penuh di antara lapisan-lapisan pada interface.
5. Tidak terjadi gaya geser permukaan
6. Solusi tegangan ditentukan oleh dua sifat material untuk setiap lapisan, yaitu
konstanta Poisson (μ) dan modulus elastisitas (E).
Gambar 2. 1 (a) Flexible Pavement, (b) Rigid Pavement ......................................................II-1
Gambar 2. 2 Korelasi DDT dan CBR ....................................................................................II-4
Gambar 2. 3Faktor Konversi untuk Perkerasan Full Depth.................................................II-10Gambar 2. 4 Faktor Pengaturan Temperatur untuk Ketebalan yang Bervariasi ..................II-13
Gambar 2. 5 Hubungan Design Rebound Deflection dan ESAL.........................................II-14Gambar 2. 6 Grafik Desain Ketebalan Overlay Berdasarkan Lendutan Balik dan Desain
ESAL....................................................................................................................................II-15Gambar 2. 7 Konsep Dasar Sistem Multilapis.....................................................................II-17
Gambar 2. 8 Kurva Pengaruh Tegangan untuk Sistem Dua Lapis dari Burmister ..............II-20
Gambar 2. 9 Sistem Perkerasan Tiga Lapis .........................................................................II-22Gambar 2. 10 Skema Benkelman Beam ..............................................................................II-24
Gambar 2. 11 Alat Falling Weight Deflectometer...............................................................II-25