Desain Perkerasan Kaku Metode Bina Marga

Perkerasan Kaku

Perkerasan kaku adalah struktur yang terdiri dari plat beton semen yang bersambung (tidakmenerus) dengan

atau tanpa tulangan, atau menerus dengan tulangan, terletak diatas lapis pondasi bawah, tanpa atau dengan

peraspalan sebagai lapis permukaan.

Jenis Perkerasan Kaku

1. Perkerasan beton semen, yaitu perkerasan kaku dengan beton semen sebagai lapis aus

-bersambung tanpa tulangan

-bersambung dengan tulangan

-menerus dengan tulangan

-pratekan

2. Perkerasan komposit, yaitu perkerasan kaku dengan plat beton semen sebagai lapis pondasi dan aspal

beton sebagai lapis permukaan

Dasar-dasar Desain

Tebal plat dihitung supaya mampu menahan tegangan yang diakibatkan bebanr oda, perubahan suhu dan

kadar air, serta perubahan volume lapisan dibawahnya. Penerapan prinsip “fatique” (kelelahan) untuk

mengantisipasi beban berulang, dimana semakin besar jumlah beban lalulintas mengakibatkan ratio tegangan

(perbandingan tegangan lentur beton akibat beban roda dengan kuat lentur beton “MR”) semakin kecil.

Faktor-faktor Yang Berpengaruh

• Peranan dan tingkat pelayanan

• Lalu lintas

• Umur rencana

• Kapasitas jalan

• Tanah dasar

• Lapis pondasi bawah

• Bahu

• Kekuatan beton

Lalu Lintas

Hanya diperhitungkan terhadap kendaraanniaga

Persamaan-persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:

Keterangan:

JKN = jumlah kendaraan niaga

JKNH = JKN Harian saat jalan dibuka

R = faktor pertumbuhan lalu lintas

n / m= tahun rencana

i / i’= pertumbuhan lalu lintas

Tanah Dasar

Parameter yang digunakan adalah modulus reaksi tanah dasar (k) yang didapat melalui metode pengujian

AASHTO T.222-81 atau dari korelasi nilai CBR.Nilai k minimal adalah2 kg/cm3. Sifat yang perlu diperhatikan

dari tanah dasar adalah kembang susut, intrusi dan pumping, dan keseragaman daya dukung tanah dasar.

Apabila digunakan lapis pondasi bawah maka digunakan nilai k gabungan. Untuk satu ruas jalan, nilai modulus

Rencana digunakan persamaan:

ko = k –2S jalantol

ko= k –1.64S jalan arteri

ko= k –1.28S jalankolektor/lokal

Faktor keseragaman (FK) dianjurkan < 25 %

Tabel. Perkiraan Nilai Modulus ElastisitasLapis Pondasi

Jenis bahan Modulus elastisitas

Gpa psi kg/cm2

granular 0.055 -

0.138 8000 -20000 565 -1410

lapis pondasi distabilisasi semen 3.5 -6.9 50000 -

1000000

35210 -

70420

tanah distabilisasi semen 2.8 -6.2 40000 -900000 28170 -

63380

lapis pondasi diperbaiki aspal 2.4 -6.9 350000 -

1000000

24650 -

70420

lapis pondasi diperbaiki aspal emulsi 0.28 -2.1 40000 -300000 2815 -

21125

Kekuatan Beton

Untuk desain perkerasan kaku kekuatan beton yang dipertimbangkan adalah kekuatan lentur (flexural strength)

umur28 hari yang didapat dari pengujian menggunakan metode ASTM C-78 atau korelasi dari nilai kuat tekan

beton umur28 hari sbk 28). Korelasi kauat lentur dan kuat tekan beton dinyatakan dalam persamaan

Nilai MR 28 disyaratkan 40 kg/cm2 atau minimal 30 kg/cm2 (kondisi memaksa!!!)

Tabel. KoefisienDistribusiKendaraanNiagaPadaJalurRencana

Jumlahjalur Kendaraan niaga

1 arah 2 arah

1 jalur 1 1

2 jalur 0.7 0.5

3 jalur 0.5 0.475

4 jalur - 0.45

5 jalur - 0.425

6 jalur - 0.4

Tabel. Faktor Keamanan

PerananJalan FK

JalanTol 1.2

JalanArteri 1.1

JalanKolektor/Lokal 1

Tabel. Perbandingan Tegangan dan Jumlah Pengulangan Beban Yang Diijinkan

Perbandingan

Tegangan*

Repetisi

beban ijin

Perbandingan

Tegangan*

Repetisi

beban ijin

0.51 400000 0.69 2500

0.52 300000 0.7 2000

0.53 240000 0.71 1500

0.54 160000 0.72 1100

0.55 130000 0.73 850

0.56 100000 0.74 650

0.57 75000 0.75 490

0.58 57000 0.76 360

0.59 42000 0.77 270

0.6 32000 0.78 210

0.61 24000 0.79 160

0.62 18000 0.8 120

0.63 14000 0.81 90

0.64 11000 0.82 70

0.65 8000 0.83 50

0.66 6000 0.84 40

0.67 4500 0.85 30

0.68 3500

* tegangan akibat beban dibagi kuat lentur tarik (MR)

* untuk perbandingan tegangan ≤ 0.50 repetisi beban ijin adalah tidak terhingga

Perhitungan Tulangan

Tujuan tulangan

–Mengurangi retakan

–Mengurangi sambungan plat

–Mengurangi biaya pemeliharaan

Tulanganpadaperkerasanbetonbersambung

As = luas tulangan (cm2/m’)

F = koefisien gesek plat dan lapis bawahnya

L = jarak antar sambungan (m)

h = tebal plat (m)

fs = tegangan tarik ijin baja (kg/cm2)

Tabel. Koefisien Gesek Plat Beton dan Lapis Di bawahnya

Jenis Pondasi KoefisienGesek

Burtu, Lapen dan

konst.sejenis 2.2

Aspal beton, Lataston 1.8

Stabilisasi kapur 1.8

Stabilisasi aspal 1.8

Stabilisasi semen 1.8

Koral 1.5

Batu pecah 1.5

Sirtu 1.2

Tanah 0.9

Tulangan pada perkerasan beton menerus

Ps = persentasetulanganyang diperlukanterhadappenampangbeton, persentaseminimum adalah0.6 %

ft = kuattarikbeton(0.4 –0.5 MR)

fy = teganganlelehbetonrencana

F = koefisiengesekplat danlapis bawahnya

n = angkaekivalensiantarabajadanbeton(Es/Ec)

Ec = modulus elastisitasbeton

Es = modulus elastisitasbaja

Tabel. Korelasi Kuat Tekan Beton dan Angka Ekivalensi Antara Baja dan Beton

Kuat Tekan

Beton n

115 -140 2.2

145 –170 1.8

175 –225 1.8

235 –285 1.8

≥ 290 1.8

Tulangan pada perkerasan beton menerus

Lcr = jarak teoritis antar retakan

p = luas tulangan memanjang per satuan luas

u = perbandingan keliling dan luas tulangan

ft = kuat tarik beton (0.4 –0.5 MR)

fb = tegangan lekat antara tulangan dengan beton rencana

S = koefisien susut beton (400 x 106)

n = angka ekivalens iantara baja dan beton (Es/Ec)

Ec = modulus elastisitas beton

Es = modulus elastisitas baja

TEKNIK PELAKSANAAN PEMBANGUNAN JALAN

1. Penjelasan Umum

Pelaksanaan pekerjaan dilapangan dilakukan sepenuhnya oleh kontraktor pelaksana yang telah ditunjuk dan

diawasi langsung konsultan pengawas dan Departemen Pekerjaan Umum. Pelaksanaan pekerjaan dilakukan

berdasarkan atas gambar-gambar kerja dan spesifikasi tekhnik umum dan khusus yang telah tercantum dalam

dokumen kontrak, rencana kerja & syarat-syarat (RKS) dan mengikuti perintah atau petunjuk dari konsultan,

sehingga hasil yang dicapai akan sempurna dan sesuai dengan keinginan pemilik proyek.

2. Pekerjaan Persiapan

Pekerjaan persiapan dilaksanakan sebelum pekerjaan

fisik dimulai. Adapun pekerjaan-pekerjaan yang dilaksanakan dalam pekerjaan persiapan tersebut, yaitu :

a. Pekerjaan pematokan dan pengukuran ulang

Pekerjaan pematokan dan pengukuran ulang dilaksanakan oleh kontraktor pelaksana dengan tujuan

pengecekan ulang pengukuran. Pemasangan patok pengukuran untuk profil memanjang dipasang pada setiap

jarak 25 meter.

b. Survey kelayakan struktural konstruksi perkerasan.

Kelayakan struktural konstruksi perkerasan dilaksanakan dengan pemeriksaan destruktif yaitu suatu cara

pemeriksaan dengan menggunakan alat Benkelman.

c. Pengadan direksi keet

Untuk pengadaan direksi keet ini pihak kontraktor pelaksana membuatnya disekitar lokasi proyek. Direksi keet

ini berfungsi untuk tempat beristirahat para pekerja dan penyimpanan material serta peralatan pekerjaan.

d. Penyiapan badan jalan

Pekerjaan ini meliputi pembersihan lokasi, penutupan jalan dan lainnya. Sehingga pelaksanaan proyek ini

berjalan dengan lancar.

3. Pekerjaan Galian dan Timbunan

Gambar Struktur Pekerjaan Tanah

Pekerjaan Galian

1. Pekerjaan galian adalah pekerjaan pemotongan tanah dengan tujuan untuk memperoleh bentuk serta

elevasi permukaan sesuai dengan gambar yang telah direncanakan. Adapun prosedur pekerjaan dari

pekerjaan galian, yaitu :

2. Lokasi yang akan dipotong (cutting) haruslah terlebih dahulu dilakukan pekerjaan clearing dan grubbing

yang bertujuan untuk membersihkan lokasi dari akar-akar pohon dan batu-batuan.

3. Untuk mengetahui elevasi jalan rencana, surveyor harus melakukan pengukuran dengan menggunakan

alat ukur (theodolit). Apabila elevasi tanah tidak sesuai maka tanah dipotong kembali dengan

menggunakan alat berat (motor grader), sampai elevasi yang diinginkan.

4. Memadatkan tanah yang telah dipotong dengan menggunakan Vibrator Roller.

5. Melakukan pengujian kepadatan tanah dengan tes kepadatan (ujiDdensity Sand Cone test) di

lapangan.

Pekerjaan galian dapat diklasifikasikan menjadi beberapa bagian :

a. Galian Biasa Commond Excavation)

Dalam pekerjaan ini dilakukan penggalian untuk menghilangkan atau membuang material yang tidak dapat

dipakai sebagai struktur jalan, yang dilakukan menggunakan excavator untuk memotong bagian ruas jalan

sesuai dengan gambar rencana, sedangkan pengangkutan dilakukan dengan menggunakan dump truck.

b. Galian Batuan / Padas

Pekerjaan galian batu (padas) mencakup galian bongkahan batu dengan volume 1 meter kubik atau lebih.

Pada pekerjaan galian batu ini biasa dilakukan dengan menggunakan alat bertekanan udara (pemboran) dan

peledekan.

c. Galian Struktur

Pada pekerjaan galian struktur ini mencakup galian pada segala jenis tanah dalam batas pekerjaan yang

disebut atau ditunjukkan dalam gambar untuk struktur. Pekerjaan galian ini hanya terbatas untuk galian lantai

pondasi jembatan.

Pekerjaan Timbunan dan Pemadatan

Perlu diingat sebelum pekerjaan galian maupun timbunan harus didahului dengan pekerjaan clearing dan

grubbing, maksudnya adalah agar lokasi yang akan dilakerjakan tidak mengandung bahan organik dan benda-

benda yang mengganggu proses pemadatan. Timbunan dilaksanakan lapis demi lapis dengan ketebalan

tertentu dan dilakukan proses pemadatan.

Proses penimbunan dapat diklasifikasikan menjadi 2, yaitu :

1. Timbunan Biasa

Pada timbunan biasa ini material atau tanah yang biasa digunakan berasal dari hasil galian badan jalan yang

telah memenuhi syarat.

2. Timbunan Pilihan

Pada pekerjaan timbunan ini tanah yang digunakan berasal dari luar yang biasa disebut borrowpitt. Tanah ini

digunakan apabila nilai CBR tanah dari timbunan kurang dari 6%.

Proses pemadata tanah dimaksudkan untuk memadatkan tanah dasar sebelum melakukan proses

penghamparan material untuk memenuhi kepadatan 95%, dengan menggunakan alat berat seperti Vibrator

Roller, Dump Truck, Motor Grader.

Adapun langkah kerja dari proses pemadatan tanah, yaitu :

1. Mengangkut material dari quary menuju lokasi dengan menggunakan Dump Truck.

2. Menumpahkan material pada lokasi tempat dimana akan dilaksanakan pekerjaan penimbunan.

3. Meratakan material menggunakan Motor Grader sampai ketebalan yang direncanakan. Sebagai

panduan operator Grader dan vibro maka dipasang patok tiap jarak 25 m yang ditandai sesuai dengan

tinggi hamparan.

4. Memadatkan tanah denga menggunakan Vibrator Roller yang dimulai sepanjang tepi dan bergerak

sedikit demi sedikit ke arah sumbu jalan dalm keadaan memanjang, sedangkan pada tikungan

(alinyemen horizontal) harus dimulai pada bagian yang rendah dan bergerak sedikit demi sedikit ke

arah yang tinggi, pemadatan tersebut dipadatkan dengan 6 pasing (12 x lintasan) hingga didapatkan

tebal padat 20 cm hingga didapat elevasi top subgrade yang sesuai dengan rencana.

Pengujian Kepadatan Tanah

Pengujian Sand Cone

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui nilai kepadatan dan kadar air dilapangan. Juga bisa sebagai

perbandingan pekerjaan yang akan dilaksanakan dilapangan dengan perencanaan pekerjaan.

Gambar Titik Pengambilan Sampel

Pekerjaan Lapis Pondasi Bawah

Lapisan perkerasan yang terletak antara lapis pondasi atas dan tanah dasar dinamakan lapis pondasi bawah

yang berfungsi sebagai :

1. Bagian dari konstruksi perkerasan yang menyebarkan beban roda ke tanah dasar. Dengan nilai CBR

20% dan Plastisitas indeks (PI) ≤ 10%.

2. Material pondasi bawah relatip murah dibandingkan dengan lapisan perkerasan diatasnya.

3. Mengurangi tebal lapisan diatasnya yang lebih mahal.

4. Lapisan perkerasan, agar air tanah tidak berkumpul dipondasi.

5. Lapisan pertama, agar pekerjaan dapat berjalan lancar.

6. Lapisan untuk mencegah partikel-partikel halus dari tanah dasar naik kelapis atas. Tebal rencana

lapisan pondasi bawah ini adalah 20 cm.

Lapisan pondasi agregat kelas B yang digunakan dalam proyek ini memiliki komposisi sebagai berikut :

1. Split 5/7

2. Split 3/5

3. Split 2/3

4. Abu Batu

Teknik pelaksanaan pekerjaan penghamparan dan pemadatan dari Base B adalah :

• Pengangkutan material base B ke lokasi proyek dengan menggunakan Dump Truck.

• Setelah sampai di lokasi, campuran ditumpuk menjadi lima sampai enam tumpukan disepanjang lokasi

yang telah siap untuk dihampar base B.

• Penghamparan material base B dilakukan dengan menggunakan alat motor grader dengan kapasitas

3,6 m. Setelah badan jalan terbentuk, kemudian dipadatkan dengan alat vibrator roller dengan

kapasitas 16 ton.

• Jika disuatu lokasi ada campuran material yang kurang baik ikatannya maka dapat ditambahkan abu

batu dengan bantuan tenaga manusia untuk mengikat material tersebut ketika dipadatkan kebali

dengan vibrator roller.

Untuk mengetahui apakah tebal penghamparan base B dan % kemiringan telah sesuai dengan yang

direncanakan maka digunakan waterpass agar dapat menemukan elevasinya.

Peralatan

Dalam pelaksanaan pekerjaan lapis pondasi atas digunakan alat alat sebagai berikut :

• Wheel Loader berfungsi untuk mengambil tumpukan agregat dari tempat pengambilan material,

selanjutnya dimasukkan kedalam dunp truck.

• Dump truck berfungsi untuk mengangkut material agregat base B ke lokasi pekerjaan.

• Motor grader berfungsi untuk memadatkan material base B.

• Water tank truck berfungsi untuk menyiram agregat base B setelah penghamparan.

Bahan dan Material

Agregat baru pecah kelas B yang sesuai dengan persyaratan (table agregat base B)

Tabel Gardasi Agregat Kelas A dan Kelas B

Nomor Mm Kelas A Kelas B

2 in 50 100 100

11/2 in 37.5 100 88 - 95

1 in 25 65 - 81 70 - 85

3/8 in 9.5 42 - 60 30 - 65

# 4 4.75 27 - 45 25 - 55

# 10 2 Nop-25 15 - 40

# 40 0.425 6 – 16 8 – 20

# 200 0.075 0 - 8 2 – 8

Tabel Karakteristik Agregat Kelas A dan Kekas B

Sifat Material Sifat Kelas A Sifat Kelas B

Nilai Abrasi Agregat Kasar ( AASTHO T 96 - 87 ) 0 - 40% 0 - 40%

Plasticity Index ( AASTHO T 90 - 87 ) 0 - 6 4 – 10

Batas Cair ( AASTHO T 89 - 90 ) 0 – 25 -

CBR ( AASTHO T180 ) 90 min 35 min

Hasil Kali PI dengan % lolos ayakan no. 200 25 maksimum -