makalah teknik jalan raya

8/19/2019 Makalah Teknik Jalan Raya

1/13

MAKALAH TEKNIK JALAN RAYA

Pengujian F lexural Strength pada Perkerasan Kaku Jalan Raya

Oleh :

Marsa Achadian Tyarpratama

NIM. 135060107111002

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

MALANG

2015


2/13

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Perkerasan kaku (rigid pavement ) banyak digunakan pada konstruksi jalan raya dengan

tanah dasar yang memiliki daya dukung rendah atau tidak seragam. Kemampuan concrete slab

perkerasan kaku yang dapat menyebarkan tegangan dari beban roda kendaraan secara merata

dan efisien kepada tanah dasarnya menjadi nilai tambah penggunaan perkerasan kaku dalam

konstruksi jalan raya. Sifat beton yang mampu menahan beban tekan juga menjadi keunggulan

dalam menahan beban roda kendaraan, sementara kelemahan dalam menahan beban yang

menyebabkan terjadinya tarik menjadi kendala dalam merencanakan tebal pelat beton. Dampak

dari timbulnya tegangan tarik akibat beban yang melebihi tegangan tarik pada pelat beton

tersebut mengakibatkan timbulnya retak pada permukaan. Jika retak yang terjadi tidak segera

ditangani sementara konstruksi perkerasan tetap menerima beban kendaraan secara terus

menerus, maka retak tersebut akan berakibat pada berkurangnya umur rencana dari konstruksi

perkerasan.

Selain itu, pada perencanaan perkerasan kaku tidak hanya mengutamakan kuat

tekannya akan tetapi yang tidak kalah penting adalah kuat lenturnya. Karena rigid pavement

sifatnya kaku, maka ia harus mampu menahan lentur akibat dari beban roda kendaraan

diatasnya. Untuk mengetahui kuat lentur atau flexural strength dari struktur perkerasan kaku

ini, maka perlu dilakukan pengujian sampel di laboratorium.

Kekuatan beton pada perkerasan jalan harus dinyatakan dalam nilai kuat tarik lentur

( flexural strength) umur 28 hari, yang didapat dari hasil pengujian balok dengan pembebanan

tiga titik (ASTM C-78) yang besarnya secara tipikal sekitar 3 – 5 MPa (30-50 kg/cm2).

Sementara kuat tarik lentur beton yang diperkuat dengan bahan serat penguat seperti serat baja,

aramit atau serat karbon, harus mencapai kuat tarik lentur 5 – 5,5 MPa (50-55 kg/cm2).

Kekuatan rencana harus dinyatakan dengan kuat tarik lentur karakteristik yang dibulatkan

hingga 0,25 MPa (2,5 kg/cm2) terdekat.


3/13

1.2 Rumusan masalah

1. Apa saja metode yang dapat dilakukan dalam pengujian flexural strength pada

elemen perkerasan kaku/beton?

2. Bagaimana tahapan pelaksanaan pengujian flexural strength pada elemen

perkerasan kaku/beton sesuai standar yang ditetapkan (SNI)?

1.3 Tujuan

1. Mengetahui metode apa saja yang dapat dilakukan dalam pengujian flexural

strength pada elemen perkerasan kaku/beton.

2. Mengetahui tahapan pengujian flexural strength pada elemen perkerasan

kaku/beton sesuai dengan standar yang ditetapkan.


4/13

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Kuat lentur beton (fl exural strength )

Lentur pada balok maupun pelat diakibatkan oleh regangan yang timbul karena

adanya beban luar. Apabila beban bertambah maka struktur akan mengalami deformasi

dan regangan tambahan yang mengakibatkan retak disepanjang bentang balok atau pelat.

Bila beban semakin bertambah, akhirnya terjadi keruntuhan pada elemen struktur.

Kuat lentur beton sendiri merupakan kemampuan balok beton yang diletakan pada

dua perletakan untuk menahan gaya dengan arah tegak lurus sumbu benda uji, yang

diberikan kepadanya, sampai benda uji patah, dinyatakan dalam Mega Pascal (MPa) gaya

per satuan luas.

2.2 Pengujian fl exural strength dengan four point l oading (SNI.-4431-2011)

Pengujian kuat lentur beton dengan four point loading dilakukan dengan

memberikan empat titik yaitu dua titik perletakan dan dua titik pembebanan seperti

terlihat pada Gambar 2.1.

Peralatan yang digunakan adalah sebagai berikut :

a)

Mesin tekan beton yang dapat digunakan untuk pengujian kuat lentur

dengan perlengkapan antara lain manometer dengan dua dial pembacaan,

dua buah titik perletakan berbentuk silinder, dua buah titik pembebanan berbentuk silinder, ketelitian peralatan pada skala pembacaan minimum

Gambar 2.1. Pengujian flexural strength dengan four point loading


5/13

adalah 12,5 g.

b)

Cetakan benda uji dengan penampang lintang berbentuk bujur sangkar

ukuran lebar 15 cm dan tinggi 15 cm, panjang 53 cm.

Cara pengujiannya adalah sebagai berikut :

a) Rumus-rumus perhitungan

Untuk pengujian dimana bidang patah terletak di daerah pusat (daerah

1/3 jarak titik perletakan bagian tengah), maka flexural strength

dihitung dengan persamaan berikut.

…………………… (1)

Untuk pengujian dimana patahnya benda uji ada diluar daerah 1/3

jarak titik perletakan bagian tengah, dan jarak antara titik pusat dan

titik patah kurang dari 5% dari jarak antara titik perletakan maka

flexural strength dihitung menurut persamaan sebagai berikut.

………………… (2)

Gambar 2.2 Patah pada 1/3 bentang tengah(Rumus 1)

Gambar 2.3 Patah di luar 1/3 bentang tengah dangaris patah pada < 5% dari bentang (Rumus 2)


6/13

Dengan pengertian :

σl adalah kuat lentur benda uji ( MPa)

P adalah beban maksimum yang terbaca pada dial (pembacaan

dalam ton sampai 3 angka di belakang koma)

L adalah jarak antara dua garis perletakan (mm)

B adalah lebar tampang lintang patah arah horizontal (mm)

H adalah lebar tampang lintang patah arah vertikal (mm)

a adalah jarak rata-rata antara tampang lintang patah dan tumpuan

luar yang terdekat, diukur pada 4 tempat pada sudut dari bentang

(mm)

Catatan: Untuk benda uji yang patahnya di luar pusat (daerah 1/3 jarak titik

perletakan bagian tengah) dan jarak antara titik pembebanan dan titik patah

lebih dari 5% bentang, hasil pengujian tidak digunakan.

b)

Persiapan pengujian Persiapan uji dilakukan dengan beberapa tahapan sebagai berikut.

1)

Siapkan benda uji dan lakukan beberapa hal sebagai berikut:

a.

Ukur dan catat dimensi penampang benda uji dengan jangka sorong

minimum di 3 (tiga) tempat.

b. Ukur dan catat panjang benda uji pada keempat rusuknya.

c.

Timbang dan catat berat masing-masing benda uji.

d.

Buat garis-garis melintang sebagai tanda dan petunjuk titik-titik

perletakan, titik- titk pembebanan dan titik-titk sejauh 5% dari jarak

bentang di luar titik perletakan.

e. Tempatkan benda uji yang telah selesai diukur, timbang dan beri tanda

pada tumpuan pada tempat yang tepat dengan sisi atas benda uji pada

waktu pengecoran berada di bagian samping alat penekan.

2) Siapkan mesin tekan beton dan lakukan tahapan sebagai berikut.

a.

Pasang 2 (dua) buah perletakan dengan lebar bentang 3 kali jarak titiktitik pembebanan dan pasang alat pembebanan sehingga mesin tekan


7/13

beton berfungsi sebagai alat uji lentur.

b. Atur pembebanan dan skala pembacaannya.

c.

Tempatkan benda uji yang sudah diberi tanda di atas perletakan

sedemikian sehingga tanda tumpuan yang dibuat pada benda uji, tepat

pada pusat tumpuan dari alat uji, dengan kedudukan sisi atas benda uji

pada waktu pengecoran berada pada bagian samping alat penekan dan

menyentuh benda uji pada sepertiga bentang titik tumpuan.

3) Siapkan formulir uji.

c) Prosedur pengujian

Pengujian dilakukan dengan beberapa tahapan sebagai berikut.

1)

Hidupkan mesin uji tekan beton yang telah dipersiapkan, tunggu kira-kira 30

detik.

2) Letakkan benda uji pada tumpuan dan atur benda uji sehingga siap untuk

pengujian.

3)

Atur pembebanannya untuk menghindari terjadi benturan.

4) Atur katup-katup pada kedudukan pembebanan dan kecepatan pembebanan

pada kedudukan yang tepat sehingga jarum skala bergerak secara perlahan-

lahan dan kecepatannya 8 kg/cm2 -10 kg/cm2 tiap menit.

5)

Kurangi kecepatan pembebanan pada saat-saat menjelang patah yang

ditandai dengan kecepatan gerak jarum pada skala beban agak lambat,

sehingga tidak terjadi kejut.

6) Hentikan pembebanan dan catat beban maksimum yang menyebabkan

patahnya benda uji, pada formulir uji seperti contoh pada lampiran.

7) Ambil benda uji yang telah selesai diuji, yang dapat dilakukan dengan

menurunkan plat perletakan benda uji atau menaikkan alat pembebanannya.

8) Ukur dan catat lebar dan tinggi tampang lintang patah dengan ketelitian

0,25 mm sedikitnya pada 3 tempat dan ambil harga rata-ratanya.

9) Ukur dan catat jarak antara tampang lintang patah dari tumpuan luar

terdekat pada 4 tempat di bagian tarik pada arah bentang dan ambil harga

rata-ratanya.


8/13

2.3 Pengujian fl exural strength dengan three point l oading (SNI.-03-4154-1996)

Pengujian kuat lentur beton dengan three point loading dilakukan dengan

memberikan tiga titik yaitu dua titik perletakan dan satu titik pembebanan dalam

pengujian seperti terlihat pada Gambar 2.4.

Peralatan yang digunakan adalah sebagai berikut :

a) Mesin uji tekan yang dapat menghasilkan beban dengan kecepatan kontinu dalam

satu kali gerakan tanpa menimbulkan efek kejut dan mempunyai ketelitian

pembacaan maksimum 0,5 kN;

b)

Mesin harus dilengkapi dengan dua buah blok tumpuan dan satu buah blok beban

yang dapat menyalurkjan beban tunggal terpusat dan reaksi-reaksi tumpuan tegak

lurus pada permukaan balok uji dengan garis-garis kerja sejajar satu sama lain, dan

tidak menimbulkan eksentrisitas, sebagai berikut :

1. selama pengujian berlangsung kedua blok tumpuan tidak boleh bergeser

sehingga bentang balok berubah lebih dari 2,5 mm;

2.

bentang di antara kedua blok tumpuan adalah 450 mm dengan toleransi 9 mm;

3. jarak beban tunggal terpusat ke tumpuan terdekat adalah 225 mm dengan

toleransi 4,5 mm;4. blok beban dan blok-blok tumpuan tingginya maksimal 64 mm diukur

terhadap sumbu putar blok, dan panjang blok minimal sama dengan lebar

baok uji;

c) Konstruksi blok beban dan blok-blok tumpuan harus :

1. bidang permukaan yang menempel pada balok uji harus merupakan setengah

silinder yang sumbunya berimpit dengan sumbu batang putar blok tumpuan

sendi atau blok beban, atau berimpit dengan sumbu putar bola blok tumpuan

rol, dan dapat berputar minimal 45°;

Gambar 2.1. Pengujian flexural strength denganthree point loading .


9/13

2. ketidak-rataan permukaan blok maksimal 0,05 mm;

3. ketiga blok bertumpu pada batang putar atau bola putar yang dilengkapi

dengan pegas spiral, dan harus berada dalam posisi tetap vertikal.

Cara pengujiannya adalah sebagai berikut :

a) Rumus perhitungan

Karena three point loading merupakan metode yang lebih sederhana

disbanding four point loading , maka kuat lentur dihitung menggunakan satu

persamaan berikut :

…………… (3)

Keterangan :

f lt kuat lentur, dalam Mpa;

P beban maksimum yang mengakibatkan keruntuhan balok uji, dalam

Newton;

L panjang bentang di antara kedua blok tumpuan, dalam mm;

b lebar balok rata-rata pada penampang runtuh, dalam mm;

d tinggi balok rata-rata pada penampang runtuh, dalam mm.

b) Persiapan pengujian

Persiapan pengujian harus memenuhi ketentuan sebagai berikut :

1) mesin uji dan blok-blok tumpuan disiapkan sehingga jarak sesuai dengan

Gambar 2.4;

2)

balok uji diletakan simetris atas kedua blok tumpuan dengan kedua sisi

samping bidang bekas cetakan sebagai bidang atas dan bidang bawah;

3)

blok beban diletakan tepat di tengah-tengah antara kedua bblok tumpuan pada

posisi sejajar;

4)

blok beban diturunkan perlahan-lahan sampai menempel pada bidang atas

balok, dan memberikan beban sebesar 3 % sampai 6 % beban maksimum

yang diperkirakan dapat dicapai;

5) celah-celah antara permukaan balok uji dengan permukaan blok beban dan

blok-blok tumpuan diamati dan diukur dengan alat peraba, bila terdapat celah


10/13

yang lebih besar dari 0,38 mm maka pada bagian tersebut balok uji harus

digerinda atau diratakan dengan cara diberi kaping;

6)

celah yang besarnya antara 0,10 mm sampai 0,38 dapat dihilangkan dengan

digerinda, diberi kaping, atau dipasang pita kulit sepanjang bidang permukaan

blok;

7)

tidak boleh dilakukan penggerindaan ke arah memanjang blok uji.

c) Prosedur pengujian

Lakukan pengujian sebagai berikut :

1) berikan pembebanan dengan kecepatan pembebanan kontinu tanpa

menimbulkan efek kejut dan memenuhi ketentuan sebagai berikut :

a. pada pembebanan sampai mencapai ± 50 % dari beban maksimum yang

diperkirakan, kecepatan pembebanan boleh lebih cepat dari 6 kN;

b. sesudah itu, sampai terjadi keruntuhan balok uji, kecepatan pembebanan

harus diatur antara 4,3 kN sampai 6 kN per menit.

2)

catat besarnya beban maksimum yang mengakibatkan keruntuhan;

3) ukur penampang runtuh sesuai ketentuan sebagai berikut :

a. lebar dan tinggi penampang adalah lebar rata-rata dan tinggi rata-rata

minimum dari tiga kali pengukuran;

b. jika patahan terjadi di tempat yang diberi kaping, maka tinggi

penampang yang diukur termasuk tebal kaping.

4) hitung kuat lentur sesuai rumus (3);

5) isikan semua nilai hasil pengukuran dan perhitungan dalam formulir.


11/13

BAB III

KESIMPULAN

1. Dalam pengujian flexural strength pada elemen perkerasan kaku/ beton, ada 2 (dua)

metode yang dapat diterapkan, yaitu :

a.

Four point loading

Pengujian kuat lentur beton dengan four point loading dilakukan dengan

memberikan empat titik yaitu dua titik perletakan dan dua titik pembebanan

b. Three point loading

Pengujian kuat lentur beton dengan three point loading dilakukan dengan

memberikan tiga titik yaitu dua titik perletakan dan satu titik pembebanan dalam

pengujian

2. Prosedur pengujian flexural strength tergantung pada metode pengujian yang kita

lakukan, seperti contoh :

a.

Prosedur pengujian four point loading

Pengujian dilakukan dengan beberapa tahapan sebagai berikut.

1) Hidupkan mesin uji tekan beton yang telah dipersiapkan, tunggu kira-kira

30 detik.

2) Letakkan benda uji pada tumpuan dan atur benda uji sehingga siap untuk

pengujian.

3)

Atur pembebanannya untuk menghindari terjadi benturan.

4) Atur katup-katup pada kedudukan pembebanan dan kecepatan pembebanan

pada kedudukan yang tepat sehingga jarum skala bergerak secara perlahan-

lahan dan kecepatannya 8 kg/cm2 -10 kg/cm2 tiap menit.

5)

Kurangi kecepatan pembebanan pada saat-saat menjelang patah yang

ditandai dengan kecepatan gerak jarum pada skala beban agak lambat,

sehingga tidak terjadi kejut.

6) Hentikan pembebanan dan catat beban maksimum yang menyebabkan

patahnya benda uji, pada formulir uji seperti contoh pada lampiran.

7)

Ambil benda uji yang telah selesai diuji, yang dapat dilakukan dengan

menurunkan plat perletakan benda uji atau menaikkan alat pembebanannya.


12/13

8) Ukur dan catat lebar dan tinggi tampang lintang patah dengan ketelitian

0,25 mm sedikitnya pada 3 tempat dan ambil harga rata-ratanya.

9) Ukur dan catat jarak antara tampang lintang patah dari tumpuan luar

terdekat pada 4 tempat di bagian tarik pada arah bentang dan ambil hargarata-ratanya.

b. Prosedur pengujian three point loading

Lakukan pengujian sebagai berikut :

1)

Berikan pembebanan dengan kecepatan pembebanan kontinu tanpa

menimbulkan efek kejut dan memenuhi ketentuan sebagai berikut :

c. Pada pembebanan sampai mencapai ± 50 % dari beban maksimum yang

diperkirakan, kecepatan pembebanan boleh lebih cepat dari 6 kN;d. Sesudah itu, sampai terjadi keruntuhan balok uji, kecepatan

pembebanan harus diatur antara 4,3 kN sampai 6 kN per menit.

2) Catat besarnya beban maksimum yang mengakibatkan keruntuhan;

3) Ukur penampang runtuh sesuai ketentuan sebagai berikut :

c. Lebar dan tinggi penampang adalah lebar rata-rata dan tinggi rata-rata

minimum dari tiga kali pengukuran;

d. Jika patahan terjadi di tempat yang diberi kaping, maka tinggi

penampang yang diukur termasuk tebal kaping.

4) Hitung kuat lentur sesuai rumus (3);

5)

Isikan semua nilai hasil pengukuran dan perhitungan dalam formulir.


13/13

DAFTAR PUSTAKA

Badan Standarisasi Nasional. 2011. Standar Nasional Indonesia (SNI). SNI-4431-2011. Cara

Uji Kuat Lentur Beton Normal dengan Dua Titik Pembebanan. Dewan Standarisasi

Indonesia. Jakarta.

_______________________. 1996. Standar Nasional Indonesia (SNI). SNI-03-4154-1996.

Metode Pengujian Kuat Lentur Beton dengan Balok Uji Sederhana yang Dibebani

Terpusat Langsung. Dewan Standarisasi Indonesia. Jakarta.

Affandi F., Widajat D., Dachlan T. 2003. Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen. Pusat

Litbang Prasarana Transportasi. Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah.

Jakarta.

Sian B., Tjondro A., Sidauruk R., Rizkiani S.N. 2013. Uji Eksperimental Kuat Lentur Balok

dan Pelat Beton Bertulang dengan Agregat Kasar dan Halus Beton Daur Ulang.

Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat (LPPM). Universitas Katolik

Parahyangan. Bandung.

makalah teknik jalan raya

Documents