Analisa Overlay Dengan Lendutan Balik Maksimum ANALISA OVERLAY DENGAN LENDUTAN BALIK MAKSIMUM PADA JALAN Dr. MUCHTAR LUTHFI Muhammad Shalahuddin ABSTRAK Pengukuranlendutan yang terjadiakibatbebanlalulintasdapat dihubungkandengankebutuhantebalperkerasan. Kebutuhan tebal perkerasan (overlay) dengan analisa lendutan balik yang diuji dengan alat benkleman beam. Benkleman beam test adalah salah satu cara penilaian struktur perkerasan dengan melakukan ujilendutan balik yang tidak merusak struktur (non destructive field tests).Lendutan balik vertikal maksimum yang terjadi pada permukaan jalan akibat dihilangkan bebandilakukan pada sta. 0+000 up to 6+000 yang dipengaruhi oleh cuaca,umur rencana, perkembangan lalu lintas danAE18KSAL. Pada sta. 0+000 s/d 6+000, lendutan balik rata-rata d = 1, 570 standard deviasi S = 0,2298, dan faktor keseragaman Fk = 14,64 % serta lendutan balik yang mewakili D = 1,864, maka didapatkan tebal overlay ~ 5,5 cm.Sta. 0+000 s/d 1+500, lendutan balik rata-rata d = 1, 253 standard deviasi S = 0,301, dan faktor keseragaman Fk = 24,016 % adalah baik serta lendutan balik yang mewakili D = 1,638, maka didapatkan tebal overlay ~ 3,0 cm.Sta. 1+500 s/d 6+000, lendutan balik rata-rata d = 1, 663 standard deviasi S = 0,0758, dan lendutan balik yang mewakili D = 1,760, maka didapatkan tebal overlay ~ 5,5 cm. Dengan dua seksion, sta. 0+000 s/d 1+500 dan 1+500 s/d 6+000 lebih ekonomis dibandingkan dengan hanya satu seksion pada lokasi yang sama. Kata kunci :lendutan balik,tebal overlay,benkleman beam.
ABSTRACT Measurement of deflection caused by traffic loads can be connected to the pavement thickness requirements. Needs pavement thickness (overlay) with reverse deflection analysis tested the tool benkleman beam. Benkleman beam test is one way to do the assessment reverse deflection pavement structure behind which does not damage the structure (non destructive field tests). Forth maximum vertical deflection that occurs on the surface of the road due to the load carried on sta eliminated. 0+000 up to 6+000 influenced by the weather, the age of the plan, the development of traffic danAE18KSAL. At sta. 0+000 up to 6+000, the reverse deflection average d = 1, 570 standard deviation of S = 0.2298, and the uniformity factor Fk = 14.64 % and the reverse deflection representing D = 1.864, so he found a thick overlay ~ 5.5 cm. Sta. 0+000 up to 1+500,reverse deflection average d = 1, 253 standard deviation S = 0.301, and the uniformity factor Fk = 24.016 % is good and forth representing deflection D = 1.638, so he found a thick overlay ~ 3.0 cm.Sta. 1+500 up to 6+000, the deflection behind the average standard deviation of S = 0.0758, and the reverse deflection representing D = 1,760, then obtained an overlay ~ 5.5 cm thick. With two seksion, sta. 0+000 up to 1+500 and 1+500 up to 6+000 is more economical compared to only one seksion at the same location. Key words: reverse deflection, overlay thick, bekleman beam
PENDAHULUAN Benkleman beam test adalah salahsatucarapenilaianstrukturperkerasandenganm elakukanuji yang tidakmerusakstruktur (non destructive field tests). Pengukuran lendutan yang terjadi akibat beban lalu lintas dihubungkan dengan kebutuhan tebal perkerasan.
LANDASAN TEORI Pengukuran lendutan balik dengan alat benkleman beamseperti skema pada Gambar 1, Gambar 2 dan Gambar 3.
Fakultas Teknik Universitas Riau – Pekanbaru, email:
[email protected]
Page 125
2,44 m
0,3
0,92 m
0,61 m
1,22 m
Beam
B Permukaanjal an Ban belakangtruck
Lendutanbalik di titik A
Kaki tunggal,D
Kaki kembar,C
a) Pandangansamping 6m x m 0,3 Permukaanjal an
b) Polagerak ban truck Gambar 1 Skema uji dengan alat benkleman beam
Gambar 2. Peralatan Benkleman beam Sketsa lendutan balik yang terjadi seperti Gambar 3.
x a Keterangan : a = lendutan pada titik kontak batang Benkleman Beam b = lendutan pada jarak x dari titik kontak batang BB Gambar 3. Kurva cekung lendutan
b Cekunglendutan
Analisa Overlay Dengan Lendutan Balik Maksimum Lendutan balik maksimum (d) dengantruck bermuatan 8,1 ton diperoleh dari persamaan 1.
d = 2 (d 4 − d1 ) + fa ( d 4 − d 3 ) ……. 1
2
dimanatt = suhutengahdan tb = suhubawah. Faktor air tanah (C)dimana C = 1 musimhujandan C = 1,5musimkemarau.Pengaruhlingkungan yang jugadiamatiadalahjenis lapis permukaan, jeniskerusakan, keadaancuaca, kondisidrainase, kondisibahu, landaipemukaanjalan dan jenistanahdasar. Setelahtemperaturpermukaan rata-rata diperoleh, makafaktorpenyesuaiansuhu (ft) didapatkandariGambar4.
dimanafa= 3 m untuk aspalpenetrasi dan 4 m untuk aspalbeton, d1= bacaanarlojiawal, d2= bacaanarlojipadajarak0,3 m untuk lapisanpenetrasi dan0,4 m untuk lapisanaspalbeton,d3= bacaanarlojipadajarakx m dan d4= bacaanarlojipadajarak6 m. Pengamatan suhu udara (tu), suhu permukaan aspal (tp) untuk memperoleh suhu rata-rata (tl) dengan persamaan 2. temperatur permukaan rata-rata (tl) .
1 (t p + t t + t b ) ……................…. 3
tl =
70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20
Perkerasanaspal di atasgranular base Perkerasan aspal langsung di atas sub grade
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
Faktor penyesuaian suhu (ft)
Gambar 4. Grafik hubungan tl dengan ft Nilailendutanbalik rata-rata d = (∑ d ) .……3 n
Standarddeviasi S =
(
)
n . ∑ d 2 . (∑ d ) …. 4 n (n − 1) 2
FaktorkeseragamanFK = S x 100 % …….. 5 d
maka data denganbatasanjika FK ≤ 15 % sangatseragam, FK = 15 % - 20 % data seragam, FK = 20 % – 25 % databaik, FK = 25 % - 30 % data cukup, FK = 30 % - 40 % data jelek, FK> 40 % datatidakseragam. Pembagianseksi-seksi yang ditinjau
diusahakandengankeseragamantidaklebihbesardari 40 % dansetiapseksipanjangnyatidakkurangdari 500 m untukkemudahanpelaksanaan overlay. Nilai lendutan balik yang mewakili D= d + 2 S untuk jalan arteri/tol, D = d + 1,64 S untuk jalan kolektor dan D = d + 1,28 Suntuk jalan lokal. Faktor umur rencana (N) adalah hubungan umur rencana jalan (n) dengan perkembangan lalu lintas (R)pada Tabel 1.
Tabel 1. Faktor hubungan umur rencana (n) dengan nilai (R) n Perkembanganlalulintas, R (%) (Tahun) 2 4 5 6 8 10 1 1.01 1.02 1.02 1.03 1.04 1.05 2 2.04 2.08 2.10 2.12 2.16 2.21 3 3.09 3.18 3.23 3.30 3.38 3.48 4 4.16 4.33 4.42 4.51 4.69 4.87 5 5.25 5.53 5.66 5.80 6.10 6.41 6 6.37 6.77 6.97 7.18 7.53 8.10 7 7.51 8.06 8.35 8.65 9.28 9.96 8 8.70 9.51 9.62 10.20 11.05 12.00 9 9.85 10.79 11.30 11.84 12.99 14.26 10 11.05 12.25 12.90 13.60 15.05 16.73 15 17.45 20.25 22.15 23.90 28.30 33.36 20 24.55 30.40 33.90 37.95 47.70 60.20 Unit ekivalen 8,16 ton beban as tunggal (Unit equivalent 18 Kips single axle load =UE18KSAL), nilainyapadaTabel2.Jumlahlalulintasakumulatifsel amaumurrencana (accumulative equivalent 18
Konfigurasi sumbu 1.1 Mobil pen. 1.2 Bus 1.2L Truck 1.2H Truck 1.22 Truck 1.2+2.2 Trailer 1.2 - 2 Trailer 1.2 - 2.2 Trailer
kips single axle load =AE18KSAL)denganpersamaan 6. AE18KSAL = 365 xΣ (UE18KSALxLHR) xN… 6 dimana LHR adalah lalu lintas harian rata-rata dan N adalah faktor umur rencana. Tabel 2.Nilai UE18KSAL Berat UE18KSAL Keterangan kosong muatan kosong muatan (ton) (ton) 1,5
2,0
0,0001
0,0004
3
9
0,0037
0,3006
2,3
8,3
0,0012
0,2174
4,2
18,2
0,0143
5.0264
5
25
0,0044
2.7416
6,4
31,4
0,0085
4.9283
6,2
26,2
0,0192
6.1179
10
42
0,0327
10.183
SetelahAE18KSALdiketahui, makadariGambar5dapatdiketahuibesarnyalenduta
Page 128
nbalikijin ( D ).Lendutanijinadalahnilailendutan yang diperbolehkansetelahjalan di overlay.
JURNALAPTEK Vol. 6 No. 2 Juni 2014
Analisa Overlay Dengan Lendutan Balik Maksimum Lendutan balik ijin (D), mm .
4 3.5
Non Laston
3 2.5 2
Laston
1.5 1 0.5 0 1000
10000
100000
1000000
10000000
100000000
AE18KSAL
Gambar5. Grafik hubungan lendutan balik ijin dengan AE18KSAL Tebal overlay ditentukan dari Tabel 3, dengan melihat nilai lendutan sebelum overlay Tabel 3. Hubungan antara lendutan sebelum dan sesudah overlay. Lendutan Lendutanijin, D (mm) sebelum Ketebalan overlay (mm) 3 cm 4 cm 5 cm 6 cm 7 cm 8 cm 9 cm 0.9 0.5737 0.5735 0.5702 0.5652 0.56 0.5553 0.5516 1 0.5747 0.591 0.5853 0.5769 0.5686 0.5614 0.5558 1.1 0.6175 0.6137 0.6033 0.591 0.577 0.5687 0.561 1.2 0.6488 0.6378 0.6251 0.6 0.5717 0.57 0.5672 1.3 0.6836 0.6707 0.6512 0.6207 0.6072 0.507 0.5047 1.4 0.7242 0.7081 0.6827 0.6537 0.626 0.6026 0.5843 1.5 0.7734 0.7525 0.7026 0.6837 0.6407 0.6191 0.5958 1.6 0.8311 0.8056 0.7662 0.7206 0.6767 0.6393 0.61 1.7 1.0764 1.0354 0.9665 0.8838 0.802 0.731 0.6746 2 1.19 1.1431 1.0621 0.9626 0.863 0.726 0.7065 2.1 1.3246 1.2722 1.1772 1.058 0.9374 0.831 0.7457 2.2 1.484 1.4264 1.3157 1.1736 1.027 0.8983 0.7737 2.3 1.6729 1.6105 1.4825 1.3136 1.1377 0.9003 0.8525 2.4 1.8966 1.8305 1.6831 1.4832 1.2718 1.0806 0.9246 2.5 2.1616 2.0732 1.9246 1.6804 1.4347 1.203 1.0128 2.6 2.2151 1.9639 1.6329 1.3525 1.1209 2.7 2.2377 1.8732 1.535 1.2531 2.8 2.1671 1.7577 1.4151 2.9 2.0275 1.6132 3 1.8556 3.1 2.1521 3.2 3.3 3.4 3.5 -
10 cm 0.5488 0.5517 0.5551 0.5573 0.5645 0.57 0.5786 0.5882 0.6324 0.6544 0.6814 0.7147 0.7555 0.8057 0.8673 0.943 1.0358 1.147 1.2895 1.4608 1.6707 1.7283 2.243 -
Lendutan sebelum (mm) 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
11 cm 0.5467 0.5487 0.5509 0.5536 0.557 0.5612 0.5663 0.5726 0.6021 0.6168 0.635 0.6574 0.6851 0.7192 0.7612 0.8129 0.8765 0.9547 1.0508 1.167 1.3141 1.4922 1.711 1.9294 2.3007
LanjutanTabel3 Lendutanijin, D (mm) Ketebalan overlay 12 cm 13 cm 14 cm 0.5455 0.5445 0.5437 0.5466 0.5452 0.5442 0.548 0.546 0.5447 0.5497 0.547 0.5452 0.551 0.5483 0.5457 0.5545 0.5477 0.5468 0.5577 0.5517 0.5479 0.561 0.5543 0.5493 0.589 0.5662 0.5563 0.5905 0.5723 0.56 0.6024 0.58 0.5647 0.6172 0.5875 0.5706 0.6355 0.6013 0.578 0.6582 0.6161 0.5873 0.6862 0.6344 0.599 0.72 0.657 0.6135 0.7635 0.6852 0.6317 0.8161 0.72 0.6542 0.801 0.763 0.6822 0.9607 0.8161 0.717 1.0593 0.8817 0.7601 1.1802 0.9626 0.8133 1.329 1.0622 0.8771 1.344 1.1817 0.9604 1.7345 1.3349 1.0606
BAHAN DAN METODA Bahan dan alat yang dipergunakan adalah truck bermuatan 8,16 ton pada gandar belakang sesuai standar RSNI3 2416 : 2008, alat benkleman beam, thermometer udara, thermometer permukaan, rolmeter, formulir lapangan, perangkat pengamanan, kamera dan kapur tulis/cat. Prosedur pelaksanaan : - Survey lapangan dilakukan di atas permukaan lapis permukaan aspal dengan jarak pengamatan per 100 m kiri/kanan. - Hitung lendutan balik maksimum (d) dari data pengamatan lapangan denganpersamaan 1.
Page 130
-
-
15 cm 0.5434 0.5436 0.5437 0.544 0.5443 0.5447 0.5452 0.5459 0.5476 0.5517 0.5544 0.5577 0.5623 0.5679 0.5751 0.5841 0.5755 0.6077 0.6276 0.6477 0.6776 0.7121 0.7547 0.8 0.8736
Hitung temperatur rata-rata (tl) dengan persamaan 2 untuk mendapatkan nilai faktor penyesuaian suhu (ft) dari Gambar 3. Hitung d xft x C dan buat grafik hubungannya dengan titik-titik pengujian. Hitung lendutan balik rata-rata d dengan
persamaan 3, nilai standard deviasi S dengan persamaan 4 dan faktor keseragaman FKdengan persamaan 5. - Tentukan faktor umur rencana perkerasan (N) yang dihubungkan dengan umur rencana jalan (n) danperkembangan lalu lintas (R)pada Tabel 1. - Tentukan AE18KSALdenganpersamaan 6. - Tentukan lendutan balik ijin dengan Gambar 5 dan tebal overlay dengan Tabel 3. JURNALAPTEK Vol. 6 No. 2 Juni 2014
Analisa Overlay Dengan Lendutan Balik Maksimum Gambar 6 dan Gambar 7 terlihat bahwa yang terbesar melintas adalah jenis mobil penumpang pada jam puncak 09.00 – 10.00.
HASIL DAN PEMBAHASAN Data lalu lintas harian rata-rata yang diperoleh dari hasil survey LHR seperti yang ditampilkan pada Gambar 6 dan Gambar 7. Dari Jumlah kenderaan melintas
300 250 200 Mobil pen.
150 100 50 0 0
4
8
12 jam
16
20
24
Gambar 6 Grafik LHR hubungan antara jumlah kenderaan yang melintas dengan jam untuk mobil penumpang Jumlah kenderaan melintas
10
Bus Truck 1. 2 L Truck 1 . 2 2
0 0
4
8
12 jam
16
20
24
Gambar 7 Grafik LHR hubungan antara jumlah kenderaan yang melintas dengan jam untuk mobil bus dan truck Data lendutan balik diperoleh dari hasil survey yang dipengaruhi oleh suhu udara, suhu permukaan aspal yang ada dan musim d x ft x C ditampilkan pada Tabel 4.
Dari Tabel 4, dibuat grafik hubungan Stasion dan lendutan (d.ft.C) seperti Gambar 8.
Lendutan (d x ft x C), mm .
2,2 1,8 1,4 d = 1,570
1,0 0,6 0
1000
2000
3000 Stasion 4000
5000
6000
Gambar 8. Grafik hubungan stasion dengan lendutan (d.ft.C)
Dari Gambar 8 terlihat bahwa lendutan yang terjadi dari sta. 0+000 s/d 6+000 sangat variatif. Apabila diperhitungkan dari sta. 0+000 s/d 6+000, lendutan balik rata-rata d = 1 , 570 standard
Sta. 0+000 0+250 0+500 0+750 1+000 1+250 1+500 1+750 2+000 2+250 2+500 2+750 3+000 3+125 3+250 3+375 3+500 3+625 3+750 3+875 4+000 4+125 4+250 4+375 4+500 4+750 5+000 5+250 5+500 5+750 6+000
Tabel 4. Akumulasi perhitungan lendutan perkerasan jalan. Bacaan arloji ( mm) Temperatur ( 0C) ft C d1 d2 d3 d4 tu tp tt tb tl 0 0,4 0,73 0,74 34 40 44 42 42 0,872 1 0 0,18 0,43 0,44 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,31 0,76 0,77 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,31 0,6 0,61 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,61 0,91 0,92 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,32 0,54 0,55 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,51 0,88 0,88 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,54 0,98 0,98 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,68 0,93 0,94 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,41 0,87 0,88 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,55 0,91 0,93 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,3 0,95 0,97 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,51 0,98 0,99 34 40 44 42 42 0,872 1 0 0,4 0,89 0,9 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,4 0,93 0,94 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,3 0,93 0,94 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,38 0,87 0,88 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,32 0,94 0,95 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,23 0,86 0,87 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,25 0,97 0,99 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,22 0,86 0,87 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,39 0,94 0,95 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,31 0,87 0,88 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,41 0,93 0,94 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,24 0,86 0,87 34 40 44 42 42 0,872 1 0 0,38 0,96 0,97 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,23 0,98 0,99 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,45 0,97 0,98 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,2 0,87 0,89 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,2 0,87 0,89 34 40 42 44 42 0,872 1 0 0,3 0,92 0,93 34 40 42 44 42 0,872 1
Direncanakan umur rencana (n) = 5 tahun dan pertumbuhan lalu lintas (R) = 8 tahun (dari Dinas Perhubungan Pekanbaru). Dari Tabel 1 didapatkan faktor umur rencana (N) = 6,10. Dengan persamaan 6 dan Tabel 2 didapatkan AE18KSAL Page 132
deviasi S = 0,2298, dan faktor keseragaman Fk = 14,64 % adalah sangat seragam serta lendutan balik yang mewakili D = 1,864.
d
d.ft.C
1,52 0,92 1,58 1,26 1,88 1,14 1,76 1,96 1,92 1,80 1,94 2,02 2,02 1,84 1,92 1,92 1,80 1,94 1,78 2,06 1,78 1,94 1,80 1,92 1,78 1,98 2,02 2,00 1,86 1,86 1,90
1,325 0,802 1,378 1,099 1,639 0,994 1,535 1,709 1,674 1,570 1,692 1,761 1,761 1,604 1,674 1,674 1,570 1,692 1,552 1,796 1,552 1,692 1,570 1,674 1,552 1,727 1,761 1,744 1,622 1,622 1,657
= 2,7 x 105. Selanjutnya dengan Gambar 5 diperoleh D = 0,9 mm, makadari Tabel 3 didapatkan overlay sta. 0+000 s/d 6+000 tebal ~ 5,5 cm.
JURNALAPTEK Vol. 6 No. 2 Juni 2014
Lendutan (d x ft x C), mm .
Analisa Overlay Dengan Lendutan Balik Maksimum
2,2 1,8 1,4
d = 1,663
1,0 d = 1,253
0,6 0
1000
2000
3000 4000 Stasion
5000
6000
Gambar 9. Grafik hubungan stasion dengan lendutan (d.ft.C)
Apabila seksionnya seperti Gambar 9, dibagi menjadi sta. 0+000 s/d 1+500 dan 1+500 s/d 6+000. Dari sta. 0+000 s/d 1+500, lendutan balik rata-rata d = 1, 253 standard deviasi S = 0,301,
DAFTARPUSTAKA
dan faktor keseragaman Fk = 24,016 % adalah baik serta lendutan balik yang mewakili D = 1,638 dengan AE18KSAL = 2,7 x 105. Dengan Gambar 5 didapatkan D = 0,9 mm, maka Dari Tabel 3 didapatkan overlay sta. 0+000 s/d 6+000 tebal ~ 3,0 cm. Dari sta. 1+500 s/d 6+000, lendutan balik rata-rata d = 1, 663 standard deviasi S = 0,0758,
C,M,Huang et al, 2006, Physical and Environmental Properties of Asphalt Mixtures Containing Incenator Bottom Ash, National Taiwan University, Taiwan.
dan faktor keseragaman Fk = 4,564 % adalah sangat seragam serta lendutan balik yang mewakili D = 1,760. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 9 dengan AE18KSAL = 2,7 x 105. Dengan Gambar 5 didapatkan D = 0,9 mm, maka Dari Tabel 3 didapatkan overlay sta. 0+000 s/d 6+000 tebal ~ 5,5 cm. KESIMPULAN Apabila sta. 0+000 s/d 6+000, maka diperoleh tebal overlay ~ 5,5 cm sedangkan apabila seksionnya menjadi sta. 0+000 s/d 1+500 didapatkan tebal overlay ~ 3,0 cm dan sta. 1+500 s/d 6+000 tebal overlay ~ 5,5 cm. Pembagian seksion akan lebih ekonomis dan teknis. Pembagian seksion ini dapat dipertimbangkan dengan grafik hubungan stasion dan lendutan (d.ft.C) yang dapat dilihat secara visual.
BinaMarga, 1996. Central Quality Control Monitoring Unit.Jakarta.
David Croney and Paul Croney, Design and Performance of Road Pavements, Third Edition, 1998, McGraw Hill, New York. G.W. Flintsch, 2008, Composite pavement systems Synthesis of Design and Construction Prastices, Virginia Tech Transportation Institue. LaboratoriumJalan Raya FT UNRI, 2004. PenunutunPraktikumJalan Raya TeknikSipilUniversitas Riau. Pekanbaru. Lin Li et al, 2009, Mechanical Performance of Pavement Geomaterials Stabilized with Fly Ash in Field Applications, Jackson State University, Jackson Mississippi. Paul
H Wright Norman J Ashford, Tranportation Engineering, Fourth Edition, 1998, John Wiley & Sons.
Yang H Huang, Pavement Analysis and Design, 1993, Prentice Hall Englewood Cliff, New Jersey.
Page 134
JURNALAPTEK Vol. 6 No. 2 Juni 2014
