MODUL 4 DESAIN PERKERASAN JALAN LENTUR Struktur Perkerasan

MODUL 4 DESAIN PERKERASAN JALAN LENTUR Struktur Perkerasan Baru 11/25/2020 1

Jenis Struktur Perkerasan 1. Struktur perkerasaan pada permukaan tanah asli; 2. Struktur perkerasan pada timbunan; 3. Struktur perkerasan pada galian. 2

3

Manual ini merupakan pelengkap pedoman desain perkerasan Pd T-01 -2002 -B dengan penajaman pada aspek-aspek sbb. a. Penentuan umur rencana, b. Penerapan minimalisasi discounted life cycle cost, c. Pertimbangan kepraktisan pelaksanaan konstruksi, d. Penggunaan material yang efisien. 4

Penajaman pada hal-hal sbb : a. Umur rencana optimum yg ditentukan dari analisis life cycle cost, b. Koreksi thd faktor iklim yg mempengaruhi masa pelayanan perkerasan, c. Analisis beban sumbu secara menyeluruh, d. Pengaruh temperatur, e. Pengenalan struktur perkerasan cement treated base, f. Pengenalan prosedur rinci utk desain pondasi jalan, g. Pertimbangan desain drainase, h. Ketentuan analisis lapisan utk Pd T-01 -2002 -B, i. Penerapan pendekatan mekanistis, j. Katalog desain 5

Desain Pekerasan Baru Jalan Lentur 1. Umur Rencana 2. Pemilihan Struktur Perkerasan 3. Lalu Lintas 4. Traffic Multiplier Lapisan Aspal 5. Zona Iklim 6. Modulus Bahan 7. Drainase Bawah Permukaan 8. Desain Pondasi Jalan 9. Tanah Dasar Lunak 10. Desain Perkerasan 11. Masalah Pelaksanaan yang Mempengaruhi Desain 12. Prosedur Desain 6

Desain Perkerasan Jalan Lentur 4 Tantangan telah diakomodasi �Beban Berlebih �Penggunaan Vehicle Damage Factor yang lebih sesuai �Temperatur Perkerasan Tinggi �Penggunaan modulus yang lebih sesuai �Curah Hujan Tinggi �Faktor drainase & daya dukung tanah dasar �Tanah Lunak �Penanganan tanah dasar & dampaknya Tantangan ke-5 : �Mutu Konstruksi �Profesionalisme Industri Konstruksi Jalan 7

Bagian I – Struktur Perkerasan Baru 8

Prosedur Desain �Perkerasan Lentur �Pedoman desain perkerasan yang ada : �Pd T-01 -2002 -B (Perkerasan Lentur) �Pd T-05 -2005 (Overlay) �Pedoman No. 002/P/BM/2011 (RDS update) Pedoman tsb diatas “tetap valid” (? ) namun solusi desain harus konsisten dengan semua persyaratan dalam Manual ini. 9

Perkerasan Lentur 10

Perkerasan Lentur 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Umur Rencana, Tabel 2 -1 CESA 4 Traffic Multiplier (TM) CESA 5= TM x CESA 4 Jenis Perkerasan (discounted whole of life cost) Homogenous Section & Daya Dukung Tanah Dasar Struktur Pondasi Jalan Struktur Perkerasan Kecukupan Struktur relatif thd Pd T-01 -2002 -B? Standar Drainase Bawah Permukaan Kebutuhan Bahu Jalan Berpenutup 11

Bahu berpenutup harus disiapkan , jika : 1. Gradien jalan > 4% (potensial thd gerusan), 2. Pada daerah Perkotaan, 3. Berdampingan dengan garis kerb, 4. Jalan dengan lalu lintas berat & kend roda dua cukup tinggi Disediakan drainase bawah permukaan, jika : 1. Kerusakan pd perkerasan eksisting, karena air tanah, saluran irigasi, 2. Air tidak bisa keluar dari Subbase. 12

2. Umur Rencana (UR) Jalan Baru �Perkerasan Lentur (Tabel 2. 1 ) �Lapisan Aspal & Lapisan Berbutir : 20 tahun �Pondasi Jalan, Daerah yg tidak dioverlay Underpass, Jembatan & Terowongan : 40 tahun �Cement Treated Base (CTB) : 40 tahun �Jalan Tanpa Penutup �Semua jenis lapisan : 10 tahun Umur Rencana < Kapasitas Jalan pada saat UR �Alternatif Umur Rencana �discounted whole of life cost yang terendah 13

2. Umur Rencana (UR) Jalan Baru (hal 2 -1 ) 14

2. CESA 4 (1) (Cumulative Equivalent Single Axle - Eksponen 4) �Traffic Counting, hal 4 -1 �Durasi min. 7 x 24 jam, Pd T-19 -2004 -B: Lampiran A 1 �Hasil survei sebelumnya �Tabel 4. 5 perkiraan lalin khusus untuk LHR rendah �Klasifikasi jenis kendaraan �Tabel 4. 4 (Klasifikasi kendaraan dan Nilai VDF Gabungan) hal 4 -4 �Faktor Pengali Pertumbuhan Lalin �R = ((1+0, 01 i)UR-1)/0, 01 i �Jika tidak ada data pertumbuhan (i), gunakan berikut: Tabel 4 -1 arteri dan perkotaan (%) kolektor rural (%) jalan desa (%) 2011 – 2020 5 3, 5 1 > 2021 – 2030 4 2, 5 1 15

16

FAKTOR DAYA RUSAK KENDARAAN (VEHICLE DAMAGE FACTOR = VDF , BINA MARGA) q adalah perbandingan antara daya rusak oleh muatan sumbu suatu kendaraan terhadap daya rusak oleh beban sumbu standar. Perbandingan ini tidak linier, melainkan exponensial sbb: Beban Sumbu Kendaraan VDF = 4 Beban Sumbu Standar P 4 P=6 T, VDF = 1. 6425 5. 3 P 8. 16 4 P=10 T, VDF = 2. 2555 17

FAKTOR DAYA RUSAK KENDARAAN (VEHICLE DAMAGE FACTOR = VDF , BINA MARGA) VDF = P 15 4 = P 8, 16 4 X 0, 266 P=18 T, VDF = 2. 0362 VDF = P 18 4 = P 8, 16 4 X 0, 028 P=21 T, VDF = 2. 3248 q Penambahan beban sumbu pada single axle dual wheel menjadi 2 kali Beban Standar, akan mengakibatkan pertambahan daya rusak sebanyak 16 kali. Jika Beban sumbu menjadi 3 kali, maka daya rusak menjadi 81 kali. 18

Tabel 4. 4 : 4. 5 Vehicle Damage Factor (VDF) Gabungan (kendaraan niaga dengan Tabel Klasifikasi Kendaraan dan Vehicle Damage Factor (VDF) Baku 6 roda atau lebih) hal 4 -4 * Kawasan industri, pelabuhan besar, quari, dan pertambangan 19

2. CESA 4 (2) (Cumulative Equivalent Single Axle - Eksponen 4) �Pengalihan Lalin (Traffic Diversion), hal 4 -2 �Analisis menurut jaringan jalan �Distribusi Lajur & Kapasitas Lajur �Beban desain pada setiap lajur < kapasitas lajur selama umur rencana �Permen PU No. 19/PRT/M/2011 : RVK arteri & kolektor ≤ 0, 85 & RVK jalan lokal ≤ 0, 9 �Tabel 4. 2 Faktor Distribusi Lajur(DL) Jumlah Lajur setiap arah 1 2 3 4 Kendaraan niaga pada lajur desain (% terhadap populasi kendaraan niaga) 100 80 60 50 20

2. CESA 4 (3) (Cumulative Equivalent Single Axle - Eksponen 4) �Perkiraan Faktor Setara Beban (VDF) 1. Survei penimbangan khusus pada jalan yg didesain 2. Survei penimbangan sebelumnya yg dianggap mewakili 3. Tabel 4. 5 4. Data WIM (Weigh in Motion) Regional oleh Bintek Tabel 4. 3 Ketentuan Cara Pengumpulan Data Beban Lalu-lintas Spesifikasi Penyediaan Prasarana Jalan Bebas Hambatan Jalan Raya Jalan Sedang Jalan Kecil Sumber Data Beban Lalu Lintas 1 atau 2 (utk jalan baru) 1 atau 2 atau 4 1 atau 2 atau 3 atau 4 21

2. CESA 4 (4) (Cumulative Equivalent Single Axle - Eksponen 4) �Pengendalian Beban Sumbu �s/d 2020 : beban aktual untuk desain �setelah 2020 : beban sumbu nominal 12 ton �Beban Sumbu Standar �Beban sumbu yg diijinkan 10 ton, namun formula tetap menggunakan beban sumbu standar 8, 16 ton �Beban Sumbu Standar Kumulatif �ESA = (Σ jenis kendaraan LHRT x VDF x Faktor Distribusi) �CESA = ESA x 365 x R �R = ((1+0, 01 i)UR-1)/0, 01 i �Perkiraan Lalin untuk Jalan dgn Lalin Rendah �Jika tidak ada data, gunakan Tabel 4. 5 22

Tabel 4. 5 Perkiraan Lalin untuk Jalan dng Lalin Rendah (hal 4 -5) Deskripsi Jalan LHRT dua arah Jalan desa minor dg akses kendaraan berat terbatas Jalan kecil 2 arah Jalan lokal Akses lokal daerah industri atau quarry Jalan kolektor 30 Kend berat (% dari lalu lintas) 3 90 Umur Renc ana (th) Pertum Faktor Kelompok Kumulatif ESA/HVAG Lalin buhan Pertumb Sumbu/ HVAG (overloaded) desain Lalu uhan lalu Kendaraan Indikatif Lintas Berat (Pangkat 4) lintas Overloaded (%) 20 1 22 2 14. 454 3, 16 4, 5 x 104 3 20 1 22 2 21. 681 3, 16 7 x 104 500 6 8 20 20 1 3. 5 22 28, 2 2, 1 2, 3 252. 945 473. 478 3, 16 8 x 105 1, 5 x 106 2000 7 20 3. 5 28, 2 2, 2 1. 585. 122 3, 16 5 x 106 23

2. CESA 4 (5) (Cumulative Equivalent Single Axle - Eksponen 4) �Faktor Ekivalen Beban, (lamp A-1) �ESA 4 = (Lij/SL)4 �Lij : beban pada sumbu atau kelompok sumbu �SL : beban standar untuk sumbu atau kelompok sumbu, mengikuti Pd T-05 -2005 (hanya diadopsi beban standarnya saja), untuk STRT = 5, 4 ton, STRG = 8, 16 ton, STd. RG = 13, 75 ton & STr. RG = 18, 45 ton 24

3. Traffic Multiplier (TM) �ESA 5 = TMlapisan aspal x ESA 4 �Nilai TM kelelahan lapisan aspal (TMlapisan aspal) untuk kondisi beban berlebih di Indonesia berkisar 1, 8 - 2. �TM dapat diperoleh dari lembar VDF calculator (Excel) q LHRT (AADT) diisi sesuai data survei q ESA/lane/day (at date of traffic count) dalam kolom ini adalah untuk jalan 2 lajur 2 arah q TM = CESA 5 / CESA 4 q TM digunakan utk mengoreksi ESA, akibat kelelahan lapisan aspal 25

4. CESA 5 (Cumulative Equivalent Single Axle - Eksponen 5) �Faktor Ekivalen Beban �ESA 5 = (Lij/SL)5 �Lij : beban pada sumbu atau kelompok sumbu �SL : beban standar untuk sumbu atau kelompok sumbu, mengikuti Pd T-05 -2005 (hanya diadopsi beban standarnya saja), untuk STRT = 5, 4 ton, STRG = 8, 16 ton, STd. RG = 13, 75 ton & STr. RG = 18, 45 ton �Kumulatif Beban Sumbu Standar �ESA = (Σ jenis kendaraan LHRT x VDF x Faktor Distribusi) �CESA = ESA x 365 x R �R = ((1+0, 01 i)UR-1)/0, 01 i 26

Tabel 3. 1 Pemilihan Jenis Perkerasan Struktur Perkerasan kaku dengan lalu lintas berat Bagan Desain CESA 4 20 tahun (juta) (pangkat 4 kecuali disebutkan lain) 0 – 0. 5 0. 1 – 4 4 Perkerasan kaku dengan lalu lintas rendah 4 A (desa dan daerah perkotaan) AC WC modifikasi atau SMA modifikasi 3 dengan CTB AC dengan CTB 3 AC tebal ≥ 100 mm dengan 3 A lapis pondasi berbutir AC atau HRS tipis diatas 3 lapis pondasi berbutir Burda atau Burtu dengan Gambar LPA Kelas A atau batuan asli 6 Lapis Pondasi Soil Cement 6 Perkerasan tanpa penutup Gambar 6 4 - 10 10 – 30 > 30 2 2 2 1, 2 3 3 1 1 1 Solusi yang lebih diutamakan (lebih murah) Alternatif – lihat catatan Catatan : Tingkat Kesulitan : ① Kontraktor kecil - medium ② Kontraktor besar dengan sumber daya yang memadai ③ Membutuhkan keahlian dan tenaga ahli khusus – dibutuhkan kontraktor spesialis Burda 27

5. Jenis Perkerasan (discounted whole of life cost) �Pemilihan Jenis Perkerasan �Gunakan Tabel 3. 1 hal 3 -1 �CESA untuk 20 tahun menggunakan eksponen pangkat 4 �Bagan Desain (Design Chart) dalam Manual ini berdasarkan CESA 4 & CESA 5 yg sesuai �Pangkat 4 digunakan untuk bagan desain pelaburan tipis (Burda) dan perkerasan tanpa penutup �Pangkat 5 digunakan untuk perkerasan lentur �Nilai TM dibutuhkan hanya untuk desain dng CIRCLY 28

6. Homogenous Section & Daya Dukung Tanah Dasar (1) �Iklim akan mempengaruhi : (lamp. B-1) �Temperatur lapisan aspal dan nilai modulusnya �Kadar air di tanah dasar dan perkerasan berbutir III III II �Zone Iklim untuk Indonesia : �Zone 1 (kuning) berhubungan dengan Tabel Perkiraan Nilai CBR Tanah Dasar 29

Zona Iklim untuk Indonesia Lamp B-1 Zona I II Uraian (HDM 4 types) tropis, kelembaban sedang dengan musim hujan jarang tropis, kelembaban sedang dengan musim hujan sedang Lokasi Curah hujan (mm/tahun) Sekitar Timor dan Sulawesi Tengah seperti yang ditunjukkan gambar <1400 Nusa Tenggara, Merauke, Kepulauan Maluku 1400 - 1800 Sumatera, Jawa, Kalimantan, Sulawesi, Papua, Bali, seperti yang ditunjukkan gambar 1900 - 2500 III tropis, lembab dengan musim hujan sedang IV tropis, lembab dengan Daerah pegunungan yang hujan hampir sepanjang basah, misalnya Baturaden tahun dan kelembaban (tidak ditunjukkan di peta) tinggi dan/atau banyak air >3000 30

7. Struktur Pondasi Jalan (1) �Prosedur Desain dengan 4 Kondisi Tanah: hal 6 -1 A. Kondisi tanah dasar normal, CBR > 3% & dapat dipadatkan secara mekanis, kondisi normal inilah yang sering diasumsi kan oleh desainer. B. Kondisi tanah dasar langsung diatas timbunan rendah (kurang dari 3 m) diatas tanah lunak aluvial jenuh. CBR lab. tidak dapat digunakan, karena optimasi kadar air dan pemadatan secara mekanis tidak mungkin dilakukan di lapangan. Kepadatan daya dukung tanah asli rendah sampai kedalaman yang signifikan sehingga diperlukan prosedur stabilisasi khusus. C. Sama dng kondisi B namun tanah lunak aluvial dalam kondisi kering. CBR lab. memiliki validitas yang terbatas karena kepadatan tanah yg rendah dapat muncul pada kedalaman pada batas yg tidak dapat dipadatkan dengan peralatan konvensional. Kondisi ini membutuhkan prosedur stabilisasi khusus D. Tanah dasar diatas timbunan diatas tanah gambut 31

Periksa data proyek dan gambar, dan bagilah dalam seksi-seksi yang homogen dengan daya dukung pondasi yang hampir sama Tanahnya alluvial dengan kepadatan rendah ? Gambar 6 -1: Bagan Alir Desain Pemilihan Metode Desain Pondasi jalan YES NO YES NO Metode Desain A (prosedur subgrade standar) Tanahnya jenuh atau berpotensi jenuh ? Metode Desain B (tanah alluvial jenuh) Metode Desain C (tanah alluvial kering) 32

BAGAN DESAIN 1 : PERKIRAAN NILAI CBR TANAH DASAR, hal 6 -5 (tidak dapat digunakan untuk tanah alluvial jenuh atau tanah gambut) Catatan dalam kasus 2, 3, 4 atau 6 nilai digunakan untuk desain perlu disesuaikan dengan faktor penyesuaian “m”. FSL : finished surface level (sampai dengan bagian teratas perkerasan) 33

BAGAN DESAIN 2 : SOLUSI DESAIN PONDASI JALAN MINIMUM 3 CBR Tanah Dasar (Bagan Desain 1) Kelas Kekuatan Tanah Dasar Prosedur Uraian Struktur Pondasi Desain Jalan Pondasi Lalu Lintas Lajur Desain Umur Rencana 40 tahun (juta CESA 5) < 2 2 - 4 > 4 Tebal minimum peningkatan tanah dasar ≥ 6 SG 6 5 SG 5 4 SG 4 3 SG 3 2. 5 SG 2, 5 Tanah ekspansif (potential swell > 5%) Perkerasan lentur diatas tanah lunak 5 SG 1 aluvial 1 A AE B Perbaikan tanah dasar meliputi bahan stabilisasi kapur atau timbunan pilihan (pemadatan berlapis ≤ 200 mm tebal lepas) Tidak perlu peningkatan 100 150 200 300 175 250 350 400 500 600 Lapis penopang (capping layer) (2)(4) 1000 1100 1200 Atau lapis penopang dan geogrid (2)(4) 650 750 850 Tanah gambut dengan HRS atau perkerasan Burda Lapis penopang D 1000 1250 1500 untuk jalan kecil (nilai minimum – peraturan lain berbutir(2)(4) digunakan) 1. Nilai CBR lapangan. CBR rendaman tidak relevan (karena tidak dapat dipadatkan secara mekanis). 2. Diatas lapis penopang harus diasumsikan memiliki nilai CBR ekivalen tak terbatas 2, 5%. 3. Ketentuan tambahan mungkin berlaku, desain harus mempertimbangkan semua isu kritis. 4. Tebal lapis penopang dapat dikurangi 300 mm jika tanah asli dipadatkan (tanah lunak kering pada saat konstruksi. 34 5. Ditandai oleh kepadatan yang rendah dan CBR lapangan yang rendah di bawah daerah yang dipadatkan

7. Struktur Pondasi Jalan (4) � Tabel 7. 2 Estimasi Waktu Pra-pembebanan Timbunan diatas Tanah Lunak Kedalaman sampai CBR lapangan 2% (m) < 1, 5 – 2, 0 – 2, 5 – 3, 0 � Ketinggian Timbunan Final (m) < 2 2 – 2. 5 > 2. 5 Waktu pra-pembebanan (bulan) 3 5 8 12 4 6 10 14 5 9 13 19 Jika waktu pra-pembebanan berlebihan atau terdapat batas ketinggian timbunan (misal pada kasus pelebaran jalan eksisting atau untuk jalan dibawah jembatan, maka bisa digunakan metode stabilisasi lainnya misal cakar ayam, pemacangan atau pencampuran tanah dalam. 35

9. 6 Survey Lapangan, Pengujian & Anaisis Material Tanah Dasar (2) � 9. 6. 2 Penentuan Segmen Tanah Dasar Yg Seragam : hal 6 -8 q q q Data pengujian ≥ 16 per segmen, formula CBR karakteristik = CBR rata 2 – 1. 3 x SD Koefisien variasi = SD / nilai rata-rata = 25 -30%. Data pengujian < 16, nilai terkecil digunakan sebagai CBR dari segmen jalan. Nilai yg rendah yg tidak umum dapat menunjukkan daerah tsb membutuhkan penanganan khusus, sehingga dapat dikeluarkan. CBR karakteristik untuk desain adalah nilai min. sebagaimana ditentukan diatas untuk data yang berlaku dari: § Data CBR laboratorium rendaman 4 hari, atau § Data DCP yg disesuaikan dng musim (dikalibrasi lebih dulu), atau § CBR yg ditentukan dng Bagan Desain 1 36

9. 6 Survey Lapangan, Pengujian & Anaisis Material Tanah Dasar (1) � 9. 6. 1 Daya Dukung untuk Tanah Normal : hal 6 -7 q q q CBR rendaman 4 hari dari permukaan tanah asli pada elevasi tanah dasar untuk semua area. Nilai konservatif untuk material permukaan tanah asli sebesar 3% pada tahap desain kecuali sampel yg mewakili dapat diambil dari elevasi akhir tanah dasar pada galian. 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 alluvial lunak/tanah ekspansif/tanah gambut. 37

9. 6 Survey Lapangan, Pengujian & Anaisis Material Tanah Dasar (3) � 9. 6. 3 Alternatif Pengukuran Daya Dukung : hal 6 -8 q q DCP hanya dapat digunakan secara langsung untuk memperkirakan nilai CBR bila saat pengujian kadar air tanah mendekati kadar air maks Jika pengujian selama musim hujan tidak dapat dilaksanakan, maka digunakan hasil uji CBR lab. rendaman dari contoh lapangan, kecuali : § Tanah rawa jenuh sulit dipadatkan. CBR lab. tidak relevan. DCP yg disesuaikan dng musim (dikalibrasi) memberikan hasil yg lebih handal § Lapisan lunak dng kepadatan rendah (umumnya 1200 – 1500 kg/m 3) yg terletak di bawah lapisan keras yang terletak di bawah muka tanah dasar rencana. Kondisi ini sering terjadi pada daerah alluvial kering terkonsolidasi & harus diidentifikasi dengan pengujian DCP. 38

9. 6 Survey Lapangan, Pengujian & Anaisis Material Tanah Dasar (4) q q Data lendutan dapat digunakan untuk menentukan modulus tanah dasar. Faktor penyesuaian dapat digunakan sebagai nilai minimum. Survei sebaiknya dilaksanakan setelah musim hujan yang panjang. Musim Hujan dan Tanah Jenuh Peralihan Musim Kering q q Faktor Penyesuaian Minimum utk CBR dari Minimum Pengukuran pengujian DCP Lendutan 0, 90 1 0, 80 1, 15 0, 70 1, 13 Nilai desain (CBR/lendutan) = (hasil bacaan DCP atau data lendutan) x faktor penyesuaian Pendekatan umum untuk desain pondasi harus diambil konservatif, yg mengasumsikan kondisi terendam pada tingkat pemadatan yg disyaratkan. 39

7. Struktur Pondasi Jalan (9) � q q 9. 7 Perbaikan Tanah Dasar dengan Stabilisasi : hal 6 -10 Termasuk : material timbunan pilihan, stabilisasi kapur, atau stabilisasi semen. Pelebaran perkerasan pada area galian sering terjadi pada daerah yg sempit atau tanah dasar yg dibentuk tak teratur, yg sulit untuk distabilisasi. Dalam hal ini, timbunan pilihan lebih diutamakan. Daya dukung material stabilisasi yg digunakan untuk desain harus diambil konservatif dan tidak lebih dari nilai terendah dari : § Nilai CBR laboratorium rendaman 4 hari § < 4 x daya dukung material asli yg digunakan untuk stabilisasi § < nilai yg diperoleh dari formula : CBR lapis atas tanah dasar distabilisasi = CBR tanah asli x 2^ (tebal tanah dasar stabilisasi/150) 40

7. Struktur Pondasi Jalan (10) � 9. 8 Formasi Tanah Dasar diatas Muka Air Tanah dan Muka Air Banjir : hal 6 -10 Tabel 6 -2 Tinggi Minimum Tanah Dasar diatas Muka Air Tanah dan Muka Air Banjir Kelas Jalan Bebas Hambatan Tinggi tanah dasar diatas muka air Tinggi tanah dasar diatas tanah (mm) muka air banjir (mm) 1200 (jika ada drainase bawah permukaan di median) 500 (banjir 50 tahunan) 1700 (tanpa drainase bawah permukaan di median) Jalan Raya Jalan Sedang Jalan Kecil 600 (jika ada drainase di median) 600 400 500 (banjir 10 tahunan) Tidak digunakan 41

10. Tanah Lunak (1) hal 7 -1 � 10. 1 Umum : � � Tanah lunak didefinisikan sebagai tanah terkonsolidasi normal (normally consolidated) atau terkonsolidasi sedikit over yang biasanya lempung atau lempung kelanauan. CBR lapangan tanah ini < 3% dan kuat geser (qc)< 7, 5 KPa hingga kedalaman 1 – 5 m. Tanah lunak mempunyai rasio terkonsolidasi over mendekati 1, mengindikasikan tidak adanya konsolidasi sebelumnya selain tekanan tanah permukaan eksisting. Setelah lapis kerak permukaan, nilai qc meningkat linier seiring kedalaman. Konsolidasi normal biasanya ditemukan pada daerah dataran alluvial Indonesia Metode biasa dengan memadatkan permukaannya dan mengadopsi nilai CBR laboratorium tidak berlaku 42

Tanah Lunak (2) 10. 2 Pemilihan Penanganan Pondasi Tanah Lunak : hal 7 -1 � � � Bila kedalaman tanah lunak (CBR 3% dgn DCP pukulan tunggal) < 1 m, pembuangan seluruh tanah lunak sebaiknya dipertimbangkan. Jika kedalaman tanah lunak > 1 m, penanganan dgn lapis penopang harus dipertimbangkan. Jika tanah lunak memerlukan waktu pra-pembebanan yg panjang, drainase vertikal dengan bahan strip (wick drain) hendaknya dipertimbangkan. Lapisan lempung kelanauan setebal 1, 5 m bisa memerlukan waktu pra-pembebanan selama 4 bulan, lapisan setebal 3 m membutuhkan ≥ 16 bulan. Jika lapis penopang (capping layer) tidak dapat digunakan, beban timbunan tambahan sementara (surcharge), drainase vertikal dgn bahan strip (wick drain), cakar ayam atau micro pile hendaknya digunakan (di luar Manual ini) 43

Tanah Lunak (3) � 10. 3 Lapis Penopang : hal 7 -2 � � Pemadatan yg tercapai < 95% MDD pada bagian bawah lapis penopang. Pemadatan maks. yg dapat dicapai sangat penting untuk perkerasan kaku untuk mengurangi retak akibat penurunan tanah yg berbeda setelah konstruksi. Pemadatan dgn high impact energy harus dipertimbangkan. Proof rolling harus dilakukan untuk mengidentifikasi bagian-bagian setempat yg lunak & membutuhkan penanganan lebih lanjut. Lendutan dari benkelman beam sebesar 2, 5 mm akibat sumbu ganda 14, 5 ton dgn tekanan roda 450 k. Pa menunjukkan dukungan lapis penopang yang memadai. �Separator Geotekstil : � Dipasang pada antar muka dari tanah asli dan tanah lunak jika permukaan tanah asli telah jenuh atau akan mengalami kejenuhan dalam masa layan 44

8. Struktur Perkerasan (1) �Modulus Lapisan Aspal : Lampran C-3 �Modulus lapisan aspal ditetapkan berdasarkan temperatur udara 24˚C - 34˚C dan Temperatur Perkerasan Tahunan Rata 0 rata (MAPT) 41 C. �Jika MAPT berbeda maka faktor penyesuaian tebal lapis beraspal dapat digunakan 34 - 38 Temperatur perkerasan tahunan rata-rata (MAPT) (˚C) Faktor koreksi tebal aspal MAPT (Mean Annual Pavement Tempelatur) 0, 91 39 - 43 44 - 48 1, 00 1, 09 �Pengembangan Bagan Desain (Design Chart): �Modulus Lapisan Aspal dng MPAT 41˚C �Modulus Lapisan Berbutir tergantung dari tegangan yg bekerja, nilainya menurun jika tebal & kekakuan lapisan aspal diatasnya meningkat �Parameter K (kelelahan) tergantung Vb (vol. aspal) 45

8. Struktur Perkerasan (2). Tabel C-1 �MPAT 41˚C �Koefisien Relatif (a 1) bukanlah 0, 40 – 0, 44 Jenis Bahan HRS-WC HRS-Base AC-WC AC-BC (lapis lebih atas) AC-Base atau AC-BC (sebagai lapis bawah) Koefisien Rasio Poisson’s Modulus Tipikal Relatif (a 1) 800 MPa 900 MPa 1100 MPa 1200 MPa 1600 MPa 0, 28 0, 31 0, 40 Bahan Bersemen 500 MPa retak 0, 20 (mulus) 0, 35 (retak) Tanah Dasar (disesuaikan musiman) 10 x. CBR (MPa) 0, 45 (kohesif) 46 0, 35 (non kohesif)

8. Struktur Perkerasan (3) �Solusi perkerasan yg banyak dipilih berdasarkan pada pembebanan dan pertimbangan biaya terkecil yang diberikan dalam : �BAGAN DESAIN 3: Desain perkerasan lentur aspal (opsi biaya minimum termasuk CTB) �BAGAN DESAIN 3 A: Desain perkerasan lentur alternatif : lapis beraspal dan lapis pondasi berbutir �BAGAN DESAIN 6: Desain perkerasan kerikil dengan pelaburan aspal tipis �BAGAN DESAIN 7: Desain perkerasan soil cement �BAGAN DESAIN 8: Desain perkerasan kerikil tanpa penu- tup dan perkerasan kerikil dengan pelaburan aspal tipis 47

8. Struktur Perkerasan (3) �Jika MAPT berbeda maka faktor penyesuaian tebal lapis beraspal dapat digunakan �Pengembangan Bagan Desain (Design Chart): �Modulus Lapisan Aspal dng MPAT 41˚C �Modulus Lapisan Berbutir tergantung dari tegangan yg bekerja, nilainya menurun jika tebal & kekakuan lapisan aspal diatasnya meningkat �Parameter K (kelelahan) tergantung Vb (vol. aspal) 48

8. Struktur Perkerasan (4) �Aspal Modifikasi dan Inovasi Lainnya �Untuk aspal modifikasi atau SMA dapat menggunakan bagan desain 3 atau 3 A. �Manfaat utama dari aspal modifikasi adalah untuk meningkatkan durabilitas dan ketahanan terhadap alur (rutting) �Manfaat & sifat material khusus harus didukung: �Sertifikat manufaktur �Pengujian menyeluruh oleh laboratorium yg disetujui �Analisis desain mekanistik dengan menggunakan prinsip – prinsip dalam Manual ini �Pengujian lapangan jika diminta Bina Teknik �Bukti bahwa transportasi dan penyimpanan aspal, alat pencampuran dan penghamparan sesuai dengan campuran beraspal modifikasi yang digunakan 49

BAGAN DESAIN 3 DESAIN PERKERASAN LENTUR (opsi biaya minimum termasuk CTB)1, hal 8 -2 F 4 F 5 F 6 F 7 F 8 Untuk lalu lintas di bawah 10 Lihat Bagan Desain 4 untuk alternatif yang lebih murah 3 juta CESA 5 lihat bagan desain 3 A – 3 B dan 3 C Repetisi beban sumbu desain 20 tahun terkoreksi di lajur desain (106 CESA 5) > 10 - 30 Jenis permukaan berpengikat > 30 – 50 > 100 – 200 ACc atau ACf > 200 – 500 AC c Jenis lapis Pondasi > 50 – 100 Cement Treated Base (CTB) (= Cement Treated Base A ) AC WC 40 40 40 50 50 AC BC 5 60 60 60 AC BC atau AC Base 75 95 125 160 220 CTB 4 150 150 150 LPA Kelas A 2 150 150 150 Catatan : 1. Ketentuan-ketentuan struktur Pondasi Bagan Desain 2 juga berlaku 2. Ukuran Gradasi LPA nominal maks harus 20 mm untuk tebal lapisan 100 – 150 mm atau 25 mm untuk tebal lapisan 125 – 150 mm 3. Pilih Bagan Desain 4 untuk solusi perkerasan kaku untuk life cycle cost yang rendah 4. Hanya kontraktor yang cukup berkualitas dan memiliki akses terhadap peralatan yang sesuai dan keahlian yang diijinkan melaksanakan pekerjaan CTB. LMC dapat digunakan sebagai pengganti CTB untuk pekerjaan di area sempit atau jika disebabkan oleh ketersediaan alat. 5. AC-BC harus dihampar dengan tebal padat minimum 50 mm dan maksimum 80 mm. 6. HRS tidak digunakan untuk kelandaian yang terjal atau daerah perkotaan dengan lalu lintas > 1 juta ESA. 50 Lihat Bagan Desain 3 A untuk alternatif

Bagan Desain 3 A: Desain Perkerasan Lentur Alternatif, hal 59 Catatan : Bagan Desain 3 A hanya digunakan jika HRS atau CTB sulit untuk dilaksanakan, namun untuk desain perkerasan lentur tetap lebih mengutamakan desain menggunakan Bagan Desain 3. 51

Alternatif Bagan Desain 3 C: hal 8 -5 Desain Perkerasan Lentur - Aspal dgn Lapis Pondasi Berbutir (Solusi untuk Reliabilitas 80% Umur Rencana 20 Tahun) STRUKTUR PERKERASAN FF 1 Solusi yang dipilih Pengulangan beban sumbu desain 20 tahun di lajur rencana (pangkat 5) (106 CESA 5) FF 2 FF 3 FF 4 FF 5 FF 6 FF 7 Lihat Catatan 3 1 - 2 >2 - 4 >4 – 7 >7 - 10 >10 - 20 >20 - 30 FF 8 FF 9 Lihat Catatan 3 >30 - 50 >50 - 100 >100 - 200 KETEBALAN LAPIS PERKERASAN (mm) AC WC 40 40 40 AC BC 60 60 60 AC Base 0 70 80 105 145 160 180 210 245 400 300 300 1 1 2 2 3 3 3 LPA Catatan Bagan Desain 3 A: 1. FF 1 atau FF 2 harus lebih diutamakan daripada solusi F 1 dan F 2 atau dalam situasi jika HRS berpotensi rutting 2. FF 3 akan lebih efektif biaya relatif terhadap solusi F 4 pada kondisi tertentu 3. CTB dan pilihan perkerasan kaku (Bagan Desain 3) dapat lebih efektif biaya tapi dapat menjadi tidak praktis jika 4. 5. sumber daya yang dibutuhkan tidak tersedia. Solusi dari FF 5 - FF 9 dapat lebih praktis daripada solusi Bagan Desain 3 atau 4 untuk situasi konstruksi tertentu. Contoh jika perkerasan kaku atau CTB bisa menjadi tidak praktis : pelebaran perkerasan lentur eksisting atau diatas tanah yang berpotensi konsolidasi atau pergerakan tidak seragam (pada perkerasan kaku) atau jika sumber daya kontraktor tidak tersedia. 52 Faktor reliabilitas 80% digunakan untuk solusi ini. Bagan Desain 3 A digunakan jika HRS atau CTB sulit untuk diimplementasikan

BAGAN DESAIN 5 - PERKERASAN BERBUTIR DNG LAPIS TIPIS BURDA hal 8 -7 Burda Lapis Pondasi Agregat Kelas A Lapis Pondasi Agregat kelas A, atau kerikil alam atau distabilisasi, CBR ≥ 10%, pada subgrade dengan CBR ≥ 5% STRUKTUR PERKERASAN SD 1 SD 2 SD 3 SD 43 SD 53 Beban sumbu 20 tahun pada lajur desain CESA 4 x 106) <0, 1 - 0, 5 - 4 4 - 10 10 - 30 Ketebalan Lapis Perkerasan (mm) 20 nominal 200 250 300 320 340 100 110 140 160 180 Catatan : 1 Ketentuan-ketentuan struktur pondasi jalan Bagan Desain 1 juga berlaku untuk Bagan Desain 5. 2 Lapis Pondasi Agregat Kelas A harus dihampar dng tebal padat minimum 125 mm dan maksimum 200 mm. 3 SD 4 dan SD 5 hanya digunakan untuk konstruksi bertahap atau untuk penutupan bahu. 4 Dibutuhkan pengendalian mutu yang baik untuk semua lapis perkerasan 53

BAGAN DESAIN 6 - PERKERASAN TANAH SEMEN (SOIL CEMENT) (diijinkan untuk area dengan sumber agregat atau kerikil terbatas), hal 8 -7 HRS WC, AC WC (halus), Burtu atau Burda LP Agregat Kelas A Lapis Pondasi Agregat Kelas A atau Kelas B Tanah distabilisasi, CBR 6% pada tanah dasar dengan CBR ≥ 3% STRUKTUR PERKERASAN SC 1 SC 2 SC 3 Beban Sumbu 20 tahun pada lajur desain (CESA 4 x 106) <0, 1 - 0, 5 – 4 Ketebalan lapis perkerasan (mm) 50 160 220 300 110 150 200 160 200 260 Catatan : 1. Bagan Desain 6 digunakan untuk semua tanah dasar dengan CBR > 3%. Ketentuan Bagan Desain 2 tetap berlaku untuk tanah dasar yang lebih lemah. 2. Stabilisasi satu lapis lebih dari 200 mm sampai 300 mm diperbolehkan jika disediakan peralatan stabilisasi yang memadai dan untuk pemadatan digunakan pad-foot roller kapasitas berat statis minimum 18 ton. 3. Bila catatan 2 diterapkan, lapisan distabilisasi pada Bagan Desain 5 atau Bagan Desain 6 boleh dipasang dalam satu lintasan dng persyaratan lapisan distabilisasi dalam Bagan Desain 2 sampai maksimum 300 mm. 4. Gradasi Lapis Pondasi Agregat Kelas A harus dengan ukuran nominal maksimum 30 mm jika dihamparkan dengan lapisan kurang dari 150 mm. 5. Hanya kontraktor berkualitas dan mempunyai peralatan diperbolehkan melaksanakan pekerjaan Burda atau pekerjaan Stabilisasi. 6. Solusi yang tidak menyelesaikan kendala menurut Bagan Desain 7 dapat ditentukan menggunakan Bagan Desain 8 yang diberikan Lampiran C.

BAGAN DESAIN 7 PERKERASAN TANPA PENUTUP BERASPAL & LAPIS TIPIS BURDA Bagan Desain 7 memberikan pendekatan desain menggunakan grafik untuk semua kerikil alam, batu pecah dan perkerasan distabilisasi baik yang berpengikat ataupun dengan lapis tipis Burda. Prosedur penggunaan bagan ini diberikan dalam Lampiran C. (hal 63) Permukaan DBST Burda : Lapis Pondasi Agregat Kelas A atau batu kerikil atau kerikil stabilisasi CBR ≥ 30% Permukaan kerikil : Agregat kelas A atau batu kerikil atau kerikil stabilisasi CBR ≥ 30% dan PI 4 -12% Tebal material berbutir (mm) Sumber : Autroads Lalu Lintas Desain (ESA 4) 55

8. Drainase Bawah Permukaan (1), hal 5 -1 �Ketentuan-ketentuan yang harus dipenuhi: �Seluruh lapis sub base harus dapat mengalirkan air. �Pelebaran harus menjamin tersedianya drainase dari lapisan berbutir terbawah pada perkerasan eksisting �Lihat Gbr 3, sub-base lebih rendah dari permukaan tanah maka drainase bawah permukaan diperlukan & ditempatkan di samping saluran U dng suling-suling �Lihat Gbr 4, berm > 500 mm (Gbr tertulis > 500 m), drainase dari sub-base ke saluran bawah permukaan �Lihat Bgr 5, berm > 500 mm maka “m” = 0, 7, jika berm ≤ 500 mm maka “m” = 0, 9 �Lihat Gbr 6, muka air tanah ≤ 60 cm dari permukaan tanah dasar maka tebal setiap lapisan berbutir disesuaikan dengan faktor “m” (diambil 0, 4) �Faktor “m” (koefisien drainase) diadopsi dari AASHTO 56

Koefisien Drainase � Kualitas Drainase : hilangnya kadar air dari struktur perkerasan, AASHO Road Test dalam 1 minggu � Nilai-nilai untuk memodifikasi koefisien kekuatan relatif untuk material base dan subbase tanpa pengikat pada perkerasan lentur (mi) : tergantung dari “% waktu struktur perkerasan terekpos oleh tingkat kadar air yang mendekati jenuh (selama setahun)” Kualitas Drainase Air Hilang dalam Baik sekali 2 jam Baik 1 hari Sedang 1 minggu Jelek 1 bulan Jelek sekali Air tidak akan mengalir 57

Nilai-nilai untuk memodifikasi koefisien kekuatan relatif untuk material base dan subbase tanpa pengikat pada perkerasan lentur Kualitas Drainase % waktu struktur perkerasan terekpos oleh tingkat kadar air yang mendekati jenuh Baik sekali <1% 1– 5% 1, 40 – 1, 30 1, 35 – 1, 30 5 – 25 % 1, 30 – 1, 20 Baik Sedang Jelek sekali 1, 35 1, 25 1, 15 1, 00 0, 80 0, 75 – – 1, 25 1, 15 1, 05 0, 95 – – 1, 15 1, 05 0, 80 0, 75 – – 1, 00 0, 80 0, 60 0, 40 > 25 % 1, 20 1, 00 0, 80 0, 60 0, 40 58

8. Drainase Bawah Permukaan (2) hal 5 -1 � Kelandaian drainase bawah permukaan ≥ 0, 5% & titik kontrol pembuangan ≤ 60 m � Elevasi titik pembuangan drainase bawah permukaan harus lebih tinggi dari muka air banjir rencana � Koefisien drainase “m” > 1 tidak boleh digunakan kecuali ada keyakinan bahwa kualitas pelaksanaan yang disyaratkan dapat terpenuhi � Jika koefisien drainase “m” < 1, maka tebal lapis berbutir harus dinaikkan dengan rumus: Tebal lapis berbutir desain = (tebal hasil dari bagian desain) / “m” 59

Tabel 5. 1 Koefisien Drainase ‘m’ untuk Tebal Lapis Berutir hal 5 -3 60

Tabel 5. 1 Koefisien Drainase ‘m’ untuk Tebal Lapis Berutir hal 5 -3 61

11. Kebutuhan Bahu Jalan Berpenutup (1) �Tebal Lapisan Berbutir: �Tebal lapisan berbutir bahu harus sama dengan tebal lapisan berbutir perkerasan untuk memudahkan pelaksanaan �Bahu Tanpa Pengikat (Kelas C): �Tebal lapis permukaan bahu = tebal lapisan beraspal jika tebalnya > 125 mm, jika tidak maka tebal lapis permukaan bahu min. 125 mm �Bahu Berpengikat: �Jika terdapat kerb �Gradien Jalan > 4% �Sisi yg lebih tinggi pada kurva superelevasi �LHRT > 10. 000 �Jalan Tol atau Jalan Bebas Hambatan �Dalam hal untuk lalu lintas sepeda motor 62

11. Kebutuhan Bahu Jalan Berpenutup (2) �Material bahu berpengikat dapat berupa: �Penetrasi makadam �Burda �Beton aspal (AC) �Beton �Kombinasi dari tied shoulder beton 500 – 600 mm dan bahu dengan pengikat aspal �Lalu Lintas Desain untuk Bahu Berpengikat: �Lalu lintas desain untuk bahu berpengikat ≥ 10% lalu lintas desain untuk lajur jalan yg bersampingan atau sama dng perkiraan lalu lintas yg akan menggunakan bahu, diambil yg terbesar. Umumnya digunakan Burda atau Penetrasi Makadam yg dilaksanakan dng baik 63

Contoh Soal perhitungan desain perkerasan jalan lentur terlampir 64

65