analisa umur rencanca
TRANSCRIPT
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
1/36
HAERUL PURNAMAD111 03 046
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
2/36
Latar Belakang Tujuan Penelitian
Batasan Masalah
Tinjauan Pustaka
Metodologi
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan Saran
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
3/36
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
4/36
Penulisan ini bertujuan untuk :mengetahui kualitas perkerasan berdasarkan metode bina margadan AASHTO 93 terhadap retakfatigue dan Alur/deformasimelalui metode analisa kekuatan mekanis material.
perbandingan nilai ekonomis antar kedua metode
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
5/36
Menggunakan Program Kenlayer Analisis perhitungan perencanaan perkerasan lapisan
mengunakan metode Bina Marga dan AASHTO 93
Beban yang digunakan adalah beban statis roda kendaraan sumbu
tunggal roda ganda (Single axle with dual tyres), dimana bebansumbu yang digunakan pada roda bagian belakang sebesar 10ton.
Penentuan model perkerasan (susunan, jenis, ketebalan dankarakteristik) yang digunakan, dilakukan dengan metode trial
serta tidak keluar dari range model perkerasan yang biasadigunakan pada umumnya.
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
6/36
Perencanaan model perkerasan dikhususkan pada perencanaanjalan baru dengan tipe Asphalt Concrete/laston ( AC )
Perbandingan umur rencana dianalisis berdasarkan nilai tingkatkesesuaian perencanaan dengan metode bina marga dan
AASHTO93 terhadap metode kekuatan mekanis material bahan. Parameter perbandingan umur rencana didasarkan pada analisis
kerusakan yaitu retak fatigue pada permukaan lapisan perkerasandan retak alur/deformasi pada perkerasan.
Analisis program Kenlayer untuk menentukan repetisi beban
maksimum yang diizinkan untuk nilai retak fatigue padapermukaan.
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
7/36
Secara umum jalan harus cukup kuat terhadap tigatinjauan kekuatan, yaitu :
Secara keseluruhan harus kuat terhadap beban lalulintas
Permukaan jalan harus tahan terhadap keausan akibatroda kendaraan, air dan hujan.
Permukaan jalan harus cukup tahan terhadap cuacadan temperatur, dimana jalan itu berada.
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
8/36
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
9/36
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
10/36
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
11/36
Parameter Perencanaan Lalu Lintas
Daya Dukung Tanah dasar (DDT ) dan CBR
Faktor Regional ( FR ) Indeks permukaan ( IP )
Koefisien kekuaan relatif ( a )
Batas-batas minimum tebal lapisan perkerasan
Penentuan Tebal Perkerasan
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
12/36
Metode perencanaan AASHTO93
Parameter Perencanaan Batasan Waktu
Lalu Lintas
Reliabilitas dan Gabungan kesalahan baku
Faktor Lingkungan
Servisibilitas
Modulus Resilient Efektif Tanah dasar (Mr)
Karakteristik Material lapisan Perkerasan Jalan
Indeks tebal perkerasan ( SN )
Koefisien Kekuatan Relatif lapisan ( a ).
Faktor Drainase.
Tebal Lapisan Perkerasan
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
13/36
Faktor-faktor desain dapat dibagi menjadi empat kategori yaitu, Lalu Lintas Dan Pembebanan
Lalu lintas dan pembebanan dipertimbangkan termasuk beban aksial
dan jenis roda kendaraan, jumlah repetisi beban, luas bidang kontak
dan kecepatan kendaraan.
Lingkungan
Pada desain metode Mechanistic empirical tiap tahunnya dapat dibagimenjadi 24 periode, 12 bulan atau beberapa musim yang masing-masingmemiliki perbedaan kelompok modulus lapisan. Kerusakan sepanjang tiap
periode, bulan atau musim dievaluasi dan disimpulkan keseluruhan tahun
untuk menentukan desain sebenarnya.
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
14/36
Material
Dalam desain metode Mechanistic empirical, sifat dari material harus dispesifikkan
sehingga respon perkerasan seperti tegangan, regangan, dan displacement pada komponenkritis dapat ditentukan. Respon ini kemudian digunakan dengan kriteria kegagalan untuk
memprediksi apakah kegagalan akan terjadi.
Kriteria Kegagalan
a.Retak Fatigue, pada perkerasan lentur didasarkan pada regangantarik horizontal di bawah lapisan permukaan
b.Alur, terjadi pada perkerasan lentur dimana diindikasikan olehdeformasi total atau kedalaman alur sepanjang bagian roda.
c.Kerusakan Thermal, Jenis kerusakan ini termasuk didalamnyaretak akibat suhu rendah ( Low-temperature cracking ) dan fatiguethermal cracking.
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
15/36
MULAI
MENENTUKANKARAKTERISTIKASPAL (DATASEKUNDER )
MENDEFINISIKAN KARAKTERISTIKCAMPURAN
(Vb dan Va)PERANCANGAN PERMODELANPERKERASAN METODE BINA
MARGA & AASHTO93
MENENTUKAN BIDANGKONTAK
(Luas bidang kontak dan
Radius kontak)
MENGHITUNG MODULUS ELASTISITAS
MENENTUKAN KARAKTERISTIKLAPISAN
(Modulus Elastis dan Angka
Poisson)
MENENTUKAN PERSAMAANKRITERIA KEGAGALAN
(Retak Fatigue dan Deformasi
Total)
ANALISIS PROGRAMKENLAYER
(Umur RencanaPerkerasan)
ANALISA UMUR RENCANA
SELESAI
MENENTUKANKARAKTERISTIKAGREGAT (DATA
SEKUNDER)
MENENTUKANDATA
PERENCANAANUNTUK
PERHITUNGANTEBAL
PERKERASAN( DATA
SEKUNDER)
MENENTUKAN KONFIGURASI RODA DAN BEBANLALU LINTAS
(Jumlah sumbu dan roda, Beban tiap roda,Jarak antara sumbu dan roda serta Tekanan
angin ban)
METODOLOGI
( Kerangka )
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
16/36
START
Input parameterPerencanaan
Konstruksi
Bertahp
Tentukan tebalLapisan
perkerasan
Tentukan ITP1+2
untuk tahap Idan Tahap II
Tentukan ITPSelama UR
TentukanITP1 tahap 1
FINISH
Faktor Regional
oIntensitasCurah Hujan
oKelandaian jalano% kelandaian beratoPertimbangan Teknis
Beban lalu lintas LERpada lajur Rencana
Kekuatan tanah dasarDaya Dukung Tanah
Dasar (DDT)
Indeks PermukaanAwal (IP0) Akhir (IPt)
Konstruksi bertahapatau tidak danpentahapannya
JenislapisanPerkeras
an
KoefisienKekuatan Relatif
Flow Chart
Metode
Analisa
Komponen
Bina Marga
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
17/36
Inputparameter
perencanaan
TentukanITP1
Tahap ITentukan ITP1+2
Untuk tahap 1 &
2
Tentukantebal Lapisperkerasan
Koefisien
Kekuatanrelatif,tebal,koefisie
n drainasedan indeks
tebalperkerasan
Jenis lapisanperkerasan
Batasan waktu dan lalulintas
Koefisien relatif lapisan :-
modulus resilien efektif tanah
dasar [Mr]- Nilai CBRnya
Faktor Lingkungan
- Kelembaban dan suhuRealibilitas,servibilitasdan Tingkat keandalan
[R]
Baku keseluruhan [So]dan koefisien drainase
[mi]
Konstruksi
Bertahap
Karakteristik materiallapisan perkerasan dan
koefisien kekuatan relatiflapisan
Start
Finish
TentukanITP
Selama UR
yatidak
Flow ChartMetode AASHTO93
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
18/36
Campuran Beraspal
Lapisan Pondasi Atas
Lapisan Pondasi Bawah
Tanah Dasar
h
v
a. Potongan Melintang Perkerasan
Beban Roda (P) Beban Roda (P)
Jarak antara Roda (Y) a
Tekanan Ban ( )
a a
b. Tampak Atas
Secara skematis pemodelan perkerasan dapat dilihat pada gambar
berikut ini :
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
19/36
MULAI
INPUT DATA
MATL, NDAMA, NPY, NLG
(LAYERINP)
HITUNG
(KENLAYER)
OUTPUT DATA
(FILE.TXT)
MODEL PERKERASAN
(LGRAPH)
SELESAI
Metodologi (lanjutan)
FLOW CHARTPROGRAM KENLAYER
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
20/36
Dalam analisis perhitungan dengan program Kenlayer inisemua lapisan diasumsikan elastis linear. Perhitungandengan Kenlayer ini dinyatakan dalam satuan internasional(SI), dimana panjang dalam satuan sentimeter (cm), tekanandalam satuan kPa dan berat jenis dalam satuan kN/m3. Oleh
karena itu semua input diatas harus dikonversi terlebihdahulu kedalam satuan internasional. P = 2.04 ton = 20.4 kN 1 = 0.55 Mpa = 550 kPa Y = 34 cm = 34 cm
E2 = 350 Mpa = 350.000 kPa
E3 = 200 Mpa = 200.000 kPa a = 11 cm
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
21/36
Karakteristik Aspal Pertamina Penetrasi 60
Karakteristik Agregat
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
22/36
KadKadar Aspal (%) Modulus Elastis (kPa)
Aspal Pertamina
5.55
1,034,126
Hasil perhitungan PresentaseVolume Campuran
Hasil Perhitungan Modulus
Elastisitas
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
23/36
Perencanaan tebal lapisan perkerasan dilaksanakandengan ketentuan sebagai berikut:
Peranan jalan : Jalan ArteriTipe jalan : 4 lajur 2 arah tak terbagi Umur rencana : 10 tahunJenis perkerasan : lentur ( flexible ) Pertumbuhan lalu lintas : tetap Kondisi iklim setempat : 750 mm / tahun
Kelandaian rata-rata : 6%digunakan LHRo yang variatif gunamemperoleh tebal
yang variatif pada perkerasan hingga dapatdiamati perubahan dan
:
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
24/36
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
25/36
Nilai CBR Segmen Jalan
No Chainage ( KM ) CBR CBR JUMLAH YANG SAMA PERSENTASEYANGSAMA
( DCP ) SORTED ATAU LEBIH BESAR ATAU LEBIH BESAR
1 20 + 000 4.05 4.05 6 100.0
2 20 + 200 10.48 4.8 5 83.3
3 20 + 400 9.02 5.53 4 66.7
4 20 + 600 10.51 9.02 3 50.0
5 20 + 800 5.53 10.48 2 33.3
6 21 + 000 4.8 10.51 1 16.7
44.39
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
26/36
Tebal Lapisan Perkerasan
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
27/36
LHRo Repetisi Aktual Kendaraan
Selama Umur Rencana
50%
100%
150%
200%
946,899.3
1,893,800
2,840,698.1
3,787,597.4
Jumlah repetisi kendaraan selama umur rencana
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
28/36
LHRo
Jumlah repetisi ijin hasil analisa kenlayer
hingga terjadi kerusakan fatigue pada
perkerasan
Jumlah repetisi ijin hasil analisa
kenlayer hingga terjadi deformasi
total pada perkerasan
Bina
marga
AASHTO93 Bina
marga
AASHTO93
50%
100%
150%
200%
2,567,000
2,517,000
2,482,000
2,269,000
1,759,000
1,831,000
2,097,000
2,293,000
57,260
128,100
221,300
187,500
13,460
18,200
26,560
33,362
Hasil Analisis KENLAYER
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
29/36
LHRo
Repetisi Ijin Terhadap
Parameter Kerusakan FatigueRepetisi Aktual Tingkat Kesesuaian
Terhadap Metode
Kekuatan mekanis
material
untuk metode
Analisa
Komponen
Bina Marga
untuk metode
AASHTO93
Bina margaAASHTO
93
50%
100%
150%
200%
2,567,000
2,517,000
2,482,000
2 269 000
1,759,000
1,831,000
2,097,000
2 293 000
946,899.3
1,893,800
2,840,698.1
3 787 597.4
2.71
1.32
0.87
0.59
1.85
0.96
0.70
0.60
Tingkat kesesuaian Metode Analisa Komponen Bina
Marga Dan AASHTO93 Terhadap metode kekuatan
mekanis material
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
30/36
Grafik Tingkat kesesuaian Metode Analisa
Komponen Bina Marga Dan AASHTO93
Terhadap metode kekuatan mekanis material
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
31/36
ABina Marga
( m)
Perbandingan Nilai Ekonomis
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
32/36
Grafik Perbandingan Nilai Ekonomis
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
33/36
Nilai repetisi ijin Metode Analisa Komponen Bina Marga untuk parameter kerusakan
Alur/deformasi lebih tinggi daripada metode AASHTO93 karena metode analisa komponenmengalokasikan nilai tebal yang lebih besar untuk lapisan Base dan Sub base.
Nilai repetisi ijin Metode Analisa Komponen Bina Marga untuk parameter kerusakan Fatiguemaupun Alur/deformasi mengalami kenaikan dan penurunan yang variatif dikarenakan untuksetiap kenaikan nilai LHRo, analisa komponen hanya menambah tebal untuk satu bagianlapisan perkerasan tertentu saja.
Nilai repetisi ijin Metode AASHTO93 untuk parameter kerusakan Fatigue maupunAlur/deformasi mengalami kenaikan yang signifikan dikarenakan untuk setiap kenaikan nilaiLHRo, AASHTO93 menambah tebal disetiap bagian lapisan perkerasan.
Tingkat kesesuaian metode AASHTO93 terhadap metode kekuatan mekanis material
dibandingkan metode Analisa Komponen bina marga lebih mendekati nilai kekuatan mekanismaterial dikarenakan AASHTO93 menghitung nilai struktural dari setiap lapisan sertamengakomodasi sifat material yang dalam hal ini nilai modulus elastis bahan padaperhitungan koefisien kekuatan material (a).
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
34/36
Penambahan tebal lapisan Sub-base pada perkerasan, memberikan peningkatan
pada nilai repetisi untuk kerusakan Alur/deformasi namun tidak serta merta
menambah nilai repetisi untuk paramater kerusakan Fatigue.
Penambahan tebal lapisan surface tanpa menambah tebal lapisan base dan sub
base mengurangi nilai repetisi ijin untuk parameter kerusakan fatigue maupun
Alur/deformasi.
Nilai ekonomis Metode AASHTO93 lebih rendah dibandingkan Metode
Analisa Komponen karena tebal lapisan permukaan metode ini lebih tebal
dimana harga material untuk lapisan permukaan cukup tinggi dibandingkan
lapisan base dan sub base.
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
35/36
Sebaiknya dilakukan perbandingan nilai repetisi ijin terhadap modulus elastisyang variatif untuk melihat seberapa besar pengaruh modulus elastis campuran
aspal terhadap tingkat kesesuaian metode kekuatan mekanis material.
Sebaiknya dilakukan perbandingan nilai ekonomis yang lebih mendetail pada
metode Analisa Komponen Bina Marga dan AASHTO93 untuk melihat nilai
ekonomis tiap-tiap metode.
Sebaiknya dilakukan perbandingan Analisis umur rencana dengan umur
rencana yang variatif guna mengetahui pengaruhnya terhadap nilai repetisi ijin.
-
8/8/2019 analisa umur rencanca
36/36