Dr Kemas A Zamhari Desain Overlay MDP 2017 Bagian II Presenter:

Presentasi berjudul: "Dr Kemas A Zamhari Desain Overlay MDP 2017 Bagian II Presenter:"— Transcript presentasi:

1 Dr Kemas A Zamhari (zamhari21@gmail.com) Desain Overlay MDP 2017 Bagian II Presenter:

2 Dr Kemas A Zamhari

3 Tujuan Setelah mengikuti sesi ini, peserta workshop diharapkan akan dapat menjelaskan: Kebijakan desain rehabilitasi; Prosedur desain overlay; Prosedur desain daur ulang: Foam bitumen Stabilisasi semen

4 Dr Kemas A Zamhari Lingkup penyajian Kebijakan desain Pemilihan struktur perkerasan; overlay struktural; overlay non struktural; daur ulang perkerasan (recycling): stabilisasi dengan foam bitumen; stabilisasi dengan semen. 4

5 Dr Kemas A Zamhari Kebijakan desain Prioritas penganggaran harus berdasarkan pada: Kondisi jalan dengan prioritas: i. kebutuhan pencegahan dan pengawetan; ii. kebutuhan pemeliharaan tertinggi. Sisa umur rencana (minimal 2 tahun untuk lalu lintas berat). Volume lalu lintas. Penghematan biaya selama umur pelayanan. 5

6 Dr Kemas A Zamhari Kebijakan desain Penanganan sementara (holding treatment) harus dapat mempertahankan kondisi eksisting perkerasan sampai penanganan menyeluruh dilaksanakan. Perkerasan dengan kerusakan permukaan yang cukup berat harus dikupas (milling) sebelum pelapisan ulang. Perkerasan yang rusak berat / lendutan yang lebih tinggi ditinjau dari nilai karakteristik desain overlay harus ditambal sebelum pelapisan ulang. 6

7 Dr Kemas A Zamhari Acuan Pd T-01-2002-B Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur. Pd T-05-2005 Perencanaan Tebal Lapis Tambah Perkerasan Lentur dengan Metode Lendutan. Pedoman Desain Perkerasan Jalan Lentur No. 002/P/BM/2011 (Interim). Austroads, Pavement Design, A Guide to the Structural Design of Pavements, 2008. AASHTO Guide for Design of Pavement Structure, 1993. 7

8 Dr Kemas A Zamhari Umur rencana 8

9 Dr Kemas A Zamhari KONDISI PERKERASAN EKSISTING Daya dukung tanah dasar dapat diukur dengan: DCP pada periode terbasah sepanjang tahun atau; kelasifikasi tanah seperti ditunjukkan pada Bagan Desain - 1 atau; nilai CBR laboratorium (4 hari rendaman) pada contoh tanah dengan kepadatan lapangan. Struktur dan karakteritik lapis perkerasan eksisting dapat ditentukan dengan: survei kondisi dan analisis test pit atau coring, atau analisis perhitungan mundur (back calculation) data lendutan; nilai CBR yang diperoleh dari analisis lendutan dengan perhitungan mundur perlu divalidasi dengan analisis test pit dan/atau DCP pada periode basah. 9

10 Dr Kemas A Zamhari Penetapan segmen seragam

11 Dr Kemas A Zamhari Nilai parameter karakteristik segmen seragam 11 CVKESERAGAMAN 0,0 – 0.1Baik sekali 0.1 – 0.2Baik 0.2 – 0.3Cukup baik

12 Dr Kemas A Zamhari Nilai karakteristik ProbabilitasfSpesifikasi jalan 95 %1,645Jalan tol / bebas hambatan 90%1,282Jalan areri dan kolektor 80 %0,842Jalan local dan jalankecil

13 Dr Kemas A Zamhari Pendekatan desain Jalan Dengan Lalu Lintas Lebih dari 10 Juta ESA4 Lendutan maksimum Lengkung lendutan Data test pit 13

14 Dr Kemas A Zamhari Pendekatan desain Jalan Dengan Lalu Lintas Lebih dari 10 Juta ESA4 Modulus atau koefisien lapis material eksisting dan daya dukung tanah dasar harus diukur atau menggunakan nilai seperti dinyatakan dalam Bagian 1 (Bab 7 dan Lampiran C). Untuk tanah lunak dibutuhkan penyelidikan tersendiri. Untuk desain awal, CBR untuk tanah dasar diatas timbunan rendah pada tanah lunak atau gambut digunakan nilai CBR maksimum dari uraian pada Bagan Desain - 2 (Bagian 1 Bab 6) dan tidak menggunakan nilai CBR timbunan atau material lapis penopang. 14

15 Dr Kemas A Zamhari Pendekatan desain Jalan Dengan Lalu Lintas Lebih dari 10 Juta ESA4 Untuk lalu lintas > 30 juta ESA4 dan dibutuhkan rekonstruksi, dapat dipertimbangkan penggunaan perkerasan kaku. Jika perkerasan kaku digunakan di atas tanah lunak maka perkerasan harus dibangun dengan lebar penuh. Sambungan memanjang antara perkerasan kaku dan perkerasan lentur pada daerah badan jalan akan sulit dipelihara jika terletak di atas timbunan rendah di atas tanah lunak. 15

16 Dr Kemas A Zamhari Pendekatan desain Jalan Dengan Lalu Lintas Lebih dari 10 Juta ESA4 Untuk beban lalu lintas rencana 10 – 30 juta ESA4 dan lendutan cukup besar, penggunaan overlay dengan aspal modifikasi SBS (styrene butadiene styrene) dapat dipertimbangkan. Jika lapisan tanah lunak cukup dalam dan bukti historis menunjukkan kerusakan berlebihan pada perkerasan eksisting, maka metode pendukung seperti cakar ayam atau micro pile dapat dipertimbangkan. 16

17 Dr Kemas A Zamhari Survey Kondisi dan Koreksi Perkerasan Sebelum Overlay Lakukan survei kondisi sebelum merencanakan tebal overlay. Perbaikan yang sebelum overlay tergantung pada jenis, tingkat dan luas kerusakan, serta jenis pelapisan yang dipilih. Investigasi penyebab kerusakan. Kerusakan pada perkerasan eksisting yang diperkirakan akan mempengaruhi kinerja perkerasan harus diperbaiki terlebih dahulu sebelum pelapisan. Pertimbangkan untung rugi (trade-off) antara biaya perbaikan sebelum pelapisan dengan jenis perkerasan overlay: Apabila kerusakan perkerasan eksisting cukup berat dan meluas, pelapisan dengan perkerasan kaku mungkin memerlukan biaya pre- overlay yang lebih rendah tetapi memerlukan biaya pelapisan yang lebih tinggi, dan sebaliknya dengan perkerasan lentur. 17

18 Dr Kemas A Zamhari Survey Kondisi dan Koreksi Perkerasan Sebelum Overlay Retak refleksi: Hindari retak refleksi dengan pengupasan dan penggantian lapisan retak, penambahan tebal, atau tindakan pengendalian lain seperti penggunaan Stress Absorbing Membrane Interlayer (SAMI) dan geotekstil. Alur pada perkerasan aspal: Penyebab alur pada perkerasan aspal perlu diketahui sebelum desain tebal overlay. Apabila alur terjadi pada perkerasan eksisting diakibatkan oleh ketidakstabilan lapis aspal, overlay secara langsung bukan solusi yang tepat. Pengupasan (milling) harus dilakukan untuk mengupas lapisan yang tidak stabil yang menyebabkan alur. 18

19 Dr Kemas A Zamhari Survey Kondisi dan Koreksi Perkerasan Sebelum Overlay Pengupasan lapis aspal permukaan: Pengupasan sebagian lapis permukaan aspal eksisting dengan alat milling sebelum overlay dapat meningkatkan kinerja overlay karena dapat menghilangkan retak dan lapisan aspal beton yang mengeras karena oksidasi. Alur atau ketidakrataan permukaan (roughness) dapat dikoreksi dengan milling sebelum overlay. Tebal lapisan aspal yang dikupas harus diperhitungkan dalam pelaksanaan overlay. 19

20 Dr Kemas A Zamhari DRAINASE PERKERASAN EKSISTING Kerusakan perkerasan lentur maupun kaku dapat bermula dari air yang masuk kedalam struktur perkerasan: Evaluasi kondisi drainase perkerasan eksisting. Amati kelemahan sistem drainase yang ada yang berpotensi menjadi penyebab kerusakan perkerasan akibat air. Apakah diperlukan perbaikan system drainase untuk mengoreksi penurunan kinerja perkerasan? 20

21 Dr Kemas A Zamhari Evaluasi Drainase Eksisting Pelajari data drainase yang ada. Pelajari catatan pelaksanaan dan as built drawing untuk mengetahui kelengkapan sistem drainase yang sudah dibuat, baik letak maupun dimensinya. Periksa: kemiringan memanjang; kemiringan melintang; lebar lapisan perkerasan; struktur dan tebal perkerasan; ketinggian timbunan dan kedalaman galian; kemiringan dan dimensi kelengkapan drainase seperti saluran dan gorong-gorong; koneksi saluran dengan pembuangan akhir; drainase bawah permukaan. 21

22 Dr Kemas A Zamhari Evaluasi Drainase Eksisting Dalam evaluasi drainase perlu diperhatikan hal-hal berikut: apakah air dapat mengalir dengan baik melalui permukaan perkerasan dan bahu jalan; apakah ada akumulasi air pada perkerasan dan sekitarnya; ketinggian muka air di saluran; apakah air pernah melimpah dari saluran; apakah ada air pada sambungan atau retakan perkerasan; apakah ada genangan air pada bahu jalan; apakah ada tanaman ramah air yang tumbuh subur di sepanjang sisi jalan; apakah ada endapan tanah, partikel halus atau indikasi pumping lainnya; apakah ada sampah atau endapan pada inlet; apakah sambungan atau retakan ditutup (seal) dengan baik. 22

23 Dr Kemas A Zamhari PEMILIHAN STRUKTUR PERKERASAN Faktor–faktor yang perlu dipertimbangkan: Biaya selama masa pelayanan terendah; Praktis untuk dilaksanakan; Umur rencana overlay; Tebal overlay: Jika tebal overlay yang dibutuhkan lebih dari 100 mm (untuk jalan dengan lalu lintas sampai dengan 4x10 6 ESA5) atau, Jika melebihi 150 mm – 210 mm (untuk jalan dengan lalu lintas lebih dari 4x10 6 ESA5) atau, pada semua kasus perkerasan eksisting dalam kondisi rusak berat (heavy patching dibutuhkan > 30% area perkerasan)  pertimbangkan opsi rekonstruksi penuh daripada overlay.

24 Dr Kemas A Zamhari PEMILIHAN STRUKTUR PERKERASAN Bahan pengikat modifikasi memberikan manfaat yang signifikan namun: membutuhkan sumber daya kontraktor dan keahlian yang sering kali tidak tersedia;  aspal modifikasi hanya bisa digunakan jika sumber daya dan keahlian yang dibutuhkan tersedia. aspal modifikasi dapat memperlebar rentang volume beban lalu lintas untuk penggunaan overlay aspal tipis dan lapis aus dengan lalu lintas berat. Perkerasan kaku dapat menjadi solusi yang tepat untuk jalan yang rusak berat dengan beban lalu lintas 20 tahun > 30x10 6 ESA4, namun demikian perbandingan desain dan analisis biaya perlu dilakukan. Daur ulang (recycling) membutuhkan peralatan dan kontraktor dengan keahlian khusus.

25 Dr Kemas A Zamhari PEMILIHAN STRUKTUR PERKERASAN 25 AC

26 Dr Kemas A Zamhari Desain overlay

27 Dr Kemas A Zamhari Prosedur Desain Overlay Untuk lalu Lintas ≤ 1x10^6 ESA4 ( ACWC dan HRS) Desain tebal overlay cukup dengan pendekatan lendutan maksimum (D 0 ) sesuai solusi berdasarkan Gambar 6.1. Untuk lalu lintas 1x10^6 s.d. 10x10 6 ESA4 kriteria deformasi permanen (pendekatan lendutan maksimum D 0 ) dan, kriteria retak lelah (pendekatan lengkung lendutan, D 0 – D 200 ) harus diperhitungkan. gunakan grafik desain Gambar 6.1 dan Gambar 6.3. Untuk lalu lintas > 10x10 6 ESA4 gunakan prosedur mekanistik empiris atau, metode metode Pt T-01-2002-B atau metode AASHTO 1993. 27

28 Dr Kemas A Zamhari Tebal Overlay Non-Struktural 28

29 Dr Kemas A Zamhari Pengukuran Lendutan Falling Weight Deflectometer Benkelman Beam 29

30 Dr Kemas A Zamhari Tebal Overlay Berdasarkan Lendutan Maksimum Hitung dan masukkan nilai lendutan karakteristik dan beban lalu lintas desain (ESA4) pada Gambar 6.1, serta dapatkan tebal overlay pada sumbu vertikal. Apabila pengukuran lendutan dilakukan dengan menggunakan alat Falling Weight Deflectometer (FWD), gunakan faktor penyesuaian lendutan Tabel 6.7. Berlaku hingga beban 10 x 10 6 ESA4 30

31 Dr Kemas A Zamhari Lendutan (balik) diukur dengan B.B.

32 Dr Kemas A Zamhari Bila lendutan diukur dengan FWD gunakan faktor penyesuaian

33 Dr Kemas A Zamhari Tebal Overlay Berdasarkan Lengkung Lendutan

34 Dr Kemas A Zamhari Overlay tipis

35 Dr Kemas A Zamhari Overlay tebal

36 Dr Kemas A Zamhari Contoh penggunaan Diketahui: beban lalu lintas rencana 3x10 6 ESA5; lengkung lendutan rata-rata karakteristik D0 – D200 = 0,42 mm; tebal overlay minimum untuk perbaikan bentuk = 60 mm; tebal overlay untuk mencegah deformasi permanen = 40 mm (berdasarkan analisis lendutan balik BB maksimum (D0) menggunakan Gambar 6.1). Tentukan: Tebal overlay. 36

37 Dr Kemas A Zamhari Contoh penggunaan Solusi: 1)Tebal untuk perbaikan bentuk* = 60 mm (diketahui); 2)Tebal untuk kriteria deformasi = 40 mm (diketahui); 3)Tebal untuk kriteria fatig berdasarkan Gambar 6.3a = 45 mm  < 60 mm; x 4)Beban izin pada lengkung lendutan 0,42 mm berdasar- kan Gambar 6.3a = 2 x 10 6 ESA5 < 3 x 10 6 ESA5; x 5)  Gunakan Gambar 6.3b: 6)dengan lengkung lendutan 0,42 mm dan beban rencana 3 x 10 6 ESA5, berdasarkan Gambar 6.3b diperlukan tebal overlay 110 mm yang memenuhi semua kriteria; √ (ok sebagai alternatif 1); 37

38 Dr Kemas A Zamhari Contoh penggunaan Solusi: 7)Alternatif 2, menggunakan aspal modifikasi SBS (Styrene Butadiene Styrene) 3%; 8)Ketahanan terhadap retak lelah adalah 1,5 kali lebih besar daripada aspal konvensial (Tabel 6.8) 9)Berdasarkan Gambar 6.3a: Pada lengkung lendutan 0,42 mm dan tebal overlay 60 mm repitisi beban izin dengan aspal konvensional = 2 x 10 6 ESA5 (langkah 4)); Jika digunakan aspal SBS 3%, repitisi beban izin menjadi 1,5 x 2 x 10 6 ESA5 = 3 x 10 6 ESA5  √ (ok sebagai alternatif 2); 10)Dengan mempertimbangkan faktor keekonomian dan kemampuan kontraktor, dapat dipertimbangkan dua pilihan: overlay menggunakan aspal konvensional setebal 110 mm √ atau, menggunakan aspal modifikasi SBS 3% setebal 60 mm √ 38

39 Dr Kemas A Zamhari Overlay tipis 39

40 Dr Kemas A Zamhari Overlay tebal 40

41 Dr Kemas A Zamhari Overlay tipis 2.000.000 2.000.000 ESA5 (aspal konv.)  1,5 x 2.000.000 ESA5 aspal modifikasi

42 Dr Kemas A Zamhari Suhu mempengaruhi nilai lendutan 42

43 Dr Kemas A Zamhari Faktor Koreksi Suhu untuk Lengkung Lendutan (D0) FWD 43

44 Dr Kemas A Zamhari Faktor Koreksi Suhu untuk Lengkung Lendutan (D0 - D200) FWD 44

45 Dr Kemas A Zamhari Faktor Koreksi Suhu untuk Lendutan (D0) Benkelman Beam 45

46 Dr Kemas A Zamhari Faktor Koreksi Suhu untuk Lengkung Lendutan (D0-D200) Benkelman Beam 46

47 Dr Kemas A Zamhari Nilai lendutan tergantung dari jenis alat yang digunakan D0 ditentukan berdasarkan lendutan BB D0 – D200 ditentukan berdasarkan FWD Lakukan penyesuaian (standarisasi) jika: D0 diukur dengan FWD atau, D0 – D200 diukur dengan BB 47

48 Dr Kemas A Zamhari Faktor Penyesuaian Lengkung Lendutan (D0 – D200) BB ke FWD 48

49 Dr Kemas A Zamhari Faktor Penyesuaian Lendutan (D0) FWD ke BB 49

50 Dr Kemas A Zamhari Umur Lelah (Fatigue) Aspal Modifikasi 50

51 Dr Kemas A Zamhari Ringkasan Pada sesi ini telah diuraikan: Kebijakan desain rehabilitasi; Pemilihan struktur perkerasan; Prosedur desain overlay; Contoh aplikasi.

52 Dr Kemas A Zamhari 52