Transcript
  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    1/31

    Perencanaan Tebal Perkerasan LenturMetode AASHTO 1993)

    Disampaikan oleh : YASRUDDIN

    Program Studi Teknik Sipil Fakulktas Teknik

    Universitas Lambung MangkuratBanjarmasin

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    2/31

    Metode AASHTO adalah perhitungan tebal perkerasan

    secara umum sudah dipakai di seluruh dunia untuk

    perencanaan serta di adopsi sebagai standar perencanaan di

    berbagai negara. Metode AASHTO 1993 ini pada dasarnya

    adalah metode perencanaan yang didasarkan pada metode

    empiris.

    Parameter yang dibutuhkan pada perencanaan menggunakan

    MetodeAASHTO1993ini antara lain adalah :

    a. Structural Number(SN)b. Lalu lintas

    c. Reliability

    d. Faktor drainase

    e. Serviceability

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    3/31

    Bagan Alur Desain Metode AASTHO 1993

    Modulus resilient (MR)

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    4/31

    Structural Number

    Siegfried dan Rosyidi (2007), Stuctural Number merupakan

    fungsi dari ketebalan lapisan, koefisien relatif lapisan, dan

    koefisien drainase. Untuk Stuctural Number dalam

    AASHTO 1993 dinyatakan dalam rumus :

    33322211 mDamDaDaSN ++=

    dimana :ai = koefisien relatif lapis ke-i

    Di = tebal masing-masing lapis perkerasan ke-i (cm)

    mi= koefisien drainase lapis ke-i

    SN = Structural Number

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    5/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Lalu Lintas (ESALs) Aspal beton Agregat Pondasi Atas

    < 50.000 1,0 4

    50.001 150.000 2,0 4

    150.001 500.000 2,5 4

    500.001 2.000.000 3,0 6

    2.000.001 7.000.000 3,5 6

    > 7.000.000 4,0 6

    Nilai Tebal Minimum (Inch)

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    6/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Lalu lintasParameter lalu lintas yang digunakan dalam perencanaan lalu

    lintas didasarkan pada jenis kendaraan, volume, tingkat

    pertumbuhan, faktor kerusakan, umur rencana, faktor distribusi

    lajur dan arah serta equivalent single axle load (ESAL).

    Faktor distribusi arah (Do) = 0,3 - 0,7 dan umumnya diambil 0,5

    Faktor distribusi lajur (DL) dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

    Jumlah Lajur Setiap Arah Persen dari 18-kip ESAL Untuk Lajur Rencana (%)

    1 100

    2 80 100

    3 60 80

    4 50 - 75

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    7/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Lalu lintasUntuk menentukan equivalent single axle load (ESAL) digunakan

    rumus :

    Dimana :

    W18 = Equivalent Single Axle Load (lalu lintas pada lajur)

    LHRj = Jumlah lalu lintas harian rata-rata 2 arahDF = Foktor kerusakan

    DA = Faktor distribusi arah

    DL = Faktor distribusi lajur

    Nn = Lalu lintas pada tahun pertama jalan dibuka

    Ni = Lalu lintas pada tahun akhir umur rencana

    365W18 xDxDxDFxLHR LAj

    Nn

    Ni

    j=

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    8/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Kelas Tipe Koefisien ESALs/Kendaraan

    1 Motor -

    2 Mobil penumpang -

    3 Mobil 2 as -

    4 Bus 0,57

    5 Truk 2 as 0,26

    6 Truk 3 as 0,42

    7 Truk 4 as atau > 4 0,42

    8 Truk trailer 4 as atau < 4 0,30

    9 Truk trailer 5 as 1,20

    10 Truk trailer 6 as atau > 6 0,93

    11 Truk multi trailer 5 as atau < 5 0,82

    12 Truk multi trailer 6 as 1,0613 Truk multi trailer 7 as atau > 7 1,39

    Nilai koefisien ESAL/kendaraan diperlihatkan pada tabel

    ( )

    +=

    g

    gxthnESALsthnnuntukESALs

    n11

    /

    di mana:

    g = Faktor pertumbuhan lalu lintasn = Umur rencana

    Lalu lintas

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    9/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Fungsi JalanTingkat Keandalan (R), %

    Urban Rural

    Jalan Tol 85 99,9 80 99,9

    Arteri 80 99 75 95

    Kolektor 80 95 75 95

    Lokal 50 80 50 80

    Reliabilitas (Rel iab i l i ty )

    Reliabilitas (R) adalah nilai probabilitas dari kemungkinan

    tingkat pelayanan dapat dipertahankan selama masa layan dan

    nilai jaminan bahwa perkiraan beban lalu lintas yang akan

    memakai jalan tersebut dapat dipenuhi. Reliabilitas dapat

    dinyatakan dalam tingkat reliabilitas (level of reliability),

    AASHTO 1993 memberikan nilai R seperti diperlihatkan pada

    tabel berikut ini :

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    10/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Pengaplikasian dari konsep reliabilitas ini diberikan juga dalamparameter standar deviasi (ZR) yang mempresentasikan kondisi

    lokal dari ruas jalan yang direncanakan serta tipe perkerasan

    antara lain perkerasan lentur ataupun perkerasan kaku. Secara

    garis besar pengaplikasian dari konsep reliabilitas sebagai

    berikut:

    a. Hal pertama yang harus dilakukan adalah menentukan

    klasifikasi dari ruas jalan yang akan direncanakan. Klasifikasi

    ini mencakup apakah jalan tersebut adalah jalan dalam kota

    (urban) atau jalan antar kota (rural).

    b. Tentukan tingkat reliabilitas berdasarkan nilai rencana ESAL

    pada tabel berikut ini :

    Nilai Rencana ESAL (106) Reabilitas

    < 0,1 75

    0,1 5,0 85

    5,0 10,0 90

    >10,0 95

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    11/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Reliabilitas (%) Standar Normal Deviasi (ZR)

    50 -0,000

    60 -0,253

    70 -0,524

    75 -0,674

    80 -0,841

    85 -1,037

    90 -1,282

    91 -1,340

    92 -1,405

    93 -1,476

    94 -1,555

    95 -1,64596 -1,751

    97 -1,881

    98 -2,054

    99 -2,327

    99,9 -3,090

    99,99 -3,750

    Satu nilai standar deviasi (So)

    harus dipilih. Nilai ini mewakili

    dari kondisi-kondisi lokal yang

    ada. Berdasarkan data dari jalan

    percobaan AASHTO ditentukan

    nilai So sebesar 0,30-0,40 untukrigiddan 0,40-0,50 untuk flexible

    pavement. Hal ini berhubungan

    dengan total standar deviasi

    sebesar 0,40 dan 0,50 untuk lalu

    lintas untuk jenis perkerasan rigid

    danflexible.Dari nilai reliabilitas ini, maka

    dapat ditentukan nilai Standar

    Normal Deviasi (ZR) diperlihatkan

    pada tabel berikut ini :

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    12/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Kualitas drainase Waktu yang dibutuhkan untuk mengeringkan air

    Baik sekali 2 jam

    Baik 1 hari

    Cukup 1 minggu

    Buruk 1 bulan

    Buruk sekali Air tak mungkin dikeringkan

    Faktor DrainaseDalam Metode AASHTO 1993 sistem drainase sangatmempengaruhi kinerja jalan. Tingkat kecepatan pengeringan

    air yang jatuh atau terdapat pada konstruksi jalan raya

    bersama-sama dengan beban lalu lintas dan kondisi

    permukaan jalan sangat mempengaruhi umur pelayanan

    jalan. AASHTO 1993membagi Kualitas Drainase ini menjadi

    lima tingkat seperti yang diperlihatkan pada tabel berikut

    ini :

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    13/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Kualitas

    Drainase

    Persen waktu perkerasan dalam keadaan lembab-jenuh

    < 1 1 - 5 5 - 25 > 25

    Baik sekali 1,40 1,35 1,35 1,30 1,30 1,20 1,20

    Baik 1,35 1,25 1,25 1,15 1,15 1,00 1,00

    Cukup 1,25 1,15 1,15 1,05 1,00 0,80 0,80

    Buruk 1,15 1,05 1,05 0,80 0,80 0,60 0,60

    Buruk Sekali 1,05 0,95 0,95 0,75 0,75 0,40 0,40

    Berdasarkan kualitas dari drainase pada lokasi jalan tersebutmaka dapatlah ditentukan koefisien drainase. AASHTO 1993

    memberikan daftar koefisien drainase seperti yang terlihat

    pada tabel berikut ini :

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    14/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    No Kondisi Lapangan Nilai m

    1 Jalan di daerah galian, mempunyai drainase bawah permukaan dan

    free draining. (drainase bawah permukaan selalu berada diatas

    muka air banjir)1,2

    2 Jalan di atas tanah timbunan dengan day-lighting subbase

    (dianggap tidak akan tergenangi air)1,2

    3 Jalan berada pada daerah relatif datar dan level tanah asli dan

    mempunyai drainase bawah permukaan,1,0

    4 Jalan di atas tanah timbunan dengan tepi yang bersifat permeabelrendah serta boxed subbase

    0,9

    5 Jalan yang tidak mempunyai drainase bawah permukaan berada

    pada daerah galian, pada tanah asli ataupun daerah timbunan

    dengan lebar impermeable tepi >500 mm0,7

    6 Jalan dimana tanah dasarnya selalu dalam keadaan jenuh pada

    waktu musim hujan. Tidak mempunyai titik pembuangan untuk

    drainase bawah permukaan.

    0,4

    Penilaian koefisien drainase (m) dapat juga menggunakan pendekatan

    berdasarkan kondisi lapangan, terutama untuk desain rekonstruksi

    perkerasan lentur yang ada (Indonesia Infrastructure Initiative, 2011).

    Nilai koefisien drainase berdasarkan kondisi lapangan pada tabel

    berikut ini :

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    15/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Indeks Permukaan (Ser vi ceabi l i t y )

    Serviceability merupakan tingkat pelayanan yang diberikan

    oleh sistem perkerasan yang kemudian dirasakan oleh

    pengguna jalan.

    Untuk serviceability ini parameter utama yang

    dipertimbangkan adalah nilai Present Serviceability Index

    (PSI). Nilai serviceabilityini merupakan nilai yang menjadi

    penentu tingkat pelayanan fungsional dari suatu sistem

    perkerasan jalan.

    Secara numerik serviceability ini merupakan fungsi dari

    beberapa parameter antara lain ketidakrataan, jumlah

    lobang, luas tambalan, dll.

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    16/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Nilai serviceability ini diberikan dalam beberapa tingkatanantara lain :

    a. Untuk perkerasan yang baru dibuka (open traffic) nilai

    serviceabilityini diberikan sebesar 4.0 4.2. Nilai ini dalam

    terminologi perkerasan diberikan sebagai nilai initial

    serviceability (Po).b. Untuk perkerasan yang harus dilakukan perbaikan

    pelayanannya, nilai serviceabilityini diberikan sebesar 2.0.

    Nilai ini dalam terminologi perkerasan diberikan sebagai

    nilai terminal serviceability (Pt).

    c. Untuk perkerasan yang sudah rusak dan tidak bisa dilewati,maka nilai serviceability ini akan diberikan sebesar 1.5.

    Nilai ini diberikan dalam terminologi failure serviceability

    (Pf).

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    17/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Layer Koefisien (a)1. Layer Koefisien AC-WC dan Binder Coutse (BC)

    Marshall stability 1.110 kg = 2.432 lb

    Resilient modulus Eac 450.000 psi (AASHTO 93 hal II 7)

    Structural layer coefisient a1 = 0,42 (AASHTO 93 hal II 18)

    2. Layer Koefisien Asphalt Treated Base (ATB)

    Marshall stability 900 kg = 1.982 lb Structural layer coefisient a2 = 0,42 (AASHTO 93 hal 24)

    3. Layer Koefisien Agregat Base Kelas A

    CBR = 80 %

    Structural layer coefisient a2 = 0,14 (AASHTO 93 hal 21)

    3. Layer Koefisien Agregat Base Kelas B

    CBR = 40 %

    Structural layer coefisient a3 = 0,12 (AASHTO 93 hal 21)

    3. Layer Koefisien Cement Treated Base

    Kuat tekan pada umur 7 hari = 70 kg/cm3 = 1.100 psi

    Structural layer coefisient a3 = 0,26 (AASHTO 93 hal 23)

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    18/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Layer Koefisien (a)

    Grafik menentukan koefisien kekuatan relatif (a1)

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    19/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Layer Koefisien (a)

    Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi granular (a2

    )

    a2 = 0,249 (log EBS) 0,977

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    20/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Layer Koefisien (a)

    Variasi koefisien kekuatan relatif lapis pondasi granular (a3

    )

    a3 = 0,227 (log ESB) 0,839

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    21/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Layer Koefisien (a)

    Jenis Bahan

    Kekuatan bahan minimumKoefisien kekuatan relatif

    minimum

    Moduus elastisitas

    Stabilitas

    Marshall (kg)

    Kuat tekan

    bebas

    (kg/cm2)

    ITS

    (kPa)

    CBR

    (%)a1 a2 a3

    (Mpa) (x1000 psi)

    1. Lapis Permukaan

    Laston Modifikasi

    - Lapis aus modifikasi 3.200(5) 460 1000 0,414

    - Lapis antara Modifikasi 3.500(5) 508 1000 0,360

    Laston

    - Lapis Aus 3.000(5) 435 800 0,400

    - Lapis Antara

    3.200(6) 464 800 0,344

    Lataston

    - Lapis Aus 2.300(5) 340 800 0,350

    1. Lapis Fondasi

    Lapis Fondasi Laston Modifikasi 3.700(5) 536 2250(2) 0,305

    Lapis Fondasi Laston 3.300(5) 480 1800(2) 0,290

    Tabel 2.24 Koefisien kekuatan relatif bahan jalan (a)

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    22/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Layer Koefisien (a)

    Jenis Bahan

    Kekuatan bahan minimumKoefisien kekuatan relatif

    minimum

    Moduus elastisitas

    Stabilitas

    Marshall (kg)

    Kuat tekan

    bebas (kg/cm2)

    ITS

    (kPa)

    CBR

    (%)a1 a2 a3

    (Mpa) (x1000 psi)

    Lapis Fondasi Lataston 2.400(5) 350 800

    Lapis Fondasi LAPEN0,190

    CMRFB (Cold Mix Recycling Foam Bitumen)

    300 0,270

    Beton Padat Giling (BPG/RCC)

    5.900 850 70(3) 0,230

    CTB5.350 776 45 0,210

    CTRB (Cement Treated Recycling Base)4.450 645 35 0,170

    CTSB (Cement Treated SubBase)4.450 645 35 0,170

    CTRSB (Cement Treated Recycling SubBase)4.270 619 30 0,160

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    23/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Layer Koefisien (a)

    Jenis Bahan

    Kekuatan bahan minimumKoefisien kekuatan relatif

    minimum

    Moduus elastisitas

    Stabilitas

    Marshall (kg)

    Kuat tekan

    bebas (kg/cm2)

    ITS

    (kPa)

    CBR

    (%)a1 a2 a3

    (Mpa) (x1000 psi)

    Tanah Semen 4.000 580 24(4) 0,145

    Tanah Kapur3.900 566 20(4) 0,140

    Agregat Kelas A200 29 90 0,135

    3. Lapis Fondasi Bawah

    Agregat Kelas B 125 18 60 0,125

    Agregat Kelas C103 15 35 0,112

    Konstruksi Telford

    - Pemadatan Mekanis52 0,104

    - Pemadatan Manual32 0,074

    Material Pilihan (Selected Material)

    84 12 10 0,080

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    24/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Menentukan Structural Number (SN)Structural Number (SN) ditentukan dengan rumus berikut ini :

    ( )

    07,8log32,2

    1109440,0

    log

    20,0)1(log36,9log 10

    19,5

    10

    101810 +

    ++

    +++= Mr

    SN

    PfPo

    PtPo

    SNSoZWR

    di mana:

    W18 = Kumulatif beban gandar standar selama umur perencanaan (ESAL).

    ZR = Standard Normal Deviate.

    So = Combined standard error dari prediksi lalu lintas dan kinerja.

    SN = Structural Number.

    Po = Initial serviceability.Pt = Terminal serviceability.

    Pf = Failure serviceability.

    Mr = Modulus resilien (psi)

    Structural Number (SN) dapat juga ditentukan dengan menggunakan

    garik dari masing-masing hubungan parameter perencanaan, grafik

    untuk menentukan nilai SN pada gambar berikut ini :

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    25/31

    Parameter Desain Metode AASHTO 1993

    Grafik Menentukan Nilai Structural Number (SN)

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    26/31

    Tebal perkerasan ditentukan dengan rumus berikut ini :

    dimana :

    SN = Structural Numbera1 = Layer Coefisient

    D1 = Tebal masing-masing perkerasan Inchi)

    M2, M3 = Koefisien Drainase Lapisan Base dab Sub Base

    a. Structure Number 1

    Resilient modulus base (bahan sesuai dengan direncanakan)

    Serviceability loss (PSIo)

    Menentukan Tebal Perkerasan

    33322211ii mDamDaDaDaSN ++==

    1

    11

    a

    SND =

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    27/31

    22

    *

    12

    2

    .ma

    SNSND

    =

    b. Structure Number 2 Resilient modulus base (bahan sesuai dengan direncanakan)

    SN* = Structure number lapisan yang terpasang

    c. Structure Number 3

    33

    3

    3

    .ma

    SND =

    *

    2

    *

    13

    SNSNSNSN =

    Menentukan Tebal Perkerasan

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    28/31

    D1

    D2

    D3

    SN1

    SN2

    SN3

    Surface Course

    Base Course

    Sub Base Course

    KetentuanPerencanaan Menurut AASHTO 93

    a1

    SND

    11*

    a2

    SNSND

    1*

    22*

    11*

    1* SNDa1SN =

    22*

    1*

    SNSNSN +

    a3

    SN(SNSND

    2*

    1*

    33* )+

    Dimana :

    a1 = Koefisien layer masing-masing lapisanD1 = Tebal masing-masing lapisan

    SN1= Structural Number masing-masing lapisan

    Keterangan :

    D dan SN yang mempunyai asterisk (*) menunjukkan nilai aktual yang

    digunakan dan nilainya besar atau sama dengan nilai yang dibutuhkan.

    Menentukan Tebal PerkerasanMetode AASHTO 93 memberikan rekomendasi untuk memeriksa kemampuan

    masing-masing lapisan untuk menahan beban yang lewat menggunakanprosedur seperti yang diberikan pada langkah berikut ini :

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    29/31

    C ontoh Perhitungan Metode AASHTO 1993

    Jalan Anjir Muara ke Batas Kalteng dengan kondisi lalu lintas sedang dengan nilai kumulatifbeban gandar standar ekivalen sebesar 300.000 ESA. Komposisi lapisan yang direncanakan

    adalah sebagai berikut :

    Lapis permukaan ACWC.

    Lapis Pondasi Ac Base.

    Lapis Pondasi Agregat.

    Sedangkan untuk metode perhitungan yang digunakan adalah metode AASHTO 93 dengan

    mengambil parameter-parameter sebagai berikut :

    Initial Present Serviceability Index (Po) = 4.0 Terminal Serviceability Index (Pt) = 1.5

    Failure Serviceability Index (Pf) = 2.0

    Standard Deviate (So) = 0.45

    Raliability = 95 %, hal ini memberiakan Zr = - 1.645

    Untuk bahan pembentuk perkerasan digunakan sebagai berikut :

    Lapisan aus dari ACWC dengan Modulus Elastisitas 2,000 MPA dan layer coeffisient a = 0.45

    Lapisan pondasi beraspal terdiri dari AC Base dengan Modulus Elastisitas 1,500 MPA dan

    layer coeffisient a = 0.30

    Lapis pondasi berbutir terdiri dari lapis pondasi atas dengan CBR 90 % dan Modulus

    Elastisitas 200 Mpa (dari hubungan CBR dan Modulus di buku AASTHO 95) dan layer

    coeffisien 0.13.

    Tanah dasar dengan CBR sebesar 6 % (CBR yang disiapkan) dan Modulus Elastisitas 60 Mpa.

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    30/31

    SN Design Life 300.000 CESA a D (inchi)D(cm)

    SN1 0.65 0.40 2.0 5.0SN2 1.80 0.30 3.5 9.0

    SN3 2.80 0.13 7.5 19.0

    D*1(cm) 4.1 Ok, karena terpasang 5 cm

    SN*1 = 0.8 Ok, karena besar sama dengan SN1

    D*2(cm) 8.6 Ok, karena terpasang 9 cm

    SN*1+ SN*2 = 1.9 Ok, karena besar sama dengan SN2

    D*3(cm) 18.6 Ok, karena terpasang 19 cm

    ACWC 5 cm

    AC Base 9 cm

    Lapis Pondasi 19 cm

    Gambar 2. Sistem Perkerasan Untuk 300.000 CESA

    Berdasarkan hasil perhitungan perencanaan tebal perkerasan untuk lalu lintas 300.000 CESA diberikan

    pada Gambar 2, sedangkan hasil perhitungan secara tabel diberikan pada Tabel 1, berikut ini :

    Tabel 1. Perhitungan SN dan Tabel Perkerasan

    C ontoh Perhitungan Metode AASHTO 1993

    Tabel 2. Checking Out Tabel untuk Alternatif 3

  • 7/25/2019 04. Metode Aashto 1993

    31/31

    TERIM K SIH


Top Related