PERHITUNGAN DESAIN KONSTRUKSI JALAN LENTUR MANUAL DESAIN PERKERASAN 2013 FORMAT EXCEL

Perhitungan-Desain-Konstruksi-Jalan-Lentur-Flexible-Pavement-Format-Excel

Desain pondasi jalan adalah desain perbaikan tanah dasar dan lapis penopang (capping), tiang pancang mikro, drainase vertikal dengan bahan strip (wick drain) atau penanganan lainnya yang dibutuhkan untuk memberikan landasan pendukung struktur perkerasan lentur dan perkerasan kaku dan sebagai akses untuk lalu lintas konstruksi pada kondisi musim hujan.

Tiga faktor yang paling berpengaruh pada desain perkerasan adalah analisis lalu lintas, evaluasi tanah dasar dan perkiraan dampak kadar air. Analisis lalu lintas dibahas di dalam Bab 3. Daya dukung tanah dasar dan toleransi terhadap dampak kadar air akan dibahas dalam Bab ini. Pada perkerasan berbutir dengan lapisan permukaan aspal tipis (≤ 100 mm), kesalahan dalam evaluasi tanah dasar dapat menyebabkan perbedaan daya dukung lalu lintas sampai 10 kali lipat.

(contoh : perkiraan CBR 6% namun kenyataan hanya 4%).

Masalah tersebut tidak akan memberikan perbedaan yang begitu besar pada perkerasan dengan lapisan aspal yang tebal (≥ 100 mm), tetapi perbedaan tersebut masih tetap signifikan. Artinya penetapan nilai kekuatan tanah dasar yang akurat dan solusi desain pondasi jalan yang tepat merupakan persyaratan utama untuk mendapatkan kinerja perkerasan yang baik. Persiapan tanah dasar yang baik sangatlah penting terutama pada daerah tanah dasar lunak.

Kerusakan perkerasan banyak terjadi selama musim penghujan. Kecuali jika tanah dasar tidak dapat dipadatkan seperti tanah asli pada daerah tanah lunak, maka daya dukung tanah dasar desainhendaknya didapat dengan perendaman selama 4 hari, dengan nilai CBR pada 95% kepadatan kering maksimum

Berdasarkan kriteria tersebut, CBR untuk timbunan biasa dan tanah dasar dari tanah asli di Indonesia umumnya 4% atau berkisar antara 2,5% - 7%. Desainer sering berasumsi bahwa dengan material setempat dapat dicapai CBR untuk lapisan tanah dasar sebesar 6%, yang seringkali hal ini tidak tercapai. Karena itu perlu dilakukan pengambilan sampel dan pengujian yang memadai.

Perkerasan membutuhkan tanah dasar yang :

- Memiliki setidaknya CBR rendaman minimum desain

- Dibentuk dengan baik

- Terpadatkan dengan benar

- Tidak sensitif terhadap hujan

- Mampu mendukung lalu lintas konstruksi.

Pada kegiatan konstruksi, untuk dapat melaksanakan pemadatan yang benar pada setiap lapis pekerasan, maka sangat penting untuk mengendalikan kadar air tanah dasar menggunakan sistem drainase, pelapisan bahu jalan, dan geometri jalan.

UMUR RENCANA PONDASI JALAN

Umur rencana pondasi jalan untuk semua perkerasan baru maupun pelebaran digunakan minimum 40 tahun karena :

a) Pondasi jalan tidak dapat ditingkatkan selama umur pelayanannya kecuali dengan rekonstruksi total;

b) Keretakan dini akan terjadi pada perkerasan kaku pada tanah lunak yang pondasinya didesain lemah (under design);

c) Perkerasan lentur dengan desain pondasi lemah (under design), umumnya selama umur rencana akan membutuhkan perkuatan dengan lapisan aspal struktural, yang berarti biayanya menjadi kurang efektif bila dibandingkan dengan pondasi jalan yang didesain dengan umur rencana lebih panjang.

PROSEDUR DESAIN PONDASI JALAN

Empat kondisi lapangan yang mungkin terjadi dan harus dipertimbangkan dalam prosedur desain pondasi jalan adalah :

A. Kondisi tanah dasar normal, dengan ciri – ciri nilai CBR lebih dari 3% dan dapat dipadatkan secara mekanis. desain ini meliputi perkerasan diatas timbunan, galian atau tanah asli (kondisi normal inilah yang sering diasumsikan oleh desainer).

B. Kondisi tanah dasar langsung diatas timbunan rendah (kurang dari 3 m) diatas tanah lunak aluvial jenuh. Prosedur laboratorium untuk penentuan CBR tidak dapat digunakan untuk kasus ini, karena optimasi kadar air dan pemadatan secara mekanis tidak mungkin dilakukan di lapangan. Lebih lanjutnya, tanah asli akan menunjukkan kepadatan rendah dan daya dukung yang rendah sampai kedalaman yang signifikan yang membutuhkan prosedur stabilisasi khusus.

C. Kasus yang sama dengan kondisi B namun tanah lunak aluvial dalam kondisi kering. Prosedur laboratorium untuk penentuan CBR memiliki validitas yang terbatas karena tanah dengan kepadatan rendah dapat muncul pada kedalaman pada batas yang tidak dapat dipadatkan dengan peralatan konvensional. Kondisi ini membutuhkan prosedur stabilisasi khusus.

D. Tanah dasar diatas timbunan diatas tanah gambut.

CBR KARAKTERISTIK

Prosedur dalam penentuan daya dukung untuk tanah normal adalah sebagai berikut :

a) Tentukan CBR rendaman 4 hari dari permukaan tanah asli pada elevasi tanah dasar untuk semua area diatas permukaan tanah, untuk daerah galian yang mewakili jika memungkinkan, dan untuk material timbunan biasa, timbunan pilihan dan material dari sumber bahan (borrow material) atau tentukan dengan Bagan Desain 2.

Identifikasi awal segmen yang seragam (homogen) secara visual dapat mengurangi jumlah sampel yang dibutuhkan. Daerah terburuk secara visual harus dimasukkan dalam serangkaian pengujian. Perlu dicatat apakah daerah terburuk tersebut diisolasi dan dapat dibuang maka harus dicatat.

b) Identifikasi segmen tanah dasar yang mempunyai daya dukung seragam berdasarkan data CBR, titik perubahan timbunan/galian, titik perubahan topografi lainnya dan penilaian visual. Variasi segmen seringkali terjadi pada lokasi perubahan topografi;

c) Tentukan daya dukung tanah dasar desain pada setiap segmen yang seragam (homogen). Untuk daerah timbunan, daya dukung desain adalah daya dukung untuk timbunan biasa atau timbunan pilihan. Pada daerah galian dapat digunakan nilai konservatif untuk material permukan eksisting sebesar 3% pada tahap desain kecuali sampel yang mewakili dapat diambil dari elevasi akhir tanah dasar pada galian.

Untuk perkerasan diatas permukaan tanah (at grade) dan pelebaran pada timbunan eksisting, nilai CBR harus ditentukan dari sampel yang diambil dari tanah asli yang diambil dari elevasi tanah dasar atau material pilihan atau distabilisasi yang mungkin disebutkan.

d) Mengidentifikasi kondisi-kondisi yang memerlukan perhatian khusus seperti: lokasi dengan muka air tanah tinggi; lokasi banjir (tinggi banjir 10 tahunan harus ditentukan); daerah yang sulit mengalirkan air/drainase yang membutuhkan faktor koreksi “m”; daerah yang terdapat aliran bawah permukan/rembesan (seepage); daerah dengan tanah bermasalah seperti tanah aluvial lunak/tanah ekspansif/tanah gambut.

PENENTUAN SEGMEN TANAH DASAR YANG SERAGAM

Panjang rencana jalan harus dibagi dalam segmen – segmen yang seragam (homogen) yang mewakili kondisi pondasi jalan yang sama:

a) Apabila data yang cukup valid tersedia

(minimal 163 data pengujian per segmen yang dianggap seragam), rumus berikut dapat digunakan :

CBR karakteristik = CBR rata2 – 1,3 x standar deviasi

Data CBR dari segmen tersebut harus mempunyai koefisien variasi 25% - 30% (standar deviasi/nilai rata-rata).

b) Bila set data kurang dari 16 bacaan maka nilai wakil terkecil dapat digunakan sebagai nilai CBR dari segmen jalan. Nilai yang rendah yang tidak umum dapat menunjukkan daerah tersebut membutuhkan penanganan khusus, sehingga dapat dikeluarkan, dan penanganan yang sesuai harus disiapkan.

Nilai CBR karakteristik untuk desain adalah nilai minimum sebagaimana ditentukan diatas untuk data yang berlaku dari:

- Data CBR laboratorium rendaman 4 hari, atau

- Data DCP yang disesuaikan dengan musim, atau

- Nilai CBR yang ditentukan dari batas atterberg Bagan Desain 1.

MASALAH PELAKSANAAN YANG MEMPENGARUHI DESAIN

Mutu konstruksi yang disyaratkan harus dicapai. Sangat tidak mungkin untuk mengganti pelaksanaan yang buruk dengan koreksi desain perkerasan (pavement design adjustments).

Bab ini akan menjelaskan permasalahan pelaksanaany ang mempengaruhi detail desain dan pilihan desain perkerasan.

1. Ketebalan Lapis Perkerasan

Keterbatasan pemadatan dan segregasi menentukan tebal struktur perkerasan pelaksanaan. Desain harus melihat batasan - batasan tersebut termasuk ketebalan lapisan .

Jika dalam bagan desain ditentukan bahwa suatu bahan dihamparkan dalam tebal yang lebih besar dari yang diijinkan , maka bahan tersebut harus dihamparkan dan dipadatkan dalam beberapa lapisan.

2. Daya Dukung Tepi Perkerasan

Struktur perkerasan memerlukan daya dukung tepi yang cukup, terutama bila terletak pada tanah lunak atau tanah gambut (peat). Ketentuan daya dukung tepi harus dinyatakan secara terinci di dalam gambar-gambar kontrak (contract drawings).

Ketentuan minimum adalah:

- Setiap lapis pekerasan harus dipasang sampai lebar yang sama atau lebih dari nilai minimum

- Timbunan tanpa penahan pada tanah lunak (CBR <2%) atau tanah gambut (peat) harus dipasang pada kemiringan tidak lebih curam dari 1V : 3H.

3. Konstruksi Perkerasan Segi-Empat (Boxed Construction)

Konstruksi perkerasan segi-empat (boxed construction) mengacu pada struktur perkerasan dengan lapisan perkerasan berbutir yang tidak dapat mengalirkan air kecuali melalui sistem drainase bawah permukaan. Kontsruksi perkerasan segi-empat hendaknya hanya digunakan apabila tidak pilihan lain.

Perkerasan pada galian selalu dibuat segi-empat dan harus mengikuti ketentuan-ketentuan yang diberikan di dalam sub-bab ini. Pada daerah perkotaan dan antar kota, konstruksi perkerasan berbentuk segi-empat umumnya dibutuhkan. Saat menggunakan konstruksi perkerasan segi-empat harus disediakan sistem drainase bawah permukaan (termasuk drainase bawah permukaan lateral untuk tepi yang lebar)

4. Pengaruh Musim Hujan

Para desainer harus mempertimbangkan implikasi musim hujan terhadap aktivitas pelaksanaan, terutama di daerah aluvial yang cenderung menjadi jenuh selama musim hujan. Bila pelaksanaan tidak dijamin dapat dilaksanakan pada musim kemarau (umumnya ini adalah masalahnya), pertimbangan desain hendaknya didasarkan pada kondisi tanah dasar saat musim hujan.

5. Pelaksanaan dengan Lalu Lintas Tetap Melintas

Desain untuk pekerjaan yang harus dilaksanakan dengan lalu lintas tetap dapat melintas (misalnya pekerjaan pelebaran) harus mempertimbangkan kedalaman penggalian praktis dan keselamatan. Pertimbangan-pertimbangan praktis mungkin membatasi jenis perkerasan yang bisa digunakan.

6. Kemampuan Kontraktor

Peralatan dan ketrampilan khusus diperlukan untuk pekerjaan pelaburan, stabilisasi, cement treated base dan perkerasan beton semen. Undangan Pelelangan untuk pekerjaan-pekerjaan tersebut hendaknya dibatasi kepada kontraktor-kontraktor yang mempunyai pengalaman dan akses terhadap sumber daya yang diperlukan.

PROSEDUR DESAIN PERKERASAN JALAN LENTUR/ FLEXIBLE PAVEMENT

1 Menentukan umur rencana

2 Menentukan nilai-nilai CESA4 untuk umur desain yang telah dipilih

3 Menentukan nilai Traffic Multiplier (TM)

4 Mengitung CESA5= TM x CESA4) dan gunakan untuk semua Bab dari

prosedur ini

5 Menentukan tipe perkerasan

6 Menentukan seksi-seksi subgrade yang seragam dan daya dukung subgrade

7 Menentukan struktur pondasi jalan

8 Menentukan struktur perkerasan yang memenuhi syarat

9 Memeriksa apakah setiap hasil perhitungan secara struktur sudah cukup

kuat menggunakan Pd T-01-2002-B13