Ringkasan: PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN DENGAN METODE THE ASPHALT INSTITUTE (1970) (dianjurkan para mahasiswa membaca buku aslinya) Oleh: Bachnas.
Bagian 2: MATERIALS. Setiap material yang digunakan untuk lapisan perkerasan harus diuji kwalitasnya. Lapisan perkerasan dengan metoda Asphalt Institute ada dua macam, yaitu: 1. Full Depth Asphalt Pavement, terdiri dari lapis subgrade dan asphalt concrete. 2. Untreated Granular Bases, terdiri dari lapis subgrade, lapis base course dan asphalt concrete. Subgrade, merupakan lapis tanah yang paling bawah dari sistim konstruksi perkerasan jalan. Subgrade sering juga disebut ”basement soil” atau ”foundation soil”. Tanah sebagai subgrade harus dites tentang sifat-sifatnya (kembang-susut, plastisitas, kohesi), kepadatan dan daya dukung tanah. Daya dukung tanah bisa menggunakan: 1. California Bearing Ratio (CBR). 2. Resistence (R) value. 3. Bearing Value Determination (Plate Bearing Test). Pada gambar IV-1, melihatkan hubungan klasifikasi tanah dengan daya dukung tanah (nilai CBR) pada umumnya. Untreated Granular Bases, merupalan lapis antara lapis subgrade dengan lapis beton aspal (lapis permukaan).
Bahan yang digunakan adalah batuan alam atau batu pecah/split yang bergradasi. Setiap bahan yang dipakai sebagai base course ini harus dites kualitas, kekuatannya dan daya dukungnya (lihat halaman 42). Untuk lapis permukaan (surface course) menggunakan beton aspal, banyak macam beton aspal yang dapat digunakan (AC, SMA, HRA), dan juga ada dua cara pencampuran beton aspal tersebut dengan cara panas dan dingin ( hot mix, cold mix). Setiap macam campuran beton aspal yang akan digunakan sebagai lapis permukaan (surface course) harus memenuhi persyaratan sebagai bahan lapis permukaan perkerasan jalan. Environmental Effects, kondisi alam dan lingkungan akan mempengaruhi kekuatan struktur perkerasan jalan. Daya dukung kontruksi akan menurun akibat dari: a. kandungan air. b. kembang-susut. c. pengaruh suhu dingin. Perencanaan ketebalan lapisan dari struktur perkerasan (Thickness Design of Pavement Structure). Pada bagian terdahulu telah disampaikan bahwa ada 2 (dua) macam cara pembentukan lapisan perkerasan dengan metode The Aspahalt Institute. a. Full Depth Asphalt Pavemen, terdiri dari lapis subgrade dan asphalt concrete. b. Untreated Granular Bases, terdiri dari lapis subgrade, lapis base course dan asphalt concrete. Untuk penentuan ketebalan masing-masing lapisan dapat menggunakan gambar/grafik V-1 dan V-2. Gambar/grafik V-1, digunakan jika kekuatan tanah/subgrade dihitung dengan CBR atau Plate Bearing Test.
Gambar/grafik V-2, digunakan jika kekuatan subgrade dihitung dengan R-value. Contoh: Dianggap nilai CBR dari subgrade = 7%. Design Traffic Number (DTN) = 2100. Penyelesaian: 1. Tempatkan nilai CBR 7% pada garis vertikal (garis berskala) B. 2. Tempatkan harga DTN pada garis (garis berskala) C. 3. Tarik garis dari titik nilai CBR 7% (pada garis B) ke titik DTN pada garis C, maka didapat titik pada garis berskala digaris A. 4. Didapat/terbaca skala pada garis A sebesar 10.4 inches, dibulatkan 10.5 inches. Berarti ketebalan beton aspal dengan cara Full Depth Asphalt Pavement TA = 10.5 inches. Tabel berikut adalah persyaratan batas minimum ketebalan Lapisan Beton Aspal (Full Depth Asphalt Pavement). Design Traffic Number (DTN) Less than 10 10 - 100 100 - 1000 More than 1000
Minimum TA, Inches 4 5 6 7
Rencana Konstruksi Bertahap (Planned Stage Construction). Dalam pelaksanaan dapat saja dilakukan ketebalan lapisan Beton Aspal dilakukan dengan dua tahapan. Dari hasil hitungan untuk 20 tahun dilakukan 2 tahapan pengerjaan ketebalan lapisan atas. Tahap pertama ketebalan dapat dikurangi setebal 1 sampai 2 inches dari hasil hitungan untuk 20 tahun.
Tahap kedua dihitung kembali kapan pelapisan berikutnya dilakukan. Hal ini menguntungkan dilakukan, antara lain; 1. Dapat meng-evaluasi tampilan dari muka jalan (kerusakan muka jalan setelah dipakai sekian tahun). 2. Dapat meng-evaluasi kondisi lalulintas setelah berjalan sekian tahun (pertumbuhan lalulintas, jumlah dan macam kendaraan berat). 3. Dapat lebih mengefektifkan pemakaian dana (penanaman dana awal tidak menjadi besar). Langkah Perencanaan. Pertama hitung ketebalan lapis permukaan untuk 20 tahun (TA untuk 20 tahun). Kemudian TA 20 tahun tersebut dikurangi sebesar 1 sampai 2 inches (TA 20 – 1s/d 2 inches). Selanjutnya gunakan Gambar/grafik V-1 atau V-2 untuk mendapatkan tahun keberapa tahap ke 2 harus dilakukan. Langkahnya adalah sbb: 1. Harga TA 20 – 1”atau 2” diplotkan pada garis skala A. 2. Plotkan nilai CBR dr subgrade pada garis skala B. 3. Trik garis dr titik A ke titik B sehingga memotong garis skala C. 4. Baca skala pada garis skala C, nilai tersebut adalah harga DTN. 5. Bagi DTN dengan ITN untuk mendapatkan Faktor Penyesuaian (Adjustment Factor) ITN. 6. Ploting Faktor Penyesuaian ITN pada tabel III-3. Sesuaikan juga persentase pertumbuhan lalulintas atau di-interpolasi untuk mendapatkan tahun perencanaan (Design Period).
Contoh: DTN = 2100, Nilai CBR dari subgrade = 7%. Hasil rencana untuk 20 tahun didapat TA = 10.5 ”. Jika untuk tahap pertama TA – 1.5”, maka tentukan tahap ke 2 dilaksanakan pada tahun keberapa setelah tahap 1, agar perencanaan 20 tahun terpenuhi. Penyelesaian: 1. Masukan pada gambar V-1 pada garis A harga 10.5 – 1 = 9 ”. 2. Tetukan titik pada garis B, nilai CBR = 7%. 3. Tarik garis dr titik 9” pd garis A ke titik CBR = 7% pd garis B. Garis tersebut diteruskan sehingga memotong garis C. 4. Baca titik potong pada garis C, didapat DTN = 450. 5. Bagi DTN = 450 dengan ITN = 1400 (ITN = 1400 didapat saat menghitung DTN = 2100, lihat halaman 5 pada ringkasan ini). Faktor Penyesuaian = DTN/ITN = 450/1400 = 0.32 6. Dengan Angka Pertumbuhan Lalulintas = 4%, dan Faktor Penyesuaian sebesar 0.32 dari tabel III-3 diinterpolasi maka didapat Design Period sebesar 5.8 tahun. Dibulatkan 6 tahun. Example: A section of interurban highway is to be built by planned stage construction. Initial Daily Traffic (IDT) is estimated to be 2,500 vehicles, of which 10% are heavy trucks of 35,000 pounds average gross weight. The heavy trucks in design lane are estimated to be 45 percent of the total number of heavy trucks. The legal single axel load limit is 18,000 pounds. Annual growth Rate is estimated to be 4 percent.
Solutian: IDT = 2500 vehicles. A = 10%. B = 45%. Number of heavy trucks = IDTxAxB = 25000x10%x45% = 112.5. By using figure III-1, ITN = 70 ESAL. 1. Stage 1 design period selected to be 3 years. Adjustment Factor 20.y = 1.49 (table III-3). Adjustment Factor 3.y = 0.155 (table III-3). 2. DTN20 = FAxITN = 1.49x70 = 104. DTN3 = FAxITN = 0.155x70 = 11. 3. Design subgrade strength value, R-Value = 45. 4. Total thickness of asphalt concrete pavement structure, TA for 20 years = 8.0 inches (figure V-2). 5. Total thickness of asphalt concrete pavement structure, TA for 3 years = 5.5 inches (figure V-2). 6. Stage 2 (after 3 years) estimated thickness then is = 8 -5.5 = 2.5 inches. UNTREATED GRANULAR BASES. Bentuk konstruksi yang lain dari Full Depth Asphalt Pavement adalah penambahan lapisan Base setelah Sub Grade, sehingga lapisan perkerasan menjadi tiga tahapan, Sub Grade, Base dan lapisan permukaan dari beton aspal. Tamabahan lapisan Base ini adalah mengurangi ketebalan dari lapisan beton aspal. Pengurangan dari ketebalan secara penuh menjadi ketebalan minimum dari beton aspal. Hasil pengurangan tersebut disubstitusikan (Substitution Ratio = Sr) menjadi ketebalan Base. Batas ketebalan minimum dari lapis beton aspal dapat dihitung dengan menggunakan figure B-1. Besar angka substitusi ditentukan oleh kualitas dari bahan dan kepadatan dari lapis Base tersebut. Kualitas dari lapis Base (Untreated Granular Base) dibedakan menjadi dua macam, highquality dan low-quality.
Untuk high-quality mempunyai angka Sr = 2, dan low-quality dengan angka Sr = 2.7. Persyaratan untuk high-quality dan low–quality seperti tabel berikut ini: Test CBR minimum, or R-Value minimum Liquid Limit, maximum Plasticity Index, maximum Sand Equivalent, minimum Passing No.200 sieve, max
Low-Quality 20 55 25 6 25 12
High-Quality 100 80 25 NP 50 7
Contoh konversi pada “Granular Base”. Asumsi kondisi untuk perencanaan suatu jalan. 1. DTN = 80. 2. CBR dari subgrade = 4%. 3. Dari hasil hitungan didapat tebal total lapis beton aspal adalah TA = 9.5 inches. Diasumsikan kualitas dari lapis base adalah “high-quality”. Dengan menggunakan gambar B-1 didapat ketebalan lapis beton aspal minimum adalah sebesar 5 inches. Maka ketebalan dari lapis “granular base” adalah = Sr x (9.5 – 5) = 2x4.5 = 9 inches. 4. Pelapisan dari struktur perkerasan tersebut adalah seperti gambar berikut ini: (gambar akan digambarkan pada saat kuliah)
