Contoh Perhitungan Desain Perkerasan Makasar, April 2014.

Presentasi berjudul: "Contoh Perhitungan Desain Perkerasan Makasar, April 2014."— Transcript presentasi:

1 Contoh Perhitungan Desain Perkerasan Makasar, April 2014

2 1. CBR Desain (1) Manual Desain Perkerasan Tanah Normal : plastis atau berbutir Tanah Alluvial : jenuh atau kering Tanah Ekspansif Tanah Gambut Tanah Normal Periksa klasifikasi tanah : AASHTO atau USCS Periksa CBR laboratorium dari sample yg mewakili suatu segmen Homogenous section dapat diperoleh dari CBR DCP Nilai CBR yg rendah dan tidak umum menunjukkan daerah tsb membutuhkan penanganan khusus, sehingga dapat dikeluarkan. Contoh : Bayah – Cibareno – Bts. Jabar

3 Bayah – Cibareno – Bts Jabar Jalan Nasional – Kolektor 1

4 Bayah – Cibareno – Bts Jabar Jalan Nasional – Kolektor 1

5 Perkiraan CBR Berdasarkan Klasifikasi Tanah

6 1. CBR Desain (2) Grafik/Formula CBR DCP yang sering digunakan Diadopsi dari Afrika Selatan Hanya berlaku untuk tanah kohesif berbutir halus CBR desain ditentukan dari nilai minimum dari : Data CBR laboratorium rendaman 4 hari Data DCP yg disesuaikan dng musim (dikalibrasi lebih dulu), CBR yg ditentukan dng Bagan Desain 1 Contoh CBR DCP tanpa kalibrasi CBR desain = CBR rata 2 – 1,3 SD = 5,68% Koefisien variasi = SD / CBR rata-rata = 26,34% (memenuhi syarat : 25 – 30%), namun Lihat sebaran data yg < 5,68%

7 1. CBR Desain (3) Grafik CBR DCP tanpa kalibrasi ada 11 titik < CBR design Segmen ini perlu penanganan khusus, angka-angka CBR yg agak tinggi mungkin disebabkan lempung kepasiran (akibat DCP tanpa kalibrasi)

8 1. CBR Desain (4) Solusi CBR lab. sekurang-kurangnya 1 titik per 2 km atau lebih rapat jika jenis tanahnya bervariasi Hasil sebaran data DCP dapat digunakan hanya untuk mencari homogenous section Gunakan CBR laboratorium dan CBR dari Bagan Desain 1 sebagai pembanding terhadap CBR DCP tanpa kalibrasi, ambil yg terkecil Hasil DCP : ada 11 titik < 5,68% (CBR desain versi DCP tanpa kalibrasi) Segmen dengan sebaran data dengan nilai CBR yang rendah memerlukan penanganan khusus Gunakan capping layer (selected material) hanya pada segmen dengan CBR < 6% (Bagan Desain 2)

9 LHRT <2000LHRT ≥2000 Posisi Semua galian kecuali terindikasi lain seperti kasus 3 dan timbunan tanpa drainase sempurna dan FSL< 1000 mm diatas muka tanah asli Galian di zona iklim 1 dan semua timbunan dengan drainase sempurna (m ≥ 1 ) dan FSL > 1000 mm di atas muka tanah asli Semua galian kecuali terindikasi lain seperti kasus 3 dan timbunan tanpa drainase sempurna dan FSL< 1000 mm diatas muka tanah asli Galian di zona iklim 1 dan semua timbunan dengan drainase sempurna (m ≥ 1 ) dan FSL > 1000 mm di atas muka tanah asli 123456 Posisi muka air tanah rencana (Tabel 15) Dibawah standar desain minimum (tidak direko- mendasikan) standar desain minimum ≥1200 mm di bawah tanah dasar Dibawah standar desain minimum standar desain minimum ≥1200 mm di bawah tanah dasar Jenis Tanah IPCBR Perkiraan (%) Lempung subur 50 – 70222222 Lempung kelanauan 402,52,732,52,63 3033,343,53,64 Lempung kepasiran 2044,354,54,85,5 1044,34,354,556 Lanau11,321 2 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) BAGAN DESAIN 1 : PERKIRAAN NILAI CBR TANAH DASAR (tidak dapat digunakan untuk tanah alluvial jenuh atau tanah gambut)

10 CBR Tanah Dasar Kelas Kekuatan Tanah Dasar Prosedur Desain Pondasi Uraian Struktur Pondasi Jalan Lalu Lintas Lajur Desain Umur Rencana 40 tahun (juta CESA 5 ) < 22 - 4> 4 Tebal minimum peningkatan tanah dasar ≥ 6SG6 Perbaikan tanah dasar meliputi bahan stabilisasi kapur atau timbunan pilihan (pemadatan berlapis ≤200 mm tebal lepas) Tidak perlu peningkatan 5SG5 100 4SG4A100150200 3SG3150200300 2.5SG2,5175250350 Tanah ekspansif (potential swell > 5%)AE400500600 Perkerasan lentur diatas tanah lunak 5 SG1 aluvial 1 B Lapis penopang (capping layer) (2)(4) 100011001200 Atau lapis penopang dan geogrid (2)(4) 650750850 Tanah gambut dengan HRS atau perkerasan Burda untuk jalan kecil (nilai minimum – peraturan lain digunakan) D Lapis penopang berbutir (2)(4) 100012501500 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. 5. Ditandai oleh kepadatan yang rendah dan CBR lapangan yang rendah di bawah daerah yang dipadatkan BAGAN DESAIN 2 : SOLUSI DESAIN PONDASI JALAN MINIMUM 3

11 2011 – 2020> 2021 – 2030 arteri dan perkotaan (%)54 kolektor rural (%)3,52,5 jalan desa (%)11 2. Repetisi Lalu Lintas (1) Traffic Counting Durasi min. 7 x 24 jam, Pd T-19-2004-B: Lampiran A1 Hasil survei sebelumnya Tabel 4.4 perkiraan lalin khusus untuk LHR rendah Klasifikasi Jenis Kendaraan Tabel 4.5 Faktor Pertumbuhan Lalin R = ((1+0,01i) UR -1)/0,01i Jika tidak ada data pertumbuhan (i), gunakan berikut:

12 Jenis Kendaraan Uraian Konfigur asi sumbu Muatan 2 yang diangkut Kelom pok sumbu Distribusi tipikal (%) Faktor Ekivalen Beban (VDF) (ESA / kendaraan) Semua kendaraan bermotor Semua kendaraan bermotor kecuali sepeda motor Klasifi kasi Lama Alterna tif VDF 4 (Pangkat 4) VDF 5 (Pangkat 5) 11Sepeda Motor1.1230,4 2, 3, 4 Sedan/Angkot/pickup /station wagon 1.1 251,774,3 KEN DARAAN NIAGA 5a Bus kecil1.223,55,000,30,2 5b Bus besar1.220,10,201,0 6a.16.1Truk 2 sumbu - cargo ringan 1.1muatan umum24,66,600,30,2 6a.26.2Truk 2 sumbu - ringan1.2tanah, pasir, besi, PC20,8 6b1.17.1Truk 2 sumbu - cargo sedang 1.2muatan umum2--0,7 6b1.27.2Truk 2 sumbu- sedang1.2tanah, pasir, besi, PC21,61,7 6b2.18.1Truk 2 sumbu- berat1.2muatan umum23,85.500,90,8 6b2.28.2Truk 2 sumbu- berat1.2tanah, pasir, besi, PC27,311,2 7a19.1Truk 3 sumbu - ringan1.22muatan umum33,95,607,611,2 7a29.2Truk 3 sumbu - sedang1.22tanah, pasir, besi, PC328,164,4 7a39.3Truk 3 sumbu - berat1.1.230,10,1028,962,2 7b10 Truk 2sumbu & gandengan 2 sumbu 1.2 - 2.240,50,7036,990,4 7c111Semi Trailer 4 sumbu1.2 - 2240,30,5013,624,0 7c2.112Semi Trailer 5 sumbu1.22 - 2250,71,0019,033,2 7c2.213Semi Trailer 5 sumbu1.2 - 222530,369,7 7c314Semi Trailer 6 sumbu1.22 - 22260,30,5041,693,7 Tabel 4.5 Klasifikasi Kendaraan dan Vehicle Damage Factor (VDF) Baku

13 2. Repetisi Lalu Lintas (2) Perkiraan Vehicle Damage Factor (VDF) 1.Survei penimbangan khusus pada jalan yg didesain 2.Survei penimbangan sebelumnya yg dianggap mewakili 3.Tabel 4.5 4.Data WIM Regional oleh Bintek Perkiraan CESA untuk Lalu Lintas rendah Tabel 4.4 Spesifikasi Penyediaan Prasarana Jalan Sumber Data Beban Lalu Lintas Jalan Bebas Hambatan1 atau 2 (utk jalan baru) Jalan Raya1 atau 2 atau 4 Jalan Sedang1 atau 2 atau 3 atau 4 Jalan Kecil1 atau 2 atau 3 atau 4

14 Deskripsi Jalan LHRT dua arah Kend berat (% dari lalu lintas) Umur Renc ana (th) Pertum buhan Lalu Lintas (%) Faktor Pertumb uhan lalu lintas Kelompok Sumbu/ Kendaraan Berat Kumulatif HVAG ESA/HVAG (overloaded) Lalin desain Indikatif (Pangkat 4) Overloaded Jalan desa minor dng akses kendaraan berat terbatas 30320122214.4543,16 4,5 x 10 4 Jalan kecil 2 arah 90320122221.6813,16 7 x 10 4 Jalan lokal5006201222,1252.9453,16 8 x 10 5 Akses lokal daerah industri atau quarry 5008203.528,22,3473.4783,16 1,5 x 10 6 Jalan kolektor20007203.528,22,21.585.1223,165 x 10 6 Tabel 4.4 Perkiraan Lalin untuk Jalan dng Lalin Rendah

15 LHRT = 1595

16 2. Repetisi Lalu Lintas (3) VDF OLD : dari default dalam IRMS VDF NEW : dari Tabel 4.5 Pangkat 4 untuk pemilihan jenis perkerasan Pangkat 5 untuk desain tebal perkerasan Pertumbuhan Lalu Lintas (jika tiada data lain) : Pertumbuhan Lalin 2014 - 2020 : 3,5% Pertumbuhan Lalin setelah 2020 : 2,5% Asumsi (seharusnya dari survey) : Komposisi muatan truk : 80% umum & 20% (tanah, pasir, besi & PC) Perbandingan dengan Tabel 4.4 CESA (4) = 5 juta untuk LHRT = 2000 CESA (5) = 3,2 juta untuk LHRT = 1595 (kolom AADT)

17 3. Pemilihan Jenis Perkerasan Pemilihan Jenis Perkerasan Gunakan Tabel 3.1 CESA untuk 20 tahun menggunakan pangkat 4

18 Struktur Perkerasan Bagan Desain CESA 4 20 tahun (juta) (pangkat 4 kecuali disebutkan lain) 0 – 0.50.1 – 44 - 1010 – 30> 30 Perkerasan kaku dengan lalu lintas berat 4 222 Perkerasan kaku dengan lalu lintas rendah (desa dan daerah perkotaan) 4A 1, 2 AC WC modifikasi atau SMA modifikasi dengan CTB 32 AC dengan CTB3 2 AC tebal ≥ 100 mm dengan lapis pondasi berbutir 3A 1, 2 AC tipis atau HRS diatas lapis pondasi berbutir 3 1, 2 Burda atau Burtu dng LPA Kelas A atau Kerikil Alam Gambar 5 33 Lapis Pondasi Soil CementGambar 6 11 Perkerasan tanpa penutupGambar 7 1 Tabel 3.1 Pemilihan Jenis Perkerasan 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

19 4. Desain Tebal Perkerasan Bagan Desain 3 Perkerasan Lentur (opsi biaya minimum termasuk CTB) Bagan Desain 3A Perkerasan Lentur (jika HRS atau CTB sulit dilaksanakan) Alternatif Bagan Desain 3A Perkerasan Lentur - Aspal dng Lapis Pondasi Berbutir (Solusi untuk Reliabilitas 80% Umur Rencana 20 Thn)

20 STRUKTUR PERKERASAN F1F2F3F4F5F6F7 F8 Lihat Bagan Desain 5 & 6Lihat Bagan Desain 4 untuk alternatif > murah 3 Pengulangan beban sumbu desain 20 tahun terkoreksi di lajur desain (pangkat 5) (10 6 CESA 5 ) < 0,50,5 - 2,02,0 - 4,04,0 - 3030 - 5050 - 100100 - 200 200 - 500 Jenis permukaan berpengikat HRS, SS, Pen Mac HRS AC kasar atau AC halus AC kasar Jenis lapis Pondasi dan lapis Pondasi bawah Lapis Pondasi Berbutir ACement Treated Base (CTB) KETEBALAN LAPIS PERKERASAN (mm) HRS WC30 HRS Base35 AC WC40 50 Lapisan beraspalAC BC 5 135155185220 280 CTB atau LPA Kelas A CTB 4 150 LPA Kelas A 2 150250 150 LPA Kelas A, LPA Kelas B atau kerikil alam atau lapis distabilisasi dengan CBR >10% 150125 Catatan : 1.Ketentuan-ketentuan struktur Pondasi Bagan Desain 2 juga berlaku 2.Ukuran Gradasi LPA nominal maks harus 20mm 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. Lihat Bagan Desain 3A untuk alternatif BAGAN DESAIN 3 DESAIN PERKERASAN LENTUR (opsi biaya minimum termasuk CTB) 1 SOLUSI TERMURAH

21 STRUKTUR PERKERASAN FF1FF2FF3FF4 ESA 5 (juta) untuk UR 20 tahun di lajur desain 0,8125 TEBAL LAPIS PERKERASAN (mm) AC WC5040 AC BC lapis 1060 AC BC lapis 2/ AC Base008060 AC BC lapis 3/ AC Base00075 LPA Kelas A lapis 1150 LPA Kelas A lapis 2/ LPA Kelas B150 LPA Kelas A, LPA Kelas B atau kerikil alam atau lapis distabilisasi dengan CBR >10% 150 00 Bagan Desain 3A: Desain Perkerasan Lentur Alternatif Catatan : Bagan Desain 3A hanya digunakan jika HRS atau CTB sulit untuk dilaksanakan, namun untuk desain perkerasan lentur tetap lebih mengutamakan desain menggunakan Bagan Desain 3. TOTAL TEBAL ASPAL = 23,5 cm, sangat mahal untuk lalu lintas rendah

22 STRUKTUR PERKERASAN FF1FF2FF3FF4FF5FF6FF7FF8FF9 Solusi yang dipilihLihat Catatan 3 Pengulangan beban sumbu desain 20 tahun di lajur rencana (pangkat 5) (10 6 CESA 5 ) 1 - 22 - 44 – 77 - 1010 - 2020 - 3030 - 5050 - 100100 - 200 KETEBALAN LAPIS PERKERASAN (mm) AC WC40 AC BC60 AC Base07080105145160180210245 LPA400300 Catatan112233333 Alternatif Bagan Desain 3A: Desain Perkerasan Lentur - Aspal dng Lapis Pondasi Berbutir (Solusi untuk Reliabilitas 80% Umur Rencana 20 Tahun) Catatan Bagan Desain 3A: 1.FF1 atau FF2 harus lebih diutamakan daripada solusi F1 dan F2 atau dalam situasi jika HRS berpotensi rutting 2.FF3 akan lebih efektif biaya relatif terhadap solusi F4 pada kondisi tertentu 3.CTB dan pilihan perkerasan kaku (Bagan Desain 3) dapat lebih efektif biaya tapi dapat menjadi tidak praktis jika sumber daya yang dibutuhkan tidak tersedia. Solusi dari FF5 - FF9 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. 4.Faktor reliabilitas 80% digunakan untuk solusi ini. 5.Bagan Desain 3A digunakan jika HRS atau CTB sulit untuk diimplementasikan TOTAL TEBAL ASPAL = 17 cm, sangat mahal untuk lalu lintas rendah

23 Kelas JalanTinggi tanah dasar diatas muka air tanah (mm) Tinggi tanah dasar diatas muka air banjir (mm) Jalan Bebas Hambatan 1200 (jika ada drainase bawah permukaan di median) 500 (banjir 50 tahunan) 1700 (tanpa drainase bawah permukaan di median) Jalan Raya600 (jika ada drainase di median) Jalan Sedang600500 (banjir 10 tahunan) Jalan Kecil400Tidak digunakan 5. Struktur Pondasi Jalan Formasi SUB-GRADE diatas Muka Air Tanah dan Muka Air Banjir : Tinggi Minimum Tanah Dasar diatas Muka Air Tanah dan Muka Air Banjir Investigasi Muka Air Tanah & Banjir harus dilakukan dalam desain

24 JANGAN MENGGUNAKAN ANGKA “> 1” JIKA TIDAK YAKIN AKAN PELAKSANAAN YANG SEMPURNA

25 Jika tebal lapisan berbutir = 37,5 cm, setelah disesuaikan menjadi 94 cm, disarankan untuk menggunakan CTB

26 6. CONTOH HIGH TRAFFIC (1) Jln. Soekarno – Hatta Lampung CESA (4) 10 tahun = 26 juta (data dari desainer, aktual mungkin memberikan angka yg lebih tinggi) CESA (4) 20 tahun = 65 juta CESA (5) 20 tahun = 130 juta Pemilihan Jenis Perkerasan CESA (4) 20 tahun > 30 juta, Pekerasan Kaku Bagan Desain 3 CESA (5) 20 tahun = 130 juta AC-WC = 5 cm, AC-BC = 22 cm, CTB = 15 cm (tidak memerlukan alat pemadat khusus), Kelas A = 15 cm

27 6. CONTOH HIGH TRAFFIC (2) Alternatif Bagan Desain 3A CESA (5) 20 tahun = 130 juta AC-WC = 4 cm, AC-BC = 6 cm, AC-Base = 24,5 cm, Kelas A = 30 cm Kontrak AC-WC Mod = 5 cm, AC-BC Mod = 7 cm, CTB atau CTRB = 30 cm (widening & recycling), Kelas B = 20 cm Peralatan Khusus :  self propelled rotary mixer dng lebar alat pencam- pur ≥ 1.8 m & kedalaman alat pencampur ≥ 30 cm  vibratory padfoot roller dng berat statis ≥ 19 ton & panjang tonjolan ≥ 12,5 cm

28 PENUTUP PENTING ENGINEERING ADJUSTMENT diperlukan dalam setiap desain Saluran samping dan sub-drainage harus dapat menunjukkan dimana OUTLET-nya PERBAIKAN SUB-GRADE diperlukan untuk mening- katkan daya dukung tanah dasar AHLI GEOTEKNIK harus disertakan dalam mengatasi masalah tanah ekspansif dan tanah lunak