1. Home
  2. Archives
  3. Vol 22 (2015) Issue 2
  4. Articles

Evaluasi Struktural Perkerasan Lentur Menggunakan Metode AASHTO 1993 dan Metode Bina Marga 2013 Studi Kasus: Jalan Nasional Losari - Cirebon

Abstract

Abstrak. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan analisis struktural perkerasan lentur, dengan metode Bina Marga 2013 dan membandingkan dengan metode AASHTO 1993, dimana keduanya merupakan bagian dari evaluasi metode non-destructive. Evaluasi struktural perkerasan lentur dengan Metode AASHTO 1993 dilakukan berdasarkan nilai lendutan d1 dan d6 dari survei FWD (Falling Weight Deflectometer) untuk menentukan nilai Modulus Resilien tanah dasar (MR) dan Modulus Efektif Perkerasan (EP) yang kemudian digunakan dalam menentukan nilai SNeff (Structural Number Effective), nilai SNf (Structural Number in Future), serta tebal lapis tambah (overlay). Sedangkan untuk Metode Bina Marga 2013, langkah pertama dalam evaluasi adalah dengan melakukan analisis pemilihan jenis penanganan yang didasarkan pada tiga nilai pemicu yaitu: Pemicu Lendutan, Pemicu IRI, dan Pemicu Kondisi, kemudian dilanjutkan dengan perhitungan tebal lapis tambah (overlay) melalui pendekatan desain mekanistik dengan cara grafis dan Prosedur Mekanistik Umum (GMP). Perbandingan kedua metode menunjukkan bahwa tebal lapis tambah (overlay) perhitungan Bina Marga 2013, lebih tipis dibandingkan dengan perhitungan AASHTO 1993 untuk asumsi pemodelan yang sama, hal ini dikarenakan metode Bina Marga 2013 menggunakan cara analitis dengan bantuan program CIRCLY sehingga analisa tegangan regangan sebagai respon struktural perkerasan dapat diketahui lebih teliti dan mewakili kondisi yang sebenarnya dilapangan, dibandingkan cara analitis-empiris yang digunakan pada metode AASHTO 1993.Abstract. The purpose of of this research is to analyze structural flexible pavement by using Bina Marga 2013 Method and comparing with AASHTO 1993 Method, both of which are part of the non-destructive evaluation methods. Structural evaluation of flexible pavement by AASHTO 1993 Method carried out based on data deflections d1 and d6 of survey FWD (Falling Weight Deflectometer) to calculate value of Resilient Modulus of subgrade (MR) and Pavement Effective Modulus (EP), and then it used to determine SNeff value (Structural Number Effective), SNf value (Structural Number in the Future), and overlay thickness. While Bina Marga 2013 Method, first step of evaluation is analyzing the choice of treatment which is based on 3 trigger value, ie: Deflection Trigger, IRI Trigger, and Conditions Trigger, then continued by calculation of overlay thickness through mechanistic design approaches with graphics and General Mechanistic Procedure (GMP). Comparison of the two methods shows that overlay thickness calculation of Bina Marga 2013, is thinner than calculation of AASHTO 1993 for the same modeling assumptions, this is because Bina Marga 2013 using the analytical method with the help of CIRCLY programs so that strain stress analysis of structural as a response of pavement can be determined more accurately and represent the actual conditions on site, compared to analytical-empirical method used in AASHTO 1993 Method.

Keywords

1. Pendahuluan

Salah satu langkah strategis Ditjen Bina Marga adalah dengan mengembangkan dan meningkatkan pendekatan perencanaan dan desain untuk mengakomodasi terhadap tantangan-tantangan terkait isu kinerja aset jalan, Dan saat ini Ditjen Bina Marga telah mengeluarkan Manual Desain Perkerasan Jalan terbaru yaitu tahun 2013, merevisi ataupun mengganti pedoman desain perkerasan yang ada.

Diharapkan dengan adanya Manual yang baru ini tantangan-tantangan yang dimaksudkan tersebut dapat diakomodasi secara komprehensif dan dideskripsikan melalui pendekatan dengan desain mekanistik. Dan dikarenakan Manual Desain Perkerasan Jalan Bina Marga 2013 ini masih tergolong baru, maka diperlukan studi-studi lapangan untuk menggambarkan dan mendukung langkah-langkah dalam manual desain ini. Berdasarkan hal tersebut diatas, maka topik utama dari penelitian ini adalah melakukan analisis terhadap struktural perkerasan jalan existing, pendekatan-pendekatan menggunakan Metode Bina Marga 2013 vang dikeluarkan oleh Kementerian Pekerjaan Umum dan juga sebagai perbandingan menggunakan Metode AASHTO 1993, dimana keduanya merupakan bagian dari evaluasi metode non-destructive yang artinya proses evaluasi dilakukan tanpa merusak perkerasan ialah tersebut.

Adapun data yang dihasilkan dari evaluasi metode non-destructive ini adalah berupa lendutan (deflection), kemudian nilai ini akan diiterasi sehingga akan diperoleh nilai-nilai modulus yang mewakili struktur perkerasan tersebut. Lendutan (deflection) ini didapat dengan menggunakan alat khusus yaitu alat Benkelman Beam (BB) menghasilkan karakteristik berupa Lendutan Balik (rebound deflection) ataupun alat Falling Weight Deflectometer (FWD) menghasilkan karakteristik berupa Lengkung Lendutan (Bowl Deflection), yang nantinya output dari penelitian ini berupa tebal lapis tambah (overlay), umur sisa perkerasan (remaining life) serta perbandingan parameter-parameter apa saja yang paling berpengaruh terhadap hasil yang didapat diantara kedua metode yang digunakan yaitu Bina Marga 2013 dan AASHTO 1993.

Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan analisis struktural perkerasan lentur, dengan metode Bina Marga 2013 dan membandingkan dengan metode AASHTO 1993.

Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan analisis struktural perkerasan lentur, dengan metode Bina Marga 2013 dan membandingkan dengan metode AASHTO 1993.

2. Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian ini dibagi menjadi 4 tahapan utama yaitu Tahap Persiapan, Tahap Pengumpulan Data, Tahap Kegiatan Analisis, Tahap Pengambilan Kesimpulan dan Saran. Adapun tahapan yang paling utama ialah Tahap Kegiatan Analisis yang terdiri dari 3 bagian: Analisis Metode AASHTO 1993, Analisis Metode Bina Marga 2013, Analisis Perbandingan Kedua Metode.

2.1 Analisis Metode AASHTO 1993

  • a. Pengolahan data input, data-data yang diperoleh sebelum digunakan untuk proses analisis terlebih dahulu disusun, dihitung dan disesuaikan dengan kebutuhan data yang diinginkan.
  • b. Penentuan Modulus Resiliens, ditentukan dari hasil pengujian defleksi dengan alat uji FWD, Modulus Resiliens \((M_R)\) dihitung dengan menggunakan persamaan :

\[MR = C \frac{0.24 \cdot P}{dr \cdot r}\]

Dimana:

MR = Modulus Resilien tanah dasar, Psi

P = beban, lbs

dr = lendutan yang diukur pada jarak r, inchi r = radius terhadap lendutan yang diukur,inch

z = Faktor koreksi (Cmaks = 0.33)

  • c. Penentuan nilai Modulus Elastisitas Effektif \((E_P)\), nilai Ep didasarkan pada besaran lendutan yang terjadi di bawah pusat beban pelat \((d_o)\) yang telah disesuaikan atau dikoreksi dengan faktor koreksi temperatur \((Temperature\ Adjustment\ Factor\ (TAF))\).
  • d. Melakukan Perhitungan nilai Kapasitas Struktural Perkerasan (SN), yang terdiri dari 3 yaitu: Kapasitas Struktural Awal (SNo), Kapasitas Struktural Lalu Lintas Rencana (SNf), dan Kapasitas Struktural Effektif (SNeff). SNeff adalah nilai kapasitas struktur perkerasan yang ada pada waktu kondisi saat ini ditentukan berdasarkan: Tebal dan nilai modulus effektif (Ep), Kekuatan relatif bahan lapis perkerasan (a) dan sistem drainase (m), umur sisa perkerasan
  • e. Perhitungan tebal overlay (DoL) dengan persamaan AASHTO sebagai berikut :

\[Do L = \frac{SN_{oL}}{A_{oL}} = \frac{(SNf - SNeff)}{A_{oL}}\]

DoL = Tebal lapis tambah rencana (inchi)

SnoL = Structural Number overlay yang direncanakan

SNf = Structural Number yang akan datang

Sneff = Structural Number perkerasan yang terpasang

AoL = Koefisien Structural Perkerasan yang akan digunakan

2.2 Analisis Metode Bina Marga 2013

  • a. Pengolahan data input, data-data terlebih dahulu disusun, dihitung dan disesuaikan dengan kebutuhan data yang diinginkan seperti data LHR, data IRI, data Lendutan FWD, data Struktur Perkerasan terpasang.
  • b. Penentuan Jenis Penanganan, yang didasarkan pada nilai lendutan yang didapat dari alat uji FWD maupun BB. Didalam melakukan analisis jenis penanganan digunakan Nilai Pemicu yang didefinisikan sebagai nilai batas dimana suatu penanganan perlu atau layak dilaksanakan, terdapat tiga Nilai Pemicu yang dipakai, yaitu Pemicu Lendutan, Pemicu IRI dan Pemicu Kondisi.
  • c. Penentuan Tebal Lapis Tambah untuk Perbaikan Struktur Perkerasan berdasarkan Kondisi Struktur Jalan dan Beban Lalu lintas. Pendekatan dalam penentuan lapis tambah/ overlay struktural secara umum terdapat dua kriteria, yakni kriteria deformasi

permanen dan kriteria fatigue.

2.3 Analisis perbandingan kedua metode

  • a. Perbandingan berdasarkan Input dan Kebutuhan Data
  • b. Perbandingan berdasarkan Proses Analisis
  • c. Perbandingan berdasarkan Hasil Analisis

3. Presentasi Data

3.1 Lokasi atudi kasus

Lokasi studi yang dipilih adalah ruas jalan Losari - Cirebon yang terletak di Propinsi Jawa Barat. Ruas jalan ini merupakan bagian dari ruas jalan nasional (berdasarkan SK Menteri Pekerjaan Umum, No. 631/ KPTS/M/2009). Panjang total Jalan Nasional Losari - Cirebon yang dievaluasi adalah 27,68 km meliputi KM 27+680 sampai dengan KM 00+000 (KM. Losari).

13

Gambar 1. Bagan alir penelitian

3.2 Data kondisi lalu lintas

Adapun data mengenai Kondisi Lalu Lintas diruas Jalan Losari – Cirebon ini meliputi data-data tentang :

3.2.1 Data historis volume lalu lintas

Data time series dari tahun 2009 s/d tahun 2013 yang merupakan data sekunder yang diperoleh dari data IRMS pada segmen jalan ruas Jalan Losari - Cirebon. Data ini akan digunakan pada perhitungan nilai kumulatif beban dan perkiraan tingkat pertumbuhan lalu lintas untuk analisis kondisi struktural.

3.2.2 Data beban sumbu

Data beban sumbu diperoleh melalui survei dengan sistem penimbangan menggunakan alat Weight in Motion (WIM). Survei WIM berupa survei proses perhitungan berat kotor (gross weight) kendaraan yang bergerak dan proporsi pembagian berat kendaraan terhadap roda dan sumbu kendaraan tersebut dengan cara mengukur dan menganalisa hasil tekanan dinamis pada roda kendaraan. Data WIM berguna untuk memperoleh nilai Faktor Beban Sumbu dari tiap jenis golongan kendaraan. Data beban sumbu yang digunakan pada penelitian ini diperoleh dari data hasil survei WIM dilakukan tahun 2010 di ruas jalan Cirebon -Losari.

3.3 Data kondisi perkerasan

3.3.1 Data struktur perkerasan

Data Struktur Perkerasan merupakan data sekunder yang mengacu pada data penanganan hingga tahun 2012 yang diperoleh dari SNVT P2JN Provinsi Jawa Barat. Maka lapis struktur perkerasan jalan eksisting terdiri dari:

3.3.2 Data kekasaran jalan (Roughness)

Data kekasaran jalan (roughness) diperoleh dari survei menggunakan alat Roughmeter NAASRA menghasilkan nilai International Roughness Index (IRI) yang menjadi parameter untuk melakukan penilaian kondisi perkerasan secara fungsional. Data IRI yang diperoleh secara sekunder pada tahun 2013 semester 2 merupakan nilai IRI KM 00+000 s/d 27+680 (Km. Losari) ruas jalan Losari – Cirebon.

3.3.3 Data lendutan dan temperatur

Data lendutan dan temperatur perkerasanyang dipakai dalam penelitian ini adalah data sekunder kondisi

Tabel 1. Volume lalu lintas tahun 2009 - 2013 ruas Losari - Cirebon

KENDARAAN
KM PER
TAHUN
KELAS KENDARAAN (VEHICLE CLASS)
Kendaraan RinganKendaraan Berat
PANJANG
(KM)
NILAI
AADT
CarUtil
1
Util
2
Small
Bus
Large
Bus
Truck
2x a)
Truck
2x b)
Truck
3x a)
Truck
3x b)
Truck
3x c)
TAHUN
Veh 2
Veh 3
Veh 4
Veh5aVeh5bVeh6aVeh6b
Veh7a
Veh7b
Veh7c
27,6826.659269.341.2097.1388.8175.1842487946713.58510434842009
27,6827.196274.766.6277.2818.9945.2882538106853.65710735862010
27,6828.794290.911.5417.7099.5225.5992688587253.87211337912011
27,6829.880301.883.6168.0009.8815.8102788907524.01811739952012
27,6829.914302.227.1258.0099.8925.8162798917534.02311739952013

Sumber: Subdit PESK, Kementerian Pekerjaan Umum, 2013.

Tabel 2. Data beban sumbu ruas Losari - Cirebon

GOLPembagian Kelas Kendaraan
GOL. 6BGOL. 7AGOL. 7C
Jenis Kendaraan2-axle Truck3-axle TruckSemi-Trailer
1.21.2-21.2-221.2-2221.22-222
Beban Roda Rata-rata (kg) :
W14.9844.1804.8754.9054.252
W211.99610.44912.26812.26110.629
W316.92518.74515.90314.851
W415.46713.99813.693
W515.06712.555
W616.194

Sumber : Subdit Teknik Jalan, 2010

1

Sumber: Subdit PESK, Kementerian Pekerjaan Umum, 2013.

Gambar 2. Nilai IRI Ruas Losari - Cirebon

struktural dari alat Falling Weight Deflectometer (FWD) pada tahun 2012 pada ruas jalan Losari – Cirebon.Alat ini terdiri dari piringan beban berdiameter 300 mm, beban pemberat 200 kg dan tinggi jatuh 315 mm. Alat FWD ini mempunyai 9 buah deflector, dengan jarak antar deflectometervaitu 0, 200, 300, 450, 600, 900, 1200, dan 1500 mm dari pusat beban. Pada saat pengukuran lendutan dengan FWD, temperatur perkerasan dan waktu pengukuran juga tercatat oleh alat ini.

4. Analisa Data

4.1 Analisis Metode AASHTO 1993

4.1.1 Analisis data lalu lintas

Terdapat 3 tahapan secara umum dalam melakukan Analisis Data Lalu Lintas, yang pertama adalah analisis Growth Factor (Faktor Pertumbuhan), kedua ialah analisi Truck Factor (Faktor Truk), dan yang ketiga ialah perhitungan Kumulatif ESAL aktual dan ESAL rencana.

Adapun nilai tingkat pertumbuhan lalu lintas (i) dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

\[\dot{\mathbf{i}}_{n=} = \frac{LHR_n - LHR_{n-1}}{LHR_{n-1}} \times 100\%\] (3)

Sedangkan angka Truck Factor (TF) dari beban sumbu yang kendaraan adalah angka menyatakan perbandingan tingkat kerusakan yang ditimbulkan oleh sejumlah lintasan suatu beban sumbu kendaraan terhadap tingkat kerusakan yang ditimbulkan oleh satu lintasan beban standar sumbu tunggal seberat 8,16 ton (18.000 lbs). Didalam penelitian ini nilai Truck Factor (TF), adalah merupakan hasil dari perhitungan beban sumbu survey WIM untuk golongan kendaraan 6B. 7A, dan 7C serta untuk kendaraan golongan 2, 3, 4, 5A, 5B, 6A dan 7B nilai TF-nya didasarkan pada nilai

13

Sumber: SNVT P2JN Provinsi Jawa Barat, 2012.

Gambar 3. Komposisi struktur perkerasan ruas jalan Losari - Cirebon

1

Gambar 4. Data lendutan d1 ruas jalan arah Cirebon – Losari

3

Gambar 5. Data lendutan d1 ruas jalan arah Losari – Cirebon

Tabel 3. Tingkat pertumbuhan lalu ruas Cirebon - Losari

TahunTotal Kendaraan
( 4 lajur /2 arah )
Tingkat
Pertumbuhan
200926.659,00
201027.196,002,01%
201128.794,005,88%
201229.880,003,77%
201329.914,000,11%
Rata - rata2,94%

Truck Factor yang dikeluarkan oleh Puslitbang Jalan dan Jembatan, untuk wilayah Pantura Jawa Barat, maka dari itu nilai Truck Factor yang dipakai adalah disajikan dalam Tabel 4.

Analisis Kumulatif ESAL adalah jumlah kumulatif repetisi beban ekivalen 18 ESAL selama satu tahun.

Repetisi beban ekivalen 18 ESAL diperoleh dengan mengalikan Volume Lalu Lintas Harian Rata-rata (LHR) pada tahun yang ditinjau dengan Truck Factor, faktor pertumbuhan lalu lintas, koefisien distribusi arah, koefisien distribusi lajur dan banyaknya hari dalam satu tahun. Faktor distribusi kendaraan sebesar 0,3 untuk kendaraan ringan dan 0,45 untuk kendaraan berat. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 5.

Dan dari tabel Truck Factor yang dipakai di penelitian ini dapat dilihat bahwa :

  • 1. Besaran nilai untuk golongan kendaraan 2, 3, 4, 5A, 5B, nilai yang ada tidak terlampau besar, hal ini dikarenakan golongan kendaraan tersebut merupakan kendaraan penumpang sehingga kasus overloading jarang terjadi.
  • 2. Besaran nilai untuk golongan kendaraan 6A, 6B, 7A, 7B, dan 7C nilai yang ada cukup extrim besar,

Tabel 4. Nilai Truck Factor (TF) ruas jalan Cirebon-Losari

Golongan
Kendaraan
Konfigurasi
Roda
Truck
Factor
Truck
Factor *)
Golongan 21.10,0024
Golongan 31.10,0024
Golongan 41.10,0024
Golongan 5A1.10,3839
Golongan 5B1.23,8347
Golongan 6A1.21,1336
Golongan 6B1.25,4000
Golongan 7A1.2.221,5600
Golongan 7B1.2.2+2.24,8783
Golongan 7C11.2+2.243,9900
Golongan 7C21.2+2.2.241,070041,7333
Golongan 7C31.2.2+2.2.240,1400

Tabel 5. Nilai ESAL dan kumulatif nilai ESAL selama umur rencana ruas jalan Losari -Cirebon

TahunNilai ESA4Nilai Total
ESA4
20132.693.918,922.693.918,92
20142.769.665,625.463.584,54
20152.853.007,428.316.591,96
20162.936.997,1111.253.589,07
20173.023.459,3814.277.048,44
20183.112.467,0017.389.515,45
20193.204.094,9220.593.610,37
20203.298.420,2823.892.030,65
20213.395.522,4827.287.553,13
20223.495.483,2730.783.036,41
20233.598.386,8134.381.423,22

hal ini dikarenakan golongan kendaraan tersebut merupakan kendaraan niaga yang sering sekali terjadi kasus overloading.

3. Khusus untuk golongan kendaraan 6B, 7A, dan 7C besaran TF sangat besar, kasus overloading terjadi sampai berkali lipat dari beban standard sumbu, ini dimungkinkan karena golongan kendaraan ini merupakan golongan kendaraan yang banyak/sering dipakai dalam kegiatan angkutan niaga untuk jalan Pantura Jawa Barat, besaran nilai ini juga diperkuat oleh Bahan Informasi mengenai Pantura yang dikeluarkan oleh Ditjen. Bina Marga, Kementerian

4. Gambaran mengenai nilai – nilai Truck Factor (TF) di atas adalah gambaran yang ada pada tahun 2010, jadi ada kemungkinan bahwa terjadi perubahan trend (naik/turun) menganai kondisi pada tahun 2013.

4.1.2 Analisis data lendutan

Diperlukan segmentasi terhadap data lendutan yang diperoleh dari survei FWD untuk memperoleh nilai yang mewakili dari tiap segmen, sebab data lendutan hasil FWD tersebut nilainya cukup bervariasi. Segmentasi dilakukan dengan cara mengusahakan setiap segmen mempunyai tingkat keseragaman yang sama (Faktor keseragaman < 30%) agar tehindar dari over design. Kemudian dilakukan analisis lendutan wakil menggunakan data lendutan d1 (lendutan pada pusat beban) dari alat FWD yang telah disegmentasi dan dicari nilai lendutan wakilnya yang disesuaikan dengan satuan-satuan yang digunakan oleh metoda AASHTO 1993. Nilai Lendutan Wakil yang diperoleh harus dikalikan dengan nilai TAF (Temperature Adjusment Factor), vaitu nilai temperatur aspal yang pada titik lendutan yang dikoreksi menggunakan temperatur campuran aspal pada suhu 68oF agar sesuai dengan prosedur perhitungan yang telah ditetapkan oleh AASHTO 1993.

4.1.3 Analisis pemodelan dan perhitungan M<sub>R</sub> dan

Model struktur perkerasan yang akan dianalisis pada Metoda AASHTO 1993 menggunakan asumsi sebagai berikut:

1. Lapis pertama (H1) adalah penggabungan tebal AC -WC (t = 5 cm), AC-BC (t = 7 cm) dan CMRFB (t = 25 cm) sebagai lapis permukaan setebal 370 mm.

Tabel 6. Segmentasi nilai lendutan wakil (d1) dan nilai TAF ruas jalan Cirebon - Losari

NoSegmenJarakPwrakilTwakilTwakilTAFd1wakil =
d1R+2*S
D (d1)
d1wakil =d1wakil x
TAF
INO(km)(Kpa)(Psi)(°C)(°F)(x 0.001
mm)
(inch)(inch)
Cireboon -Losari
127+500-23+5004,00595,7686,3945,25113,450,59267,960,010550,006224
223+500-09+00014,50581,8984,3742,21107,990,62242,730,009560,005925
309+000-05+0004,00580,0084,1044,00111,200,60232,260,009140,005487
405+000-01+5003,50589,0685,4144,00111,200,60269,630,010620,006369
501+500-00+0001,50574,2583,2744,00111,200,60236,020,009290,005575
NSegmenJarakPwaakilTwakilTwakilTAFd1wakii =
d1R+2*S
D (d1)
d1wakil =d1wakii x
TAF
No(km)(Kpa)(Psi)(°C)(°F)(x 0.001
mm)
(inch)(inch)
Losari- Cirebon
100+000- 105+0005,00578,3083,8545,00113,000,59242,920,009560,005643
205+000-06+0001,00572,7483,0545,00113,000,59284,250,011190,006603
306+000-19+00013,00578,3883,8745,00113,000,59255,400,010060,005933
419+000-22+5003,50577,2883,7145,00113,000,59267,420,010530,006212
522+500-27+5005,00574,8083,3545,00113,000,59281,330,011080,006535

2. Lapis kedua (H2) merupakan penggabungan subgarde dengan lapis CTRB (t = 30 cm) yang tidak diketahui tebalnya.

Modulus tanah dasar (MR) dihitung data nilai lendutan Jarak Geophone terhadap pusat beban berturut-turut yaitu r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7 adalah 0, 200, 300, 450, 600, 900, 1500 mm. Lendutan wakil yang dipakai dalam analisis nilai Mr adalah lendutan d6 karena yang diperoleh harus memenuhi persyaratan jarak sensor geophone yaitu r6 = 900 mm dari pusat beban, lebih besar atau sama dengan nilai 0,7 jari-jari cekungan tegangan pada tanah dasar (r > 0,7 ae). Menurut AASHTO 1993, nilai modulus resilien tanah dasar untuk perencanaan diperoleh dengan mengoreksi modulus resilien tanah dasar hasil backcalculated dengan faktor koreksi 0.33 (untuk beban FWD, ± 9.000 lbs.) agar menyerupai nilai MR pada model perkerasan dari AASHO Road Test Soil.

Sedangkan nilai dari modulus efektif lapis perkerasan (Ep) dapat dihitung dengan cara iterasi dimana tebal lapis perkerasan yang dianalisis adalah tebal lapisan diatas CTRB dan tanah dasar yaitu tebal lapis perkerasan aspal ditambah dengan lapisan CMRFB. Untuk hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 7.

4.1.4 Analisis kapasitas struktural dan perhitungan kebutuhan tebal overlay

Kapasitas struktural perkerasan yang dianalisis terdiri Structural Number in Future (SNf), Structural Number Original (SNo), dan Structural Number Effective (SNeff).

SNo adalah kapasitas struktural perkerasan awal di ruas Cirebon - Losari. Untuk perhitungan nilai SNo dilakukan menggunakan persamaan :

\[SN_o = a_1D_1 + a_2D_2m_2 + a_3D_3m_3 (4)\] dengan ketentuan perkiraan koefisien kekuatan relatif bahan (a) yaitu lapis permukaan (AC-WC dan AC-BC), dengan koefisien relatif (a) sebesar 0,400 dan 0,344, lapis CMRFB dan lapis CTRB dengan koefisien relatif (a) sebesar 0,270 dan 0,170.

SNf adalah kapasitas struktural perkerasan berdasarkan lalu lintas dimasa mendatang/rencana yaitu pada tahun 2023. Nilai SNf dihitung dengan melakukan iterasi dengan besaran yang ditetapkan seperti Reliability (R) untuk jalan arteri antar kota sebesar 95% sehingga didapat Standart deviasi (ZR) sebesar -1,645, Overall standart deviation (So) adalah 0,45, MR hasil backcalculated dari data lendutan FWD, Nilai ∆PSI dimana initial serviceability (Po) sebesar 4,2 dan terminal serviceability (Pt) sebesar 2,5.

SNeff adalah kapasitas struktur perkerasan pada saat perkerasan dianalisis yaitu pada saat pengujian jalan dengan menggunakan alat FWD pada tahun 2012. Nilai SNeff didapat dari 3 (tiga) perhitungan dimana nilai SNeff minimum menjadi SNeff dalam perhitungan berikutnya.

Untuk hasil perhitungan Structural Number in Future (SNf), Structural Number Original (SNo), dan Structural Number Effective (SNeff) dan perhitungan kebutuhan tebal overlay dapat dilihat pada Tabel 8 dan Tabel 9.

4.2 Analisis Metode Bina Marga 2013

4.2.1 Analisis beban lalu lintas rencana dan umur rencana

Tabel 10 menunjukan hasil perhitungan nilai ESA4 tahun 2013, dimana perhitungannya adalah dengan cara mengalikan parameter-parameter seperti pada tabel. Nilai ESA4 ini kemudian digunakan sebagai acuan didalam menentukan umur rencana perkerasan.

Dari hasil nilai ESA4 yang didapat dari perhitungan, dengan nilai ESA4 sebesar 2.693.918,92 maka dengan mengacu pada tabel II.1 yang ada didalam pedoman "Manual Desain Perkerasan Jalan Bina Marga 2013" dapat diambil kesimpulan bahwa umur rencana perkerasan yang akan didesain pada ruas jalan Losari - Cirebon ini adalah selama 10 tahun.

JarakMREprAer >
SegmenSegmen(km)(psi)CMr * C(psi)(inch)(inch)0.7Ae0.7Ae
Cirebon - Losari
127+500-23+5004,0018.296,560,336.037,87564.181,0335,4345,7432,02Ok
223+500-09+00014,5018.859,500,336.223,63571.693,4135,4345,4831,84Ok
309+000-05+0004,0019.151,890,336.320,12669.932,4335,4347,7033,39Ok
405+000-01+5003,5017.751,000,335.857,83540.557,5735,4345,5531,89Ok
501+500-00+0001,5021.250,520,337.012,67545.732,4335,4343,0530,13Ok
JarakMREprAer >
SegmenSegmen(km)(psi)CMr * C(psi)(inch)(inch)0.7Ae0.7Ae
Losari - Cirebon
100+000-05+0005,0018.402,800,336.072,93657.932,4335,4348,0533,63Ok
205+000-06+0001,0020.009,240,336.603,05398.152,1335,4339,5527,68Ok
306+000-19+00013,0019.632,640,336.478,77533.642,1935,4343,8730,71Ok
419+000-22+5003,5017.411,570,335.745,82561.972,5035,4346,4432,51Ok
522+500-27+5005,0018.583,810,336.132,66451.798,6335,4342,2729,59Ok

Tabel 8. Rekapitulasi nilai (SNo), (SNf), dan (SNeff)

SegmenSegmenJarak
(Km)
SNfSNoSNeff-1SNeff-2SNeff-3SNeff min
Cirebon -Losari
127+500-23+5004,006,5976,4015,4175,6505,8895,417
223+500-09+00014,506,5386,4015,4405,6505,8895,440
309+000-05+0004,006,5086,4015,7365,6505,8895,650
405+000-01+5003,506,6576,4015,3405,6505,8895,340
501+500-00+0001,506,3086,4015,3575,6505,8895,357
SegmenSegmenJarak
(Km)
SNfSNoSNeff-1SNeff-2SNeff-3SNeff min
Losari- Ciirebon
100+000-05+0005,006,5866,4015,7015,6505,8895,650
205+000-06+0001,006,4236,4014,8225,6505,8894,822
306+000-19+00013,006,4606,4015,3175,6505,8895,317
419+000-22+5003,506,6956,4015,4095,6505,8895,409
522+500-27+5005,006,5666,4015,0305,6505,8895,030

Tabel 9. Kebutuhan tebal lapis tambah/overlay (Dov)

SegmenSegmenJarak
(Km)
SNfSneff-
min
SNf -
SNeff-
Kebutuhan
Overlay
aolDovDovDov
Cirebon -Losari( )min-( - /(- /(- /
127+500-23+5004,006,5975,4171,180butuh0,402,957,508,00
223+500-09+00014,506,5385,4401,097butuh0,402,746,977,00
309+000-05+0004,006,5085,6500,858butuh0,402,155,456,00
405+000-01+5003,506,6575,3401,317butuh0,403,298,369,00
501+500-00+0001,506,3085,3570,951butuh0,402,386,047,00
JarakSneff-SNf -KebutuhanDovDovDov
SegmenSegmen(Km)SNfminSNeff
-min
Overlayaol(Inch)(cm)(cm)
Losari -- Cirebon
- 0-00.000ماريقى ما0.400.045,946,00
100+000-05+0005,006,5865,6500,936butuh0,402,345,940,00
1 200+000
05+000
-05+000
06+000
5,00
1,00
6,586
6,423
5,650
4,822
0,936
1,601
butuh0,40
0,40
2,34
4,00
10,1611,00
1
2
3
-
-
-
,-,,-,,,,,
05+00006+0001,006,4234,8221,601butuh0,404,0010,1611,00

Tabel 10. Nilai ESA<sub>4</sub> Tahun 2013 untuk ruas Losari - Cirebon

TahunGolongan
Kendaraan
VDFFaktor
Distribusi
Kendaraan
Distribusi
Arah
Faktor
per-
tumbu
han
(R)
LHR
Awal
Rencana
2013
ESA4
per
Hari (3)*
(4)*(5)*
(6)*(7)
ESA4 per
Tahun
(8)*365
Nilai ESA4
12345678910
Gol. 20,00240,80,518.0097,692.806,352.693.918,92
Gol. 30,00240,30,519.8923,561.299,81
Gol. 40,00240,30,515.8162,09764,22
Gol. 5A0,38390,30,5127916,075.864,17
2012Gol. 5B3,83470,450,51891768,76280.597,94
2013Gol. 6A1,13360,450,51753192,0670.101,97
Gol. 6B5,40000,450,514.0234.887,951.784.099,93
Gol. 7A21,56000,450,51117567,57207.161,96
Gol. 7B4,87830,450,513942,8115.624,59
Gol. 7C41,73330,450,5195892,05325.597,99

4.2.1 Analisis pemicu penanganan dan pemilihan jenis penanganan

a. Nilai kurva FWD wakil sebagai pemicu Lendutan

Data nilai lendutan dilakukan perhitungan penentuan Kurva FWD Wakil dengan mengacu pada Pedoman yang dikeluarkan oleh Bina Marga pada tahun 2005 (Pd T – 05 – 2005), dari hasil perhitungan maka didapat hasil :

  • 1. Untuk ruas arah Losari Cirebon nilai Kurva FWD (D0 – D200) rata-rata sebesar 0,06313 mm dengan Standar Deviasi sebesar 0,02900 mm, sehingga nilai Kurva FWD (D0 – D200) Wakil adalah sebesar 0,12112 mm.
  • 2. Untuk ruas arah Cirebon Losari nilai Kurva FWD (D0 – D200) rata-rata sebesar 0,06482 mm dengan Standar Deviasi sebesar 0,02864 mm, sehingga nilai Kurva FWD (D0 – D200) Wakil adalah sebesar 0,12211 mm
  • b. Nilai IRI wakil sebagai pemicu IRI

Data nilai IRI yang dihitung adalah data nilai IRI interval jarak tiap 200 m dan data ini sudah mewakili kedua arah yang berlawanan, dari hasil perhitungan maka didapat hasil bahwa untuk ruas jalan Losari - Cirebon nilai IRI rata-rata adalah sebesar 3,6181 dengan Standar Deviasi sebesar 0,2774, sehingga Nilai IRI Wakil adalah sebesar 4,1731.

c. Analisis pemilihan jenis penanganan selama umur rencana

Masing-masing deskripsi dari Nilai Pemicu didalam menentukan jenis penanganan adalah sebagai berikut :

  • 1. Pemicu Lendutan adalah Nilai Pemicu didapat dari nilai Kurva FWD (D0 – D200) Wakil. Pemicu Lendutan dibagi menjadi 2 jenis, yaitu Pemicu Lendutan 1 dan Pemicu Lendutan 2.
  • 2. Pemicu IRI adalah nilai Pemicu didapat dari nilai IRI Wakil pada suatu segmen/ruas jalan yang akan didesain. Pemicu IRI dibagi menjadi 3 jenis, yaitu

Pemicu IRI 1, Pemicu IRI dan Pemicu IRI 3

3. Pemicu Kondisi adalah nilai Pemicu didapat dari hasil pengukuran fisik dan visual kerusakan dilapangan seperti kedalaman alur, pelepasan butir, pengelupasan dll.

Dengan mengacu pada nilai-nilai dan ketentuan diatas pada analisis pemilihan jenis penanganan ini maka :

  • a. Pada Pemicu Kondisi tidak diperlukan pengupasan (milling) sebelum overlay diperlukan. Pada kondisi dilapangan tidak terjadi alur dengan kedalaman diatas 30 mm, tidak juga terjadi pelepasan butir maupun pengelupasan pada permukaan perkerasan.
  • b. Pada Pemicu IRI dengan nilai IRI Wakil sebesar 4,1731. Maka berdasarkan tabel 11 Pemicu IRI jatuh berada dibawah batas nilai jenis Pemicu IRI 1.
  • c. Sedangkan pada Pemicu Lendutan berdasarkan tabel 12. untuk kedua arah pada ruas jalan Losari – Cirebon, Pemicu Lendutan jatuh berada diatas batas nilai jenis Pemicu Lendutan 1 akan tetapi masih di bawah batas nilai jenis Pemicu Lendutan 2.
  • d. Berdasarkan parameter-parameter jenis pemicu dan batas-batas nilai yang ada didalamnya maka akan dapat didapat suatu kesimpulan/hasil dari analisis jenis penanganan. Tabel 13. akan membantu dalam melakukan analisis jenis penanganan dengan ketentuan bahwa Perkerasan Existing adalah merupakan perkerasan lentur dengan Beban Lalu Lintas (ESA4) adalah sebesar 2.693.918,92 ESA4.

Tabel 11. Pemicu ketidakrataan (IRI) untuk overlay dan rekonstruksi

LHRT
Kend/Jam
Pemicu IRI
1 untuk
overlay
non
struktural
Pemicu IRI untuk over
lay struktural Lalulintas
< 1 juta ESAL4 atau
pengupasan (untuk lalin
> 1 juta ESA4 harus
digunakan Pemicu
Lendutan)
Pemicu
IRI 3
untuk
investi
gasi
rekon
struksi
> 75006
< 2006,75
> 200 -
500
6,6812
> 500 -
7500
6,25

Sumber: Manual Desain Perkerasan Jalan, Bina Marga 2013.

Tabel 12. Lendutan pemicu untuk lapis tambah dan rekonstruksi

Lalu lintas untuk
10 tahun
Jenis Lapis
Permukaan
Lendutan Pemicu untuk overlay2
(Lendutan Pemicu 1)
Lendutan Pemicu untuk investigasi untuk rekon
struksi atau daur ulang (Lendutan Pemicu 2)
(juta ESA / lajur)Lendutan karakteristik
Benkelman Beam (mm)3
Kurva FWD
D0-D200
(mm)
Lendutan karakteristi
kBenkelman Beam (mm)
4
Kurva FWD
D0-D200
(mm)
<0,1HRS>2,3Tidak digunakan
0,1 – 0,2HRS>2,10,63>3,0Tidak digunakan
0,2 – 0,5HRS>2,00,48>2,7
0,5 - 1HRS>1,50,39> 2,50,66
1- 2HRS>1,30,310,54
2 - 3AC>1,250,280,46
2 - 5AC>1,20,230,39
5 - 7AC>1,150,210,35
7 - 10AC>1,10,190,31
10 - 30AC>0,950,131,350,180
30 - 50AC / perkerasan kaku>0,880,111,20,175
50 - 100AC / perkerasan kaku>0,80,0911,00,170
100 - 200AC / perkerasan kaku>0,750,0820,90,160

Sumber: Manual Desain Perkerasan Jalan, Bina Marga 2013.

Hasil analisis menunjukkan bahwa jenis penanganan didalam desain untuk Ruas Jalan Losari - Cirebon adalah Overlay Struktural.

4.2.2 Analisis ketebalan overlav struktural metode Bina Marga 2013

Prosedur penentuan ketebalan Overlay Struktural menurut Bina Marga 2013 terbagi menjadi 3, berdasarkan beban lalu lintas yang melintas selama umur rencana, yaitu:

  • 1. Lalu Lintas kurang atau sama dengan 10<sup>5</sup> ESA<sup>4</sup>, maka pendekatan dengan lendutan maksimum (D0) cukup memadai.
  • 2. Lalu Lintas lebih besar dari 10<sup>5</sup> ESA<sup>4</sup> dan lebih kecil atau sama dengan 10<sup>7</sup> ESA4. Kriteria deformasi permanen dan kriteria fatigue harus diperhitungkan untuk ienis lalu lintas ini.
  • 3. Lalu Lintas lebih besar dari 10<sup>7</sup> ESA<sup>4</sup>, maka Prosedur Mekanistik Umum (General Mechanistic Procedure (GMP)) dapat digunakan dalam memperkirakan nilai modulus dan tebal lapisan perkerasan eksisting. Dalam study kasus ini maka prosedur yang dipilih adalah perhitungan dengan Prosedur Mekanistik Umum (General Mechanistic Procedure (GMP)) khususnya dengan prosedur GMP dari AUSTROADS, Australia

4.2.2.1 Perhitungan desain CESA berdasarkan jenis kerusakan

Kinerja perkerasan lentur dipengaruhi oleh sejumlah faktor, namun tidak semua faktor tersebut tercakup di dalam perhitungan beban lalu lintas aturan pangkat 4/ ESA<sup>4</sup>. Maka dari itu dibutuhkan perhitungan lanjutan yang digunakan untuk mengkoreksi ESA<sup>4</sup> akibat kerusakan yang akan terjadi untuk masing-masing jenis faktor kerusakan. Perhitungan desain CESA untuk masing - masing jenis kerusakan ditunjukkan dengan satuan kerusakan berupa CESA<sup>5</sup> untuk jenis kerusakan kelelahan/fatigue aspal, CESA<sup>7</sup> untuk jenis kerusakan perubahan bentuk/rutting dan CESA<sup>12</sup> untuk kelelahan/fatigue pondasi stabilisasi semen

4.2.2.2 Analisis modulus perkerasan melalui proses backcalculation

Adapun tahapan dalam penentuan nilai modulus melalui proses backcalculation adalah sebagai herikut · a. Pemodelan lapis perkerasan dan karakteristik bahan lapis perkerasan

Jenis dan tebal lapis perkerasan existing dilakukan pemodelan layer, pada konstruksi perkerasan jalan ruas ialan Losari – Cirebon dilakukan pemodelan dengan asumsi 2 lapis/layer yang sama seperti pada Metode AASHTO 1993 dan juga tambahan yaitu pemodelan dengan asumsi3 lapis/layer, terlihat seperti pada Gambar 6.

b. Proses backcalculation dengan menggunakan Program EVERCALC

Proses Backcalculation dilakukan dengan bantuan program EVERCALC, data hasil segmentasi nilai lendutan terkoreksi dan perkiraan nilai modulus bahan gabungan menjadi salah satu input dalam program EVERCALC. Output dari program ini yaitu berupa nilai modulus bahan untuk setiap lapisan

4.2.2.3 Analisis perhitungan kekuatan struktural dan tebal lapis tambah

Dalam perhitungan kekuatan struktural dan tebal lapis tambah (overlay), pemodelan layer/ struktur lapis perkerasan yang telah dibuat kemudian ditentukan berapa modulus elastisitas rencana yang digunakan untuk menentukan nilai maksimum horizontal tensile strain dan maksimum vertikal compressive strain

Tabel 13. Pemilihan jenis penanganan pada tahap desain untuk perkerasan lentur eksisting dan beban lalin 1 - 30 iuta ESA4/10

Jenis PenangananBatas-batas Nilai Pemicu disuatu segmen/ruas
1Hanya pemeliharaan rutinLendutan dan IRI di bawah Pemicu 1, luas kerusakan serius < 5% terhadap
total area
2Heavy PatchingLendutan melebihi Pemicu Lendutan 2 atau atau permukaan rusak parah
dan luas area dari seluruh segmen jalan yang membutuhkan heavy patching
lebih dari 30% total area (jika lebih besar lihat 6 atau 7)
3Kupas dan ganti material di area tertentuRetak buaya yang luas, atau alur >30 mm atau IRI > Pemicu IRI 2 dan hasil
pertimbangan teknis
4Overlay non strukturalLendutan kurang dari Pemicu Lendutan 1, indeks kerataan lebih besar dari
pemicu IRI1
5Overlay strukturalLebih besar dari Pemicu Lendutan 1 dan kurang dari Pemicu Lendutan 2
6RekonstruksiLendutan di atas Pemicu Lendutan 2, lapisan aspal <10 cm
7Daur ulangLendutan di atas Pemicu Lendutan 2, lapisan aspal > 10 cm

Sumber: Manual Desain Perkerasan Jalan, Bina Marga 2013.

Tabel 14. Nilai desain CESA berdasarkan jenis kerusakan

TahunCESA4CESA5CESA7CESA12
20132.693919E+064.127094E+061.166421E+074.209301E+08
20145.463585E+068.374898E+062.367177E+078.542519E+08
20158.316592E+061.274815E+073.603284E+071.300330E+09
20161.125359E+071.725015E+074.875780E+071.759541E+09
20171.427705E+072.188468E+076.185737E+072.232270E+09
20181.738952E+072.665565E+077.534259E+072.718916E+09
20192.059361E+073.156708E+078.922479E+073.219888E+09
20202.389203E+073.662308E+071.035157E+083.735608E+09
20212.728755E+074.182794E+071.182273E+084.266511E+09
20223.078304E+074.718602E+071.333720E+084.813043E+09
20233.438142E+075.270183E+071.489625E+085.375664E+09
3

Gambar 6. Asumsi pemodelan perkerasan dengan sistem dua lapis dan sistem tiga lapis

Tabel 15. Data hasil segmentasi nilai lendutan terkoreksi

NoSegmenJarakPwakild1wakild2wakild3wakild4wakild5wakild6wakild7waki
l
Cirebon - Losari(km)(N)(x 0.001 mm)
127+500-23+5004,0042,129242192151115968263
223+500-09+00014,5041,148233153130111978068
309+000-05+0004,0041,014211160130116997564
405+000-01+5003,5041,655245118107102908375
501+500-00+0001,5040,6082151089080726758
JarakPwakild1wakild2wakild3wakild4wakild5wakild6wakild7wakil
NoSegmen
Losari - Cirebon(km)(N)(x 0.001 mm)
1
2
00+000
05+000
-
-
05+000
06+000
5,00
1,00
41,447
40,501
214
250
133
154
111
137
100
106
87
94
76
69
67
55
306+000-19+00013,0040,90022515211194817162
419+000-22+5003,5040,822235146111100938066

Tabel 16. Nilai modulus bahan wakil lapisan perkerasan untuk sistem perkerasan asumsi I

JarakNilai Wakil (MPa)
NoSegmenE1EvEH
O'(km)(Subgrade)(Subgrade)
Cirebon - Losari
127+500-23+5004,001.655,10166,8083,40
223+500-09+00014,502.501,40158,8079,40
309+000-05+0004,002.425,90160,7080,35
405+000-01+5003,503.500,00167,3083,65
501+500-00+0001,503.500,00206,00103,00
JarakNilai Wakil (MPa)
NoSegmenJaiakE₁EvEH
NO(km)1(Subgrade)(Subgrade)
Losari - Cirebon
100+000-05+0005,003.500,00168,2084,10
205+000-06+0001,001.475,30182,8091,40
306+000-19+00013,002.098,90191,5095,75
419+000-22+5003,503.076,80162,7081,35
522+500-27+5005,001.702,70176,7088,35

Tabel 17. Nilai modulus bahan wakil lapisan perkerasan untuk sistem perkerasan asumsi II

larakNilai Wakil (MPa)
NoSSegmenJarak
Segmen (km) E₁
E2E
(Subgrade)
Ен
(Subgrade)
Cirebon -Losari
127+500-23+5004,001.213,201.000,00131,5065,75
223+500-09+00014,50979,301.256,30128,4064,20
309+000-05+0004,002.249,001.000,00130,6065,30
405+000-01+5003,50600,003.219,20113,6056,80
501+500-00+0001,50600,002.722,40150,5075,25
JarakNilai W/akil (MPa)
NoNo SegmenSegmen (km)E2EV (Subgrade)Eн
(Subgrade)
Losarri - Ciirebon
100+000-05+0005,001.025,701.591,80109,9054,95
205+000-06+0001,00734,501.000,00124,0062,00
306+000-19+00013,00871,801.175,00125,1062,55
419+000-22+5003,50854,101.475,40107,9053,95
522+500-27+5005,00766,201.000,00119,0059,50

dengan program Circly. Penentuan nilai modulus elastisitas bahan rencana untuk sistem perkerasan Asumsi I dan Asumsi II diperoleh dengan membandingkan hasil dari analisis backcalculation output EVERCALC dengan Nilai karakteristik modulus bahan perkerasan terpakai.

Modulus elastisitas bahan rencana untuk perhitungan tebal lapis tambah dirangkum dalam Tabel 18 dan

Tabel 19 di bawah, dan nilai ini selanjutnya menjadi input dalam perhitungan trial and error tebal overlay dengan menggunakan bantuan Program CIRCLY.

Untuk lapisan lapis tambah menggunakan lapisan AC-WC maka digunakan modulus rencana sebesar 1100 MPa. Berdasarkan Prosedur Mekanistik Umum (GMP), tebal lapis tambah yang dibutuhkan dihitung sebagai berikut:

Tabel 18. Nilai modulus bahan rencana sistem perkerasan asumsi I input program CIRCLY

LapisanTebal
(mm)
Vertikal Modulus
(MPa)
Horisontal Modulus
(MPa)
Poisson
Ratio
Lapis Permukaan3706006000,4
SubgradeSemi-Infinite60300,45

Tabel 19. Nilai modulus bahan rencana sistem perkerasan asumsi II input program CIRCLY

LapisanTebal
(mm)
Vertikal Modulus
(MPa)
Horisontal Modulus
(MPa)
Poisson
Ratio
Lapis Permukaan1206006000,4
Lapis Pondasi5505455450,35
SubgradeSemi-Infinite60300,45

  • a. Untuk memperkirakan tebal lapis tambah yang dibutuhkan untuk mencegah deformasi permanen dari lapis tambah tersebut, dan dengan menggunakan Persamaan 5, maka beban yang diijinkan dapat dihitung berdasarkan vertical compressive strain pada bagian atas tanah dasar. Beban lalu lintas rencana untuk kriteria deformasi permanen adalah sebesar 148.962.482,92 CESA<sub>7</sub>
  • b. Sedangkan untuk kriteria mencegah retak lelah dari lapis tambah tersebut, dengan menggunakan Persamaan 6, maka beban yang diijinkan dapat dihitung berdasarkan horizontal tensile strain pada bagian dasar lapis tambah dihitung. Beban lalu lintas rencana untuk kriteria retak lelah adalah sebesar 52.701.831,18 CESA<sub>5</sub>

Dan syarat agar trial and error dapat diterima adalah Beban Ijin yang di dapat harus lebih besar dari Beban Lalu Lintas Rencana untuk masing-masing kriteria.

Dimana:

RF = Reability Factor dipakai (1from Reability 95%)

V<sub>b</sub> = Volume of bitumen(AC-WC) dipakai (11 %)

S<sub>mix</sub> = Modulus Aspal Campuran (MPa)

\(\mu\epsilon\) = Regangan mikron output program CIRCLY

N deformasi permanen subgrade = \[\left[\frac{9300}{\mu\epsilon}\right]^7\] (5)

N fatique aspal = RF \[\left[ \frac{6918 (0.856 V_b + 1.08)}{S_{min}^{0.36} \mu \epsilon} \right]^5\] (6)

Hasil dari output program CIRCLY dan perhitungan beban ijin untuk kriteria retak lelah aspal dan deformasi permanen serta trial and error tebal lapis tambah perkerasan (overlay) ditunjukkan dalam Tabel 20, 21, dan 22.

Analisis hasil pemodelan untuk sistem perkerasan asumsi I dan asumsi II :

  • 1. Untuk sistem perkerasan asumsi I memerlukan tebal lapis tambah 50 mm umur rencana 10 tahun. Sedangkan untuk asumsi II tidak memerlukan tebal lapis tambah.
  • Kriteria beban ijin yang menentukan tebal lapis tambah (overlay) dalam studi kasus ini adalah kriteria fatique asphalt (retak lelah).
  • Semakin banyak lapisan yang dimodelkan maka semakin tipis tebal lapis tambah yang dibutuhkan. Hal ini tergantung dari tebal lapis perkerasan dari asumsi model/sistem perkerasan.
  • 4. Material bersemen (CTRB) mempunyai pengaruh yang cukup signifikan, hal ini dibuktikan pada asumsi II ketika material bersemen diasumsikan masih mempunyai kekuatan struktur dan masih berfungsi sebagai lapis pondasi, maka tidak dibutuhkan tebal lapis tambah/overlay.
  • 5. Untuk asumsi I, sistem perkerasan tidak memiliki lapis pondasi, dan lapis permukaan (surface) memiliki ketebalan yang tinggi, akan tetapi retak yang berasal dari bawah tidak terakomodasi sama seperti pada asumsi kedua. Untuk asumsi II, walau-

Tabel 20. Nilai beban ijin dan tebal lapis tambah perkerasan sistem perkerasan asumsi I

No.FatiqueKriteriaDP KriteriaN FatiqueN Deformasi
Permanen
Tebal OverlayKontrol
CESA₅ dan
Smixμεμε(CESA5)(CESA7)(mm)CESA7
16002565271.83E+075.33E+080Not OK
26002224553.74E+071.49E+0930Not OK
26002134364.60E+072.01E+0940Not OK
46002044195.70E+072.65E+0950OK
56001964026.97E+073.55E+0960OK

Tabel 21. Nilai beban ijin dan tebal lapis tambah perkerasan sistem perkerasan asumsi II

No.Fatiquee KriteriaDP
Kriteria
N FatiqueN Deformasi
Permanen
Tebal
Overlay
Kontrol CESA5 dan
CESA7
Smixμεμε\((CESA_5)\)\((CESA_7)\)(mm)CESA7
16001432213.37E+082.34E+110Ok
26001912137.93E+073.02E+1110OK

Tabel 22. Kebutuhan overlay untuk sistem perkerasan asumsi I dan asumsi II

KebutuhanOverlay
Asumsi Model PerkerasanRuas JalanTebal Overlay (mm)Aplikasi Lapangan
(mm)
Asumsi ICirebon – Losari
Losari – Cirebon
5050
Asumsi IICirebon – Losari
Losari – Cirebon
--

pun lapis permukaan (surface) tipis, akan tetapi sistem ini masih memiliki lapis pondasi yang mampu mengakomodasi retakan yang berasal dari bawah.

  • 6. Hal ini lah yang menjadi penyebab regangan (kriteria fatique asphalt) yang terjadi dibawah lapisan permukaan (aspal) sebagai respon struktur perkerasan akibat adanya beban lalu lintas dari kedua asumsi memiliki nilai yang berbeda
  • 7. Untuk kriteria beban ijin deformasi permanen, kedua asumsi model/sistem perkerasan masih berada diatas nilai beban lalu lintas rencana.

4.3 Analisis perbandingan Metode AASHTO 1993 dan Metode Bina Marga 2013

Perbandingan dari kedua metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu Metode AASHTO 1993 dan Metode Bina Marga 2013 sebagai analisis perhitungan struktural perkerasan dapat dijelaskan dalam proses sebagai berikut

Berdasarkan dari kedua hasil yang didapat oleh masing-masing metode menunjukkan bahwa tebal lapis tambah yang didapat metode Bina Marga 2013, lebih tipis dibandingkan metode AASHTO 1993, hal ini disebabkan oleh :

Tabel 23. Perbandingan analisis Metode AASHTO 1993 dan Metode Bina Marga 2013

ParameterAASHTO 1993Bina Marga 2013
-Input dan KebutuhanDat
Data Volume Lalu
  1. Data series LHRT dari tahun 2009 – 2013
1.Sama
intas2. Perhitungan Total ESAL dengan faktor2.Perhitungan ESA4 dengan faktor pengaruh beban
pengaruh beban sumbu kendaraan.sumbu kendaraan.
Data Beban Sumbu3. Data hasil survei WIM dipakai untuk mencari3.Data hasil survei WIM dipakai untuk mencari nilai
Cendaraan
Data Tebal dan
nilai Truck Factor (TF). 1. Data mengacu pada historis penanganan s/d1.Vehicle Damage Factor (VDF). Sama.
enis Perkerasan20121.Sama.
Data NilaiLendutan yang dipakai adalah lendutan titik1.Lendutan yang dipakai dalam adalah keseluruhan
.endutan danpusat beban beban dan titik keenam (jarak 900data lendutan (d1-d7) yang telah tersegmentasi
[emperaturmm) untuk perhitungan modulus,untuk proses backcalculation,
2. Data temperatur adalah data temperatur otomatis2.Data temperatur digunakan sebagai faktor koreksi
dari alat uji FWD yang di rata-rata persegmendengan temperatur standar Indonesia 41°C.
untuk lendutan wakil dengan koreksi temperatur standar 68°F atau 20°C.
-Proses Analisis
Analisi Beban Lalu1. Tidak ada1.Penentuan umur rencana desain berdasarkan
intasPerhitungan ESA4 tahun aktual yaitu tahun 2013.
2. Perhitungan Kumulatif ESAL selama umur2.Perhitungan Kumulatif ESA4 selama umur rencana
rencana dipengaruhi nilai Truck Factor (TF),dipengaruhi nilai VDF, TGF, Distribusi Arah, dan
TGF, Distribusi Arah, dan Distribusi Kendaraan.2Distribusi Kendaraan.
3. Tidak ada٥.Perhitungan Desain CESA untuk mengkoreksi nilai CESA4 akibat kerusakan yang akan terjadi.
(CESA5,7,12)
Analisis Lendutan1. Tidak ada1.Pada Metode Bina Marga 2013 data lendutan
terlebih dahulu diolah menjadi nilai kurva FWD
(D0 D200) yang dipakai sebagai acuan dalam
2. Doubitous con londutous suchil manuscraticulus chon chonanalisis pemicu penanangan dan pemilihan jenis
Perhitungan lendutan wakil mempertimbangkan
keseragaman data dan dengan pengaruh koreksi
2penanganan.
Keseluruhan data nilai lendutan (d1-d7) dilakukan
temperatur untuk menentukan nilai \(M_R\) dan \(E_P\)۷.koreksi terhadap temperatur dan segmentasi
berdasarkan data nilai lendutan (d1) dan (d6)keseragaman data, kemudian dipakai untuk proses
backcalculation dalam menentukan nilai modulus
perlapisan perkerasan.
Penentuan PemicuTidak ada didalam Metode AASHTO 19931.Proses analisis ini didasarkan pada tiga nilai
Penanganan dan
Pemilihan Jenis
pemicu yaitu, a. Pemicu Lendutan,
Penangananb. Pemicu IRI, dan
changananc. Pemicu Kondisi
erhitungan1. Didapat secara empiris dengan menghitung nilai1.Didapat secara analitis dengan bantuan program
CapasitasSNf, SNo, dan SNeff:CIRCLY menghasilkan regangan ijin untuk
Struktural
  • a. sebagai pengaruh akibat lendutan (SNeff -1),
menghitung beban ijin menurut kriteria kerusakan:
'erkerasanb. kekuatan bahan penyusun perkerasan (SNeffa. Fatique Asphalt
-2),
c. besarnya umur sisa (SNeff -3).
b. Permanent Deformation
'emodelan Lapis1. Perkerasan hanya dapat dimodelkan menjadi 21.Prosedur mekanistik umum memungkinkan untuk
Perkerasanlayer saja.••menghitung struktur perkerasan dengan asumsi 2
-layer atau lebih.
Hasil Analisis
Modulus Bahan1. Nilai MR dan nilai EP dikedua arah disetiap1.Diambil nilai yang paling minimum antara nilai
Perlapis Perkerasansegmennya dan tidak saling berbanding lurus (acak)modulus hasil proses backcalculation dengan karakteristik modulus bahan
「ebal LapisDidapat dari nilai1.Didapat dari hasil trial and error tebal lapis
[ambaha. StructrualNumber terpasang (SNeff) sebagai••tambah perkerasan agar \(N_{desain} < N_{ijin}\) dengan
pengaruh akibat lendutan, kekuatan bahanvariasi tipe kerusakan berupa fatique dan
penyusun perkerasan, dan besarnya umurpermanent deformation
sisa dan
b. SNf mendatang dengan pembanding koefisien lapis bahan aspal sebagai
penentuan tebal lapis tambah perkerasan
penemaan teea tapis tamoan penerusan
2. Tebal lapis tambah yang didapat dengan asumsi2.Tebal lapis tambah yang digunakan lapis tambah
2 layer cukup variatif.jenis AC-WC sebesar 50 mm.
3. kriteria keruntuhan digunakan nilai PSI yang3.kriteria keruntuhan yang terjadi terhadap
pada dasarnya subyektif٦.perkerasan berdasarkan parameter mekanistik
~,,

  • Dalam metode AASHTO 1993 perhitungan tebal overlay sangat bergantung pada nilai SNf dan nilai SNeff-min, walaupun didalam metode AASHTO 1993 ini telah mengakomodir nilai modulus di tiap lapis, akan tetapi tegangan dan regangan yang terjadi pada perkerasan sebagai respon akibat adanya beban lalu lintas tidak diperhitungkan didalam metode ini.
  • 2. Proses penentuan nilai SNeff-minyang bersifat empiris, terlebih pada penentuan nilai SNeff-2 (berdasarkan kekuatan relatif bahan dan sistem drainase) yang sifatnya subyektif berdasarkan justifikasi designer.
  • Didalam metode Bina Marga 2013 telah memperhitungkan kriteria keruntuhan yang terjadi terhadap perkerasan berdasarkan parameter mekanistik, sedangkan didalam metode AASHTO 1993 tidak, kriteria keruntuhan digunakan nilai PSI yang pada dasarnya subyektif.
  • 4. Dalam metode Bina Marga 2013, perhitungan tebal overlay merupakan hasil dari respon struktur perkerasan akibat adanya beban lalu lintas yang di tunjukkan dengan adanya tegangan dan regangan didalam struktur perkerasan tersebut, sehingga mewakili kondisi yang sebenarnya dilapangan.
  • 5. Hal ini dibuktikan oleh hasil tebal lapis tambah (overlay) dengan menggunakan asumsi yang sama (asumsi I), walaupun nilai modulus lapis perkerasan yang dipakai sebagai input desain Bina Marga lebih kecil dari pada nilai modulus perkerasan input desain AASHTO 1993, tebal overlay yang didapat metode Bina Marga 2013 lebih tipis dari metode AASHTO 1993:
    • a. Nilai modulus perkerasan input desain Bina Marga 2013 asumsi I sebesar 600 Mpa
    • b. Nilai modulus perkerasan input desain AASHTO 1993 asumsi I sebesar 3000 - 4500 Mpa

5. Kesimpulan

Berdasarkan hasil kajian diatas, didapat beberapa kesimpulan berikut :

  • 1. Analisis Struktural dengan menggunakan metode AASHTO 1993 Ruas Jalan Cirebon – Losari
    • a. Pemodelan lapis perkerasan terbatas hanya pada 2 (dua) lapis pemodelan
    • b. Pembagian segmen data lendutan dengan faktor keseragaman dibawah 30% yang menunjukan bahwa keseragaman pada masing-masing segmennya adalah cukup baik.
    • c. Umur sisa hasil analisis menunjukkan bahwa ruas jalan Cirebon - Losari pada masing-masing segmen sudah dalam kondisi yang cukup kritis,
  • yaitu 65,59 %, sehingga diperlukan penanganan pada ruas tersebut.
  • d. Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan, diperoleh bahwa kebutuhan tebal lapis tambah (overlay) pada masing-masing segmen cukup variatif, yaitu berkisar antara 6 sampai 11 cm. Hal ini disebabkan oleh perbedaan kapasitas struktural yang ada pada masing-masing segmen.
  • 2. Analisis Struktural dengan menggunakan metode Bina Marga 2013 Ruas Jalan Cirebon – Losari
    • a. Berdasarkan Analisis Pemicu Penanganan dan Pemilihan Jenis Penanganan maka jenis penanganan didalam desain selanjutnya adalah Overlay Struktural.
    • b. Berdasarkan beban lalu lintas rencana yang ada yaitu lebih besar dari 10<sup>7</sup> ESA<sup>4</sup>, maka prosedur yang dipilih adalah perhitungan dengan Prosedur Mekanistik Umum (GMP).
    • c. Pemodelan lapis perkerasan metode Bina Marga 2013 untuk prosedur mekanistik umum (GMP) dalam penelitian ini mengasumsikan bahwa lapis perkerasan tersebut dibagi menjadi 2 (dua) lapis dan 3 (tiga) lapis,
    • d. Pemakaian nilai modulus sebagai input data kedalam program CIRCLY adalah dengan membandingkan nilai modulus bahan wakil setiap lapisan hasil proses backcalculation dibandingkan terhadap karakteristik modulus bahan perkerasan terpakai dan kemudian diambil nilai yang paling minimum sebagai Nilai Modulus Bahan Rencana Lapis Perkerasan.
    • e. Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan, untuk umur rencana 10 tahun, asumsi pemodelan 2 lapis/layer,memerlukan tebal lapis tambah 50 mm, sedang asumsi pemodelan 3 lapis/layertidak memerlukan tebal lapis tambah.
  • 3. Analisis Perbandingan metode AASHTO 1993 dan metode Bina Marga 2013 menghasilkan kesimpulan sebagai berikut :
    • a. Proses perhitungan modulus bahan tiap lapis perkerasan dari data lendutan FWD untuk metode AASHTO 1993 dilakukan dengan cara iterasi manual dengan menggunakan data lendutan d1 dan data lendutan d6. Sedangkan dalam metode Bina Marga 2013 dengan GMP-nya, keseluruhan data lendutan FWD akan terpakai didalam proses backcalculation menggunakan program EVERCALC yang menghasilkan modulus bahan setiap lapis perkerasan termasuk lapisan subgrade.
    • b. Tebal lapis tambah yang didapat metode Bina Marga 2013 memakai proses trial and error ber-
  • dasarkan tegangan dan regangan ijin struktrur perkerasan hasil ouput program CIRCLY, sedangkan metode AASHTO 1993 proses perhitungan sangat bergantung pada nilai Structural Number Effective (SNeff) yang merupakan kapasitas struktur perkerasan pada saat perkerasan dianalisis.
  • c. Hasil menunjukkan bahwa tebal lapis tambah (overlay) perhitungan Bina Marga 2013 melalui prosedur mekanistik umum (GMP), lebih tipis dibandingkan dengan perhitungan AASHTO 1993 untuk asumsi pemodelan yang sama, hal ini dikarenakan metode Bina Marga 2013 menggunakan cara analitis dengan bantuan program CIRCLY sehingga analisa tegangan regangan sebagai respon struktural perkerasan lebih telitidan pemodelan yang dilakukan cukup mewakili kondisi yang sebenarnya dilapangan, dibandingkan cara analitis-empiris yang digunakan pada metode AASHTO 1993.
  • d. Dengan perkembangan selanjutnya perhitungan analitis metode Bina Marga 2013 lebih baik dibandingkan dengan metode AASHTO 1993, sehingga dapat menggantikan penggunaan metode analitis-empiris AASHTO 1993 dengan peningkatan ketelitian proses dan hasil analisis dan sesuai untuk kondisi yang ada di Indonesia dengan beragam macam jenis lapis struktur perkerasan.
  • e. Metode Bina Marga 2013 lebih baik dibanding metode AASHTO 1993 mengandung pengertian bahwa :
  • f. Didalam metode Bina Marga 2013 lebih sedikit menggunakan asumsi-asumsi yang digunakan sebagai parameter desain.
  • g. Metode Bina Marga 2013 sudah memperhitungkan faktor kondisi fungsional jalan dalam menentukan tebal lapis tambah untuk perbaikan ketidakrataan, ini cocok digunakan di Indonesia karena tuntutan jalan yang yang harus berfungsi secara optimal, nyaman, aman dan lancar.
  • h. Faktor koreksi temperatur yang digunakan metode Bina Marga 2013 sudah menyesuaikan dengan kondisi iklim dan cuaca yang ada di Indonesia.
  • i. Perhitungan tebal overlayBina Marga 2013 lebih dapat menggambarkan kondisi struktural yang ada didalam perkerasankarena merupakan hasil dari respon struktur perkerasan akibat adanya beban lalu lintas yang ditunjukkan dengan adanya tegangan dan regangan didalam struktur perkerasan tersebut.
  • j. Hasil perhitungan tebal overlay Bina Marga 2013 lebih tipis dibandingkan dengan AASHTO 1993.

  • Adapun saran yang dapat di sampaikan adalah sebagai berikut :
    • 1. Untuk penelitian selanjutnya, dapat dilakukan penelitianevaluasi fungsional dan struktural bersama-sama pada perkerasan lentur diruas jalan tersebut dengan menggunakan Metode Bina Marga 2013, guna menyusun program pemeliharaan perkerasan secara berkelanjutan berdasarkan kombinasi hasil evaluasi fungsional dan struktural.
    • 2. Dalam perkembangan kedepan, dapat dilakukan pengembangan perhitungan mekanistik metode Bina Marga 2013 dengan hanya menggunakan satu software saja, yang didalamnya sudah termasuk proses backcalculation, perhitungan kekuatan lapis perkerasan dan perhitungan tebal lapis tambah (overlay).

Research Intelligence

Data from OpenAlex ↗

Metrics

4
Citations
Paratext
Work type
Open Access

Citation Trend

Citation Timeline

YearCitations
20212
20201
20181

Semantic Profile AI-classified research signals

Physics 0.74
level 0
Humanities 0.50
level 1

Institution Network

References

  1. AASHTO, 1993, Guide for The Design of Pavement Structures, Washington D.C.
  2. Bina Marga, 2013, Manual Desain Perkerasan Jalan, Kementerian Pekerjaan Umum, Jakarta.
  3. Bina Marga, 2011, Desain Perkerasan Jalan Lentur, Kementerian Pekerjaan Umum, Jakarta.
  4. Bina Marga, 2005, Pedoman Perencanaan Lapis Tambah Perkerasan Lentur dengan Metode Lendutan, Kementerian Pekerjaan Umum: Jakarta.
  5. Bina Marga, 2002, Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Kementerian Pekerjaan Umum, Jakarta.
  6. Direktorat Bina Program, 2013, Data LHR Ruas Jalan Cirebon - Losari, Kementerian Pekerjaan Umum, Jakarta.
  7. Direktorat Bina Teknik, 2010, Data Beban Sumbu Kendaraan Ruas Jalan Cirebon - Losari, Kementerian Pekerjaan Umum, Jakarta.
  8. P2JN, 2012, Data Lendutan FWD Jawa Barat, Kementerian Pekerjaan Umum, Jakarta.
  9. Subagio, B., Care, F., Rahman, H., Kusumawati, A., 2013, Structural and Functional Evaluation of Flexible Pavement Structure Using Indonesian Bina Marga
  10. WSDOT, 2005, Everseries User