bab iv alignment vertikal

7/22/2019 BAB IV Alignment Vertikal

1/15

Tugas Besar Rekayasa Jalan 2012

Restaditya Harris 15010015

Eliya Amilati H. 15010016

25

BAB IV

PERHITUNGAN ALIGNMENTVERTIKAL

4.1 AlignmentVertikal

Alignment vertikal merupakan proyeksi penampang memanjang sumbu jalan tegak

lurus terhadap bidang horizontal jalan. Alignmentvertikal ini merupakan potongan bidang

vertikal dengan bidang permukaan perkerasan jalan melalui sumbu jalan. Alignment

vertikal terdiri dari garis lurus dengan atau tanpa kelandaian serta lengkung vertikal berupa

busur lingkaran. Letak lengkung vertikal diusahakan tidak berhimpit atau bertumpangan

dengan lengkung horizontal. Adapun elemen perancangan alignmentvertikal adalah:

a. Landai jalan, adalah suatu besaran yang menunjukkan besarnya pendakian ataupenurunan vertikal dalam suatu jarak horizontal (mendatar) yang biasanya

dinyatakan dalam persen.

b. Panjang kritis adalah panjang pendakian yang mengakibatkan pengurangnkecepatan rencana kendaraan yang bermuatan tanpa mengganggu jalannya lalu

lintas.

c. Lengkung vertikal digunakan untuk mengadakan peralihan secara berangsur-angsurdari kelandaian berbeda-beda.

d. Lengkung dikatakan cekung apabila perpotongan tangent berada di bawahlengkung, demikian sebaliknya dengan cembung.

Alignmentvertikal terdiri atas bagian landai vertikal dan bagian lengkung vertikal

a. Ditinjau dari titik awal perencanaan, bagian landai vertikal dapat berupa landaipositif (tanjakan) atau landai negatif (turunan), atau landai nol (datar).

b. Bagian lengkung vertikal dapat berupa lengkung cekung atau lengkung cembung.

4.1.1 Dasar Perencanaan Lengkung Vertikal

Bagian lengkung vertikal terdiri dari 2 jenis tipe lengkung, yaitu lengkung cekung

dan lengkung cembung. Berdasarkan dari kedua jenis lengkung tersebut dilakukan


2/15




26

perecanaan yaitu penentuan:

Profil tanah asli Kelandaian maksimum Panjang kritis suatu kelandaian Penentuan trase Lengkung vertikal

4.2 Profil Tanah Asli

Profil tanah asli diperlukan untuk pembuatan alignment vertikal. Profil tanah asli

yang digambarkan adalah profil tanah asli pada alignmenthorizontal akan dibuat. Dengan

memiliki data profil tanah asli, maka dapat diperkirakan trase-trase yang akan dirancang

dengan mengikuti ketentuan yang sudah ada dan juga dengan menentukan perhitungan

galian timbunan yang paling ekonomis. Dibawah ini merupakan hasil perhitungan elevasi

permukaan tanah rencana trase jalan dari peta kontur yang telah diberikan:

Tabel 4.1 Elevasi Trase Jalan Setiap 10 Meter

Titik Elevasi Stasioning

A 186,7 0 + 0

a 185,4 0 + 10

b 184,0 0 + 20

c 182,5 0 + 30

d 181,4 0 + 40

1 181,0 0 + 50

a 180,1 0 + 60

b 180,2 0 + 70c 181,0 0 + 80

d 181,8 0 + 90

2 182,2 0 + 100

Xc

TS1 182,5 0 + 105

182,9 0 + 110

183,5 0 + 120

183,8 0 + 130

185,1 0 + 140

SC-CS

SC 185,5 0 + 150

186,0 0 + 160

187,5 0 + 170


3/15




27

190,0 0 + 180

191,0 0 + 190

192,0 0 + 200

192,5 0 + 210

192,6 0 + 220

193,0 0 + 230

194,1 0 + 240

195,0 0 + 250

195,8 0 + 260

196,3 0 + 270

197,1 0 + 280

198,0 0 + 290

198,0 0 + 300

198,1 0 + 310

198,1 0 + 320

198,2 0 + 330197,6 0 + 340

195,0 0 + 350

195,0 0 + 360

CS 195,1 0 + 370

Xc

195,0 0 + 380

194,5 0 + 390

193,8 0 + 400

192,6 0 + 410

ST1 192,0 0 + 420

a 190,6 0 + 430

b 189,7 0 + 440

c 188,2 0 + 450

Lc

TC 187,3 0 + 460

5 186,5 0 + 470

185,7 0 + 480

185,1 0 + 490

185,3 0 + 500

185,5 0 + 510

185,5 0 + 520

186,0 0 + 530

186,3 0 + 540186,5 0 + 550

187,0 0 + 560

187,1 0 + 570

187,3 0 + 580

187,4 0 + 590

187,5 0 + 600

187,6 0 + 610

187,6 0 + 620

188,0 0 + 630

189,3 0 + 640

190,0 0 + 650


4/15




28

CT 190,2 0 + 660

2 190,5 0 + 670

b 191,8 0 + 680

c 192,4 0 + 690

d 192,7 0 + 700

3 193,3 0 + 710

a 194,0 0 + 720

b 194,8 0 + 730

c 195,2 0 + 740

d 195,5 0 + 750

4 196,0 0 + 760

a 195,5 0 + 770

b 194,9 0 + 780

B 193,8 0 + 790

Berdasarkan Tabel 4.1 yang telah diberikan, maka dapat dibentuk suatu gambar

potongan melintang secara vertikal dari rencana trase jalan tersebut. Berikut ini adalah

grafik yang menunjukkan profil permukaan tanah dari rencana trase jalan:

Gambar 4.1 Profil Tanah Asli

Data profil tanah asli ini didapat setelah alignmenthorizontal yang direncanakan di

gambar pada peta berkontur. Dengan skala yang sudah ditentukan yaitu skala horizontal


5/15




29

1:2000 dan skala vertikal 1:2000. Cara menghubungkan garis-garis yang baik adalah

dengan melihat apakah antara selang titik-titik tersebut konturnya membentuk cekungan

atau cembung. Dengan begitu profil tanah asli yang kita gambarkan diharapkan dapat

mendekati profil yang sebenarnya.

4.3 Kelandaian Pada AlignmentVertikal

Kelandaian kontur permukaan tanah dapat dinyatakan dengan gradien sebagai

berikut ini:

Beberapa hal-hal penting diperhatikan dalam kelandaian pada alignment vertikal

antara lain:

a. Pengaruh kelandaian terhadap kecepatan kendaraan.b. Pengaruh kelandaian terhadap kemampuan kendaraan.c. Kecepatan rencana yang sesuai.d. Tingkat keseragaman jalan dengan bentuk geometrik yang direncanakan.

Berdasarkan kepentingan lalu lintas, landai ideal adalah landai datar (0%).

Sebaliknya apabila ditinjau dari kepentingan drainase jalan, maka jalan yang memiliki

kelandaian adalah yang ideal. Walaupun hampir semua mobil penumpang dapat mengatasi

kelandaian 8% sampai 9% tanpa kehilangan kecepatan yang berarti, akan tetapi pengaruh

kelandaian akan menentukan kemampuan menajak dari sebuah truk bermuatan atau biaya

konstruksi konstruksi jalan tersebut.

Terdapat suatu batas panjang kelandaian yang dianggap telah melebihi maksimum

standar, yaitu ditandai dengan kecepatan sebuah truk bermuatan penuh akan lebih rendah

dari separuh kecepatan rencana atau jika transmisi rendah terpaksa digunakan. Oleh karena

itu, keadaan kritis tersebut tidak boleh berlangsung terlalu lama.


6/15




30

Gambar 4.2 Kelandaian Jalan

Kelandaian maksimum adalah pertimbangan atas kemampuan truk agar selama

menanjak tidak mengalami kehilangan kecepatan yang berarti. Jika kelandaian yang

direncanakan melebihi batas maksimumnya, maka jalan tersebut semakin terjal dan bisa

membahayakan pengemudi.

Tabel 4.2 Kelandaian Maksimum

Untuk fungsi jalan sebagai arteri primer dan kelas jalan berupa jalan raya (highways)

serta kecepatan rencana 60 km/jam dengan medan yang didominasi oleh medan yang

perbukitan, maka kelandaian maksimum yang dapat digunakan adalah 8%.

4.4 Panjang Kritis Suatu KelandaianPanjang kritis yaitu panjang landai maksimum yang harus disediakan agar kendaraan

dapat mempertahankan kecepatannya sedemikian sehingga penurunan kecepatan tidak

lebih dari separuh Vr (kecepatan rencana). Lama perjalann tersebut ditetapkan tidak lebih

dari 1 menit. Dalam penentuan panjang kritis digunakan tabel yang berasal dari AASHTO.

Panjang kritis kelandaian digunakan agar dapat diketahui panjang tanjakan yang

50 60 70 80 90 100 30 35 40 45 50 55 60

Datar 8 7 6 6 5 5 8 7 7 6 6 5 5Perbukitan 9 8 7 7 6 6 9 8 8 7 7 6 6

Pegunungan 11 10 9 9 8 8 11 10 10 9 9 8 8

Kelandaian Maksimum (%) Untuk Kecepatan

Rencana (mil/jam)

Standar USAMetrik

Kelandaian Maksimum (%) Untuk

Kecepatan Rencana (km/jam)Jenis Medan


7/15




31

menyebabkan pengurangan kecepatan truk (yang bermuatan penuh) sampai suatu batas

tertentu yang dianggap tidak akan memberikan pengaruh yang berarti pada arus lalu-lintas

secara keseluruhan, atau agar truk dapat mempertahankan kecepatannya sehingga

penurunan kecepatan truk tidak lebih dari suatu nilai tertentu penurunan kecepatan. Lama

perjalanan tersebut tidak boleh lebih dari satu menit.

Tabel 4.3 Panjang Kritis

Dengan kecepatan rencana 60 km/jam dari data diatas dapat kita interpolasi dengan

kelandaian 2%, maka diperoleh kelandaian lebih dari 320 meter.

4.5 Penentuan Trase AlignmentVertikal

Alignment vertikal atau penampan memanjang jalan yang merupakan perpotongan

bidang vertikal dengan bidang permukaan perkerasan jalan melalui sumbu jalan,

digambarkan sebagai garis-garis lurus dan garis-garis lengkung. Garis lurus tersebut dapat

datar, mendaki atau menurun yang biasa disebut berlandai. Landai jalan dinyatakan dengan

persen.

Pada umunya gambar rencana suatu jalan dibaca dari kiri ke kanan, maka landai

jalan diberi tanda positif untuk pendakian dari kiri ke kanan, dan landai negatif untuk

penurunan dari kiri. Pendakian dan penurunan memberi efek yang berarti terhadap gerak

kendaraan.

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam penentuan trasi alignment vertikal

diantaranya adalah sebagai berikut:

1.

Pekerjaan galian diusahakan seimbang dengan pekerjaan timbunan agar

4 5 6 7 8 9 10

80 630 460 360 270 230 230 200

60 320 210 160 120 110 90 80

Kelandaian (%)

Kelandaian

Pada Awal

Tanjakan

(km/jam)


8/15




32

menghemat biaya, sehingga tanah yang digali bisa digunakan untuk timbunan.

Batas kemiringan atau kelandaian yang telah dibahas pada bagian sebelumnya.

2. Koordinasi antara alignment vertikal dan alignment horizontal agaralignmentvertikal yang akan dibuat tidak terjadi pada alignment horizontal saat belok,

atau pada saat tanjakan terdapat belokan. Hal tersebut sebaiknya dihindari

karena akan membahayakan pengemudi karena saat melewati tanjakan dengan

kecepatan rendah ketika berada di tikungan, maka resiko terjadinya kecelakaan

semakin besar.

Gambar 4.3 Trase Rencana

Tabel 4.4 Elevasi Titik Penting Trase Rencana


9/15




33

Tabel 4.5 Kemiringan Jalan

4.6 Perencanaan Lengkung Vertikal

Lengkung vertikal dipergunakan untuk merubah secara bertahap perubahan dari dua

jenis kelandaian yang berbeda. Lengkung vertikal yang akan dirancang disini adalah jenis

lengkung paraboloid sederhana.

Gambar 4.4 Ilustrasi Gradien Lengkung Vertikal

Ada dua jenis lengkung vertikal, yaitu lengkung vertikal cembung dan lengkung

vertikal cekung. Untuk PV1, kami menggunakan lengkung vertikal cembung, dan untuk

PV2, kami menggunakan lengkung vertikal cekung.

Beberapa hal yang harus diperhatikan saat mendesain lengkung vertikal adalah:

Keamanan

g1 2%

g2 -2%

g3 2%G1 -4%

A1 0,041169

G2 4%

A2 0,040455

+g1

+g2

L

-g2

+g2

L


10/15




34

Jarak pandang Ekonomis Kenyamanan pengendara Drainase Keindahan bentuk lengkung

Berikut ini adalah tabel mengenai jarak pandang henti untuk keceaptan rencana

tertentu sesuai AASHTO 1993:

Tabel 4.6 Jarak Pandang Henti

Untuk kecepatan rencana 60 km/jam, nilai jarak pandang henti (S) yang diambiladalah 85 meter. Berikut ini adalah perhitungan untuk menentukan panjang lengkung

vertikal cembung dan cekung.

4.6.1 Lengkung Cembung PV1

Perhitungan untuk menentukan jarak pandang henti adalah sebagai berikut:

Jika S < L, maka:

Perhitungan Desain Perhitungan Desain

20 13,9 4,6 18,5 20 15 55,1 21,6 76,7 80

30 20,9 10,3 31,2 35 20 73,5 38,4 111,9 115

40 27,8 18,4 46,2 50 25 91,9 60,0 151,9 155

50 34,8 28,7 63,5 65 30 110,3 86,4 196,7 200

60 41,7 41,3 83 85 35 128,6 117,6 246,2 25070 48,7 56,2 104,9 105 40 147,0 153,6 300,6 305

80 55,6 73,4 129 130 45 165,4 194,4 359,8 360

90 62,6 92,9 155,5 160 50 183,8 240,0 423,8 425

100 69,5 114,7 184,2 185 55 202,1 290,3 492,4 495

110 76,5 138,8 215,3 220 60 220,5 345,5 566,0 570

120 83,4 165,2 248,6 250 65 238,9 405,5 644,4 645

130 90,4 193,8 284,2 285 70 257,3 470,3 727,6 730

75 275,6 539,9 815,5 820

80 294,0 614,3 908,3 910

Jarak Reaksi

Pengereman

(ft)

Jarak Henti

Pengereman

(ft)

Jarak Pandang Henti (ft)

Catatan: Waktu reaksi pengereman yang diambil adalah 2,5 detik dengan

laju pengurangan aks elerasi adalah 3,4 m/s2

atau 11,2 ft/s2.

Kecepatan

Rencana

(km/jam)

Jarak Reaksi

Pengereman

(m)

Jarak Henti

Pengereman

(m)

Jarak Pandang Henti

(m)

Kecepatan

Rencana

(mil/jam)

Metrik Standar USA


11/15




35

( )

( )

Jika S > L, maka:

( )

Dengan:

L = Panjang lengkung vertikal (m)

S = Jarak pandang henti = 85 m

A = Absolut perbedaan aljabar kelandaian dalam persen

A = |g2 - g1| = 4%

h1 = Tinggi mata (1,05 m untuk AASTHO)

h2 = Tinggi objek (0,15 m untuk standar AASTHO)

Tabel 4.7 Jarak Pandang Henti Lengkung Cembung

Karena S > L, maka nilai L yang digunakan adalah 71,4338 meter.

Tinggi Mata h1 1,05 m

Tinggi Objek h2 0,15 m

Kecepatan Rencana v 60 km/jam

Jerak Pandang S 85 m

L untuk SL 71,4338 m

L untuk S=L 45,28571 m

Panjang Lengkung


12/15




36

4.6.2 Lengkung Cekung PV2

Dalam merancang lengkung vertikal, perlu dipertimbangkan kondisi pencahayaan

lampu kendaraan di malam hari, dengan asumsi, lampu kendaraan membentuk sudut ke

atas. Agar tercapai kondisi keamanan yang maksimum, jarak pencapaian lampu kendaraan

diasumsikan sama dengan jarak pandang henti. Panjang minimum lengkung untuk

pertimbangan ini dirumuskan sebagai berikut:

Jika S < L, maka:

Jika S > L, maka:

Dengan:

L = Pnjang lengkung vertikal (m)

S = Jarak pandang henti = 85 m

A = Absolut perbedaan aljabar kelandaian dalam persen

A = |g2 - g1| = 4%

Tabel 4.8 Jarak Pandang Henti Lengkung Cekung

Karena S > L, maka nilai L yang digunakan adalah 70,0082 meter

Kecepatan Rencana v 60 km/jam

Jerak Pandang S 85 m

L untuk SL 66,79775 m

L untuk S=L 44,5 m

Panjang Lengkung


13/15




37

4.7 Elevasi Lengkung Vertikal

Persamaan umum untuk menentukan beda elevasi lengkung vertikal terhadap trase

rencana adalah:

Dengan:

y = Selisih ketinggian FG rencana dengan lengkung vertikal desain (m)

x = Jarak relatif terhadap titik PVI (m)

L = Panjang lengkung vertikal (m)

Berikut ini adalah ilustrasi yang menunjukkan perhitungan untuk lengkung vertikal

cembung:

Gambar 4.5 Ilustrasi Elevasi Lengkung Cembung Vertikal

4.7.1 Lengkung Vertikal Cembung

Sesuai dengan persamaan umum dan dengan nilai:

L = 71,4338 m

100

x4 = 12,5

x3 = 25

x2 = 37,5

x1 = 50

x4 = 12,5

x3 = 25

x2 = 37,5

y1

y2

y3

y4

y2y3

y4


14/15




38

A = |g1 - g2| = 4 % = 0,04

Maka dapat dibentuk Tabel 4.7, yang berisi hasil perhitungan tinggi lengkung

vertikal cembung.

Tabel 4.9 Perhitungan Tinggi Lengkung Cembung

4.7.2 Lengkung Vertikal Cekung

Sesuai dengan rumus dan dengan nilai:

L = 70,008 m

A2 = |g3 - g2| = 4 % = 0,04

Maka dapat dibentuk Tabel 4.8, hasil perhitungan tinggi lengkung vertikal cekung

sebagai berikut:

Tabel 4.10 Perhitungan Tinggi Lengkung Cekung

Berdasarkan Tabel 4.9 dan 4.10 dapat diperoleh desain lengkung vertikal jalan untuk

rencana trase jalan tersebut. Berikut ini adalah ilustarsi yang menunjukkan lengkung

0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 +

244,2831 250 260 270 280 290 300 310 315,7169

x 0 5,7169 15,7169 25,7169 35,7169 25,7169 15,7169 5,7169 0

y 0 0,009418 0,071182 0,190578 0,367606 0,190578 0,071182 0,009418 0

Trase Vertikal 191,5857 191,7 191,9 192,1 192,3 192,3 192,1 191,9 191,7857

Lengkung Vertikal 191,5857 191,6906 191,8288 191,9094 191,9324 192,1094 192,0288 191,8906 191,7857

Stationing

Lengkung Vertikal Cembung

0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 +464,9959 470 480 490 500 510 520 530 535,0041

x 0 5,004083 15,00408 25,00408 35,00408 25,00408 15,00408 5,004083 0

y 0 0,007235 0,065044 0,180639 0,354019 0,180639 0,065044 0,007235 0

Trase Vertikal 188,8001 188,7 188,5 188,3 188,1 188,2 188,4 188,6 188,7001

Lengkung Vertikal 188,8001 188,6928 188,435 188,1194 187,746 188,0194 188,335 188,5928 188,7001

Lengkung Vertikal Cekung

Stationing


15/15




39

vertikal, yang telah dikombinasikan dengan rencana trase jalan:

Gambar 4.6 Lengkung Vertikal

bab iv alignment vertikal

Documents