penggunaan alat accelerometer untuk menganalisa...

35
i PENGGUNAAN ALAT ACCELEROMETER UNTUK MENGANALISA KONDISI BAWAH PERMUKAAN STRUKTUR KAKU (BETON) DI JALAN SEKARAN RAYA KOTA SEMARANG Skripsi Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil S1 Oleh Muhammad Ilham Bagus Purnamasidi NIM. 5113414042 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2019

Upload: others

Post on 09-Feb-2021

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • i

    PENGGUNAAN ALAT ACCELEROMETER UNTUK

    MENGANALISA KONDISI BAWAH PERMUKAAN

    STRUKTUR KAKU (BETON) DI JALAN SEKARAN RAYA

    KOTA SEMARANG

    Skripsi

    Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

    Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil S1

    Oleh

    Muhammad Ilham Bagus Purnamasidi

    NIM. 5113414042

    JURUSAN TEKNIK SIPIL

    FAKULTAS TEKNIK

    UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

    2019

  • ii

    PERSETUJUAN PEMBIMBING

    Nama : Muhammad Ilham Bagus Purnamasidi

    NIM : 5113414042

    Program Studi : Teknik Sipil, S1

    Judul : Penggunaan Alat Accelerometer Untuk Menganalisa Kondisi

    Bawah Struktur Permukaan Kaku (Beton) Di Jalan Sekaran Raya

    Kota Semarang

    Skripsi ini telah disetujui oleh pembimbing untuk diajukan ke sidang panitia ujian

    Skripsi Program Studi Teknik Sipil, S1 Fakultas Teknik Universitas Negeri

    Semarang.

    Semarang, Juli 2019

    Dosen Pembimbing,

    Untoro Nugroho, S.T., M.T.

    NIP. 196906151997021001

  • iii

    PENGESAHAN

    Skripsi dengan judul “Penggunaan Alat Accelerometer Untuk Menganalisa Kondisi

    Bawah Struktur Permukaan Kaku (Beton) Di Jalan Sekaran Raya Kota Semarang”

    telah dipertahankan di depan siding Panitia Ujian Skripsi/TA Fakultas Teknik

    UNNES pada tanggal … bulan …… tahun ……

    Oleh:

    Nama : Muhammad Ilham Bagus Purnamasidi

    NIM : 5113414042

    Program Studi : Teknik Sipil S1

    Panitia:

    Ketua,

    Aris Widodo, S.Pd., M.T.

    NIP. 197102071999031001

    Sekretaris,

    Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc.

    NIP. 196906151997021001

    Penguji II,

    Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc.

    NIP. 196906151997021001

    Penguji I,

    Mego Purnomo, S.T., M.T.

    NIP. 197306182005011001

    Penguji III/Pembimbing,

    Untoro Nugroho, S.T., M.T.

    NIP. 196906151997021001

    Mengetahui

    Dekan Fakultas Teknik UNNES,

    Dr. Nur Qudus, M.T.

    NIP.196911301994031001

  • iv

    PERNYATAAN KEASLIAN

    Dengan ini saya menyatakan bahwa :

    1. Skripsi/TA ini, adalah asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan

    gelar akademik (sarjana, magister, dan/atau doktor), baik di Universitas Negeri

    Semarang (UNNES) maupun di perguruan tinggi lain.

    2. Karya tulis ini adalah murni gagasan, rumusan, dan penelitian saya sendiri

    tanpa bantuan pihak lain, kecuali arahan Pembimbing dan masukan tim

    Penguji.

    3. Dalam karya tulis ini tidak terdapat karya atau pendapat yang telah ditulis atau

    dipublikasikan orang lain. Kecuali secara tertulis dengan jelas dicantumkan

    sebagai acuan dalam naskah dengan disebutkan nama pengarang dan

    dicantumkan dalam daftar pustaka.

    4. Pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan apabila dikemudian hari

    terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran dalam peryataan ini, maka saya

    bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang telah

    diperoleh karena karya ini, serta sanksi lainnya sesuai dengan norma yang

    berlaku di perguruan tinggi ini.

    Semarang, Juli 2019

    Yang Membuat Pernyataan

    Muhammad Ilham Bagus Purnamasidi

    NIM. 5113414042

  • v

    MOTTO DAN PERSEMBAHAN

    MOTTO

    “Menuntut ilmu adalah taqwa. Menyampaikan ilmu adalah ibadah. Mengulang-

    ulang ilmu adalah zikir. Mencari ilmu adalah jihad.” (Imam Ghozali)

    “Barang siapa menelusuri jalan untuk mencari ilmu padanya, Allah akan

    memudahkan baginya jalan menuju surga.” (HR. Muslim)

    “Kalau tidak pernah berjuang sampai akhir, kita tidak akah pernah melihat

    keberhasilan walau ada di depan mata.” (Marshall D. Teach)

    PERSEMBAHAN

    Kupersembahkan skripsi ini dengan penuh rasa bangga dan syukur kepada:

    Bapak Winarto

    Ibu Siti Murdiyati

    Kakak dan Adikku

    Teman-teman Jurusan Teknik Sipil, dan

    Almamater Universitas Negeri Semarang

  • vi

    ABSTRAK

    Muhammad Ilham Bagus Purnamasidi

    2019

    Penggunaan Alat Accelerometer Untuk Menganalisa Kondisi Bawah Struktur

    Permukaan Kaku (Beton) Di Jalan Sekaran Raya Kota Semarang

    Untoro Nugroho, S.T., M.T.

    Teknik Sipil S1

    Perkerasan jalan raya dirancang dengan kapasistas dan kekuatan tertentu

    terhadap beban kendaraan yang melintas. Struktur perkerasan jalan apabila

    mengalami deformasi terus-menerus dalam nilai yang besar maka struktur jalan

    terutama bagian permukaan akan mengalami kerusakan lebih cepat dari yang

    direncanakan. Penelitian ini bertujuan adalah (1) Mengetahui nilai percepatan,

    kecepatan, deformasi, dan frekuensi akibat beban melintas dengan alat

    accelerometer.; (2) Menganalisis deformasi struktur perkerasaan permukaan jalan.;

    (3) Menganalisis kinerja alat accelerometer dalam mengidentifikasi kondisi bawah

    permukaan jalan.; (4) Membandingkan nilai DEF accelerometer dengan ESAL

    Bina Marga.

    Studi ini dilakukan pada Jalan Sekaran Raya, Gunungpati, Kota Semarang.

    Obyek studi adalah struktur permukaan jalan kaku. Metode yang digunakan adalah

    Deskriptif Evaluatif. Analisis data yang dipakai adalah (1) Metode analisis

    percepatan, kecepatan, dan deformasi.; (2) Metode analisis Power Spektral

    Density.; (3) Metode grafik hasil output softwere DSAcc.

    Besarnya nilai percepatan untuk sepeda motor ialah dibawah ± 0,72 m/s2 dan

    untuk kendaran ringan diantara 0,82 m/s2 sampai dengan ± 2,0 m/s2. Keduanya

    memiliki nilai displacement sangat kecil (mendekati 0), yaitu 0,00012 mm untuk

    kendaraan ringan dan 0,00008 mm untuk sepedamotor. Koreksi nilai DEF cukup

    kecil dibandingkan ESAL Bina Marga. Metode ini telah mampu menampilkan hasil

    pembacaan percepatan, kecepatan, displacement dalam bentuk tabel dan grafik

    pada komputer.

    Kata kunci: Perkerasan Kaku, Percepatan, Kecepatan, Displacement, Frekuensi

    Getaran, Accelerometer, ESAL, Jalan Sekaran Raya.

  • vii

    KATA PENGANTAR

    Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya

    sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Pengaruh Bentuk

    Variasi Penampang Kolom Beton Bertulang Pada Perencanaan Struktur Jembatan”.

    Penyusunan skripsi ini tidak mungkin dapat diselesaikan dengan baik tanpa

    bimbingan, bantuan, dan dukungan dari berbagai pihak, maka dengan rasa

    hormat penulis mengucapkan terima kasih kepada :

    1. Prof. Dr. H. Fathur Rokhman, M. Hum, Rektor Universitas Negeri Semarang

    yang telah memberikan kesempatan bagi penulis untuk menimba ilmu di

    Universitas Negeri Semarang.

    2. Dr. Nur Qudus, M.T., Dekan Fakultas Teknik Sipil Universitas Negeri

    Semarang yang telah memberikan fasilitas dan kesempatan bagi penulis

    untuk mengikuti program S1 di Fakultas Teknik.

    3. Aris Widodo, S.Pd., M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

    Universitas Negeri Semarang yang telah memberikan fasilitas dan

    pelayanan selama penulis menempuh pendidikan.

    4. Untoro Nugroho, S.T., M.T., Dosen pembimbing yang telah berkenan

    memberikan bimbingan, pengarahan, dan motivasi dalam penyusunan skripsi

    ini.

    5. Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc., Dosen penguji I yang telah

    memberi saran dan masukan kepada penulis.

    6. Mego Purnomo, S.T., M.T., Dosen penguji II yang telah memberi saran dan

    masukan kepada penulis.

    7. Seluruh Bapak/Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas

    Negeri Semarang yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan

    bantuan selama penulis menimba ilmu di Universitas Negeri Semarang.

  • viii

    8. Seluruh staff dan karyawan Jurusan Teknik Sipil dan Fakultas Tenik

    Universitas Negeri Semarang yang telah membantu dalam proses

    perkuliahan.

    9. Teman-teman Program Studi Teknik Sipil S1 angkatan 2014 yang selalu

    mendukung, memberi hiburan, dan memberi semangat kepada penulis selama

    4 tahun masa studi.

    10. Berbagai pihak yang telah membantu dalam proses penyelesaian karya tulis

    ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

    Penulis berharap karya ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan bagi penelitian

    lain yang relevan pada bidang ini.

    Semarang, Juli 2019

    Penulis

  • ix

    DAFTAR ISI

    HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

    PERSETUJUAN PEMBIMBING ....................................................................... ii

    PENGESAHAN .................................................................................................... iii

    PERNYATAAN KEASLIAN .............................................................................. iv

    MOTTO DAN PERSEMBAHAN ........................................................................ v

    ABSTRAK ............................................................................................................ vi

    KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii

    DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix

    DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii

    DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii

    BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

    1.1. Latar Belakang Masalah ............................................................................... 1

    1.2. Identifikasi Masalah ..................................................................................... 2

    1.3. Batasan Masalah ........................................................................................... 2

    1.4. Perumusan Masalah ...................................................................................... 3

    1.5. Tujuan Penelitian .......................................................................................... 3

    1.6. Manfaat Penelitian ........................................................................................ 4

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 5

    2.1. Tinjauan Umum ............................................................................................ 5

    2.2. Landasan Teori ............................................................................................. 5

    2.2.1. Definisi Jalan ......................................................................................... 5

  • x

    2.2.2. Perkerasan Jalan ..................................................................................... 6

    2.2.3. Jenis Perkerasan Jalan ............................................................................ 7

    2.2.4. Umur Rencana ....................................................................................... 9

    2.2.5. Kerusakan Struktur Perkerasan Jalan .................................................. 10

    2.2.6. Survei Kondisi Kelayakan Struktural .................................................. 11

    2.2.7. Faktor Yang Mempengaruhi Lendutan Perkerasan ............................. 13

    2.2.8. Beban Dinamis Kendaraan .................................................................. 14

    2.2.9. Defleksi Permukaan Perkerasan Kaku Terhadap Beban Kendaraan ... 14

    2.2.10. Sensor Accelerometer ........................................................................ 16

    2.2.11. Perangkat Lunak DSAcc .................................................................... 16

    BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ 18

    3.1. Waktu dan Tempat Penelitian .................................................................... 18

    3.1.1. Waktu Penelitian .................................................................................. 18

    3.1.2. Tempat Penelitian ................................................................................ 18

    3.2. Teknik Pengumpulan Data ......................................................................... 19

    3.3. Alur Penelitian ............................................................................................ 20

    3.4. Diagram Penelitian ..................................................................................... 21

    3.5. Peralatan Penelitian .................................................................................... 22

    3.6. Prosedur Penelitian ..................................................................................... 23

    3.7. Pengambilan Data ....................................................................................... 24

    3.8. Data Lalu Lintas Harian (LHR) .................................................................. 25

    3.9. Pengolahan dan Analisa Data ..................................................................... 26

    3.9.1. Pengolahan Data .................................................................................. 26

  • xi

    3.9.2. Analisa Data ......................................................................................... 26

    3.10. Faktor ESAL Menurut Metode Bina Marga ............................................. 27

    3.11. Hubungan ESAL dengan Percepatan Alat Accelerometer ....................... 28

    BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 32

    4.1. Analisa Output Accelerometer ................................................................... 32

    4.1.1. Sensor Gerak Dari Sepeda Motor (MC) .............................................. 32

    4.1.2 Sensor Gerak Dari Kendaraan Ringan (LV) ......................................... 42

    4.2. Rekap Hasil Analisa Nilai Akselerasi ........................................................ 56

    4.3. Nilai ESAL Metode Bina Marga ................................................................ 56

    4.3. DEF (Faktor ESAL dari Percepatan Alat Accelerometer) ......................... 57

    4.4. Perbandingan Nilai ESAL Bina Marga dan DEF Alat Accelerometer ...... 63

    BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 65

    5.1. Kesimpulan ................................................................................................. 65

    5.2. Saran ........................................................................................................... 66

    DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 67

    LAMPIRAN ......................................................................................................... 69

  • xii

    DAFTAR TABEL

    Tabel 3.1. Data Lalu Lintas Harian Lokasi Penelitian ......................................... 28

    Tabel 3.2. Konfigurasi Beban Sumbu Kendaraan ................................................ 31

    Tabel 4.1. Output Nilai Percepatan Detik 93 – 93,2 ............................................ 37

    Tabel 4.2. Output Nilai Percepatan Detik 122,2 – 122,4 ...................................... 40

    Tabel 4.3. Output Nilai Percepatan Detik 136,05 – 136,25 ................................. 43

    Tabel 4.4. Output Nilai Percepatan Detik 479 – 479,2 ......................................... 46

    Tabel 4.5. Output Nilai Percepatan Detik 29,65 – 29,85 ...................................... 48

    Tabel 4.6. Output Nilai Percepatan Detik 272,05 – 272,25 .................................. 51

    Tabel 4.7. Output Nilai Percepatan Detik 318,05 – 318,25 .................................. 54

    Tabel 4.8. Output Nilai Percepatan Detik 516,85 – 517,05 .................................. 57

    Tabel 4.9. Output Nilai Percepatan Detik 545,5 – 545,7 ...................................... 59

    Tabel 4.10. Rekap Nilai Maksimum Akselerasi ................................................... 61

    Tabel 4.11. Dimensi Kendaraan Rencana ............................................................ 65

    Tabel 4.12. Rekap Perhitungan Nilai DEF Kendaraan Ringan ............................ 68

    Tabel 4.13. Perbandingan Nilai DEF dan ESAL Kendaraan Ringan .................. 69

  • xiii

    DAFTAR GAMBAR

    Gambar 2.1. Susunan Lapis Perkerasan Lentur ..................................................... 8

    Gambar 2.2. Susunan Lapis Perkerasan Kaku ....................................................... 9

    Gambar 2.3. Susunan Lapis Perkerasan Komposit ................................................ 9

    Gambar 2.4. Balok Sebelum Terjadi Deformasi .................................................. 16

    Gambar 2.5. Balok Setelah Terjadi Deformasi .................................................... 16

    Gambar 2.6. Tampilan Aplikasi DSAcc .............................................................. 18

    Gambar 3.1. Peta Administrasi Kota Semarang ................................................... 20

    Gambar 3.2. Peta Lokasi Penelitian Berdasarkan Gambar Satelit 2D ................. 21

    Gambar 3.3. Peta Lokasi Penelitian Berdasarkan Gambar Satelit 3D ................. 21

    Gambar 3.4. Alur Penelitian ................................................................................. 23

    Gambar 3.5. Rangkaian Kerja Alat Accelerometer ............................................... 25

    Gambar 3.6. Grafik Lalu Lintas Harian Jalan Patemon ↔ Banaran ..................... 29

    Gambar 3.7. Kurva Respon Frekuensi (FRF) ....................................................... 34

    Gambar 4.1. Output Grafik DSAcc Pada 93 – 93,2 Detik .................................... 36

    Gambar 4.2. Gambar Pada 93 – 93,2 Detik di Lapangan .................................... 37

    Gambar 4.3. Output Grafik DSAcc Pada 122,2 – 122,4 Detik ............................. 39

    Gambar 4.4. Gambar Pada 122,2 – 122,4 Detik di Lapangan ............................. 39

    Gambar 4.5. Output Grafik DSAcc Pada 136,05 – 136,25 Detik ......................... 42

    Gambar 4.6. Gambar Pada 136,05 – 136,25 Detik di Lapangan ......................... 42

    Gambar 4.7. Output Grafik DSAcc Pada 479 – 479,2 Detik ................................ 45

    Gambar 4.8. Gambar Pada 479 – 479,2 Detik di Lapangan ................................ 45

  • xiv

    Gambar 4.9. Output Grafik DSAcc Pada 29,65 – 29,85 Detik ............................. 47

    Gambar 4.10. Gambar Pada 29,65 – 29,85 Detik di Lapangan ............................ 48

    Gambar 4.11. Output Grafik DSAcc Pada 272,05 – 272,25 Detik ....................... 50

    Gambar 4.12. Gambar Pada 272,05 – 272,25 Detik di Lapangan ........................ 50

    Gambar 4.13. Output Grafik DSAcc Pada 318,05 – 318,25 Detik ....................... 53

    Gambar 4.14. Gambar Pada 318,05 – 318,25 Detik di Lapangan ........................ 53

    Gambar 4.15. Output Grafik DSAcc Pada 516,85 – 517,05 Detik ....................... 56

    Gambar 4.16. Gambar Pada 516,85 – 517,05 Detik di Lapangan ........................ 56

    Gambar 4.17. Output Grafik DSAcc Pada 545,5 – 545,7 Detik ........................... 58

    Gambar 4.18. Gambar Pada 545,5 – 545,7 Detik di Lapangan ............................ 59

    Gambar 4.19. Grafik Frekuensi Getaran Kendaraan Ringan pada DSAcc ............ 63

    Gambar 4.20. Formula Estimasi Penentuan Modulus Elastisitas Beton ............... 64

    Gambar 4.21. Tebali Perkerasan Beton di Lapangan ............................................ 65

    Gambar 4.22. Distribusi Beban Sumbu Kendaraan Ringan .................................. 67

  • 1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1. Latar Belakang Masalah

    Sehubungan dengan perkembangan media transportasi darat, terutama

    kendaraan bermotor yang meliputi jenis, ukuran, dan jumlah maka kenyamanan

    arus lalu lintas dan daya dukung dari perkerasan jalan harus menjadi perhatian.

    Permasalahan utama yang sering ditemui pada konstruksi jalan di daerah tropis

    adalah kerusakan pada perkerasan jalan yang terjadi dalam masa umur pelayanan

    konstruksinya. Pemilihan struktur perkerasan jalan harus tepat agar memenuhi

    standar fungsi jalan agar kondisi jalan tetap aman dan nyaman untuk memberikan

    pelayanan terhadap lalu lintas kendaran.

    Prasarana yang terbebani oleh volume lalu lintas yang tinggi dan berulang-

    ulang akan menyebabkan terjadinya penurunan kualitas jalan sebagaimana

    indikatornya dapat diketahui dari kondisi permukaan jalan, baik kondisi struktural

    maupun fungsionalnya yang mengalami kerusakan. Kegagalan fungsional adalah

    apabila perkerasan tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan yang direncanakan dan

    menyebabkan ketidaknyamanan bagi pengguna jalan. Sedangkan kegagalan

    struktural terjadi apabila ditandai dengan adanya kerusakan pada satu atau lebih

    bagian dari struktur perkerasan jalan yang disebabkan lapisan tanah dasar yang

    tidak stabil, beban lalu lintas, kelelahan permukaan, dan pengaruh kondisi

    lingkungan sekitar. (Yoder, 1975).

    Liu, Otto, dan Wang (2018) mencoba menganalisis defleksi perkerasan aspal

    dengan menggunakan geophone. Penelitian tersebut mengukur dan mengevaluasi

    kerusakan dari perkerasan aspal di bawah beban bergerak dengan cara geophone,

    simulator beban seluler (MLS) dan back-calculation tool. Getaran dipindahkan ke

    defleksi permukaan dalam analisis dan kemudian digunakan untuk menghitung

    parameter material dari jalur uji dengan alat back-perhitungan. Hasilnya

    menunjukkan bahwa defleksi yang berasal dari geophone individu memiliki

  • 2

    kesepakatan yang tinggi satu sama lain dan dengan demikian pengulangan

    menunjukkan pengukuran secara mekanis kuat. Komputasi variasi parameter

    material dan respons mekanis yang sesuai konsisten dengan peningkatan siklus

    pemuatan yang diterapkan oleh MLS.

    Penelitian ini mencoba mengembangkan metode investigasi kekuatan jalan

    dengan geophysic. Tahap pertama yang dilakukan adalah mengecek hubungan

    antara vibrasi dan kekuatan jalan. Kemudian dilakukan pengukuran percepatan,

    kecepatan, displacement, dan getaran pada domain waktu menggunakan alat

    Pengukur Vibrasi Berbasis Accelerometer. Analisis input data dilakukan

    menggunakan perangkat lunak terhadap data vibrasi yang diakuisisi. Hasil data

    ditampilkan dalam bentuk grafik dan ditampilkan secara real-time ketika

    pengukuran dilakukan.

    1.2. Identifikasi Masalah

    Dari penjelasan latar belakang yang telah diuraikan di atas, dengan ini

    didapatkan identifikasi masalah sebagai berikut :

    1.2.1 Kondisi struktur permukaan perkerasan jalan sebagai pemicu kerusakan

    jalan.

    1.2.2 Tidak ada studi kasus mengenai pengukuran dan evaluasi pada struktur

    perkerasan jalan pada lokasi penelitian.

    1.3. Batasan Masalah

    Dalam penelitian ini, analisa defleksi dan kekuatan permukaan jalan batasi

    oleh beberapa hal yaitu :

    1.3.1 Lokasi penelitian di Jalan Raya Banaran, Sekaran, Gunungpati, Kota

    Semarang.

    1.3.2 Metode yang digunakan adalah Metode Analisis Data Vibrasi Berbasis

    Accelerometer.

  • 3

    1.3.3 Pengolahan data menggunakan perangkat lunak yang digunakan untuk

    melakukan analisis terhadap vibrasi yang diakuisisi. Beberapa fitur yang

    dimiliki oleh aplikasi adalah :

    a. Analisis percepatan, kecepatan, dan displacement pada domain waktu.

    b. Analisis Power Spectral Density (PSD) dari data vibrasi yang didapat.

    c. Display dalam bentuk grafik dan ditampilkan secara real-time ketika

    pengukuran dilakukan.

    d. Analisis offline terhadap data vibrasi yang disimpan.

    e. Aplikasi dapat menyimpan dan menampilkan data vibrasi yang disimpan

    dalam format ASCII.

    1.4. Perumusan Masalah

    Berdasarkan latar belakang tersebut, maka rumusan masalah dalam penelitian

    ini adalah sebagai berikut:

    1.1.1 Bagaimana hasil pengukuran nilai percepatan dan kecepatan partikel tanah,

    serta displacement pada permukaan tanah struktur perkerasan jalan di lokasi

    penelitian?

    1.1.2 Bagaimana efisiensi dan keakuratan hasil pengukuran menggunakan alat

    accelerometer untuk evaluasi perkerasan struktur jalan pada lokasi

    penelitian?

    1.1.3 Bagaimana kinerja hasil penggunaan alat accelerometer dalam pengukuran

    nilai DEF (Dynamic ESAL Factor) dengan pembanding nilai ESAL Bina

    Marga?

    1.5. Tujuan Penelitian

    Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

    1.1.1 Untuk mengetahui hasil pengukuran nilai percepatan dan kecepatan partikel

    tanah, serta displacement pada permukaan tanah struktur perkerasan jalan

    di lokasi penelitian.

  • 4

    1.1.2 Untuk mengetahui efisiensi dan keakuratan hasil pengukuran menggunakan

    alat accelerometer untuk evaluasi perkerasan struktur jalan pada lokasi

    penelitian.

    1.1.3 Untuk mengetahui kinerja hasil penggunaan alat accelerometer dalam

    pengukuran nilai DEF (Dynamic ESAL Factor) dengan pembanding nilai

    ESAL Bina Marga?

    1.6. Manfaat Penelitian

    Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dapat membantu

    memberikan sistem pengukuran defleksi permukaan dan evaluasi perkerasan jalan.

    Kemudian memberikan inovasi yang tepat dan efisien dalam hal perbaikan

    kerusakan jalan di daerah tersebut.

  • 5

    BAB II

    TINJAUAN PUSTAKA

    2.1. Tinjauan Umum

    Penelitian ini dikembangkan melalui beberapa referensi yang berhubungan

    dengan objek pembahasan sebagai batasan studi dimana didalamnya memuat hal-

    hal sebagai asumsi yang diambil untuk mempermudah penyelesaian penelitian ini.

    Perkerasan jalan adalah campuran antara agregat dan bahan ikat yang

    digunakan untuk melayani beban lalu lintas. Kekuatan dan keawetan konstruksi

    perkerasan jalan sangat tergantung pada sifat-sifat dan daya dukung tanah dasar.

    Pemberian konstruksi lapisan perkerasan dimaksudkan agar tegangan yang

    terjadi sebagai akibat pembebanan pada perkerasan ke tanah dasar

    (subgrade) tidak melampaui kapasitas dukung tanah dasar. Konstruksi

    perkerasan jalan dibedakan menjadi tiga kelompok menurut bahan pengikat yang

    digunakan untuk membentuk lapisan atas, yaitu perkerasan lentur (flexible

    pavement), perkerasan kaku (rigid pavement) dan perkerasan komposit

    (composite pavement) yaitu perkerasan kaku yang dikombinasikan dengan

    perkerasan lentur. (Sukirman, 2010).

    Metode Analisis Data Vibrasi Berbasis Accelerometer merupakan metode

    non-destructive testing yaitu pengecekan kekuatan konstruksi perkerasan lapisan

    jalan tanpa merusak permukaan jalan itu sendiri. Dimana metode ini menggunakan

    alat akuisisi data vibrasi berbasis tranducer accelerometer yang memiliki 3 (tiga)

    derajat kebebasan (Degree of Freedom atau DOF) serta dilengkapi dengan

    perangkat lunak untuk analisis sinyal.

    2.2. Landasan Teori

    2.2.1. Definisi Jalan

    Menurut Undang-Undang No. 13 Tahun 1980, jalan merupakan suatu

    prasarana perhubungan darat dalam bentuk apapun yang meliputi segala bagian

    jalan termasuk bangunan pelengkap dan perlengkapannya yang diperuntukkan bagi

  • 6

    lalu-lintas. Bangunan pelengkap jalan adalah bangunan yang tidak dapat dipisahkan

    dari jalan, antara lain: jembatan, overpass (lintas atas), underpass (lintas bawah),

    tempat parkir, gorong-gorong, tembok penahan dan saluran air jalan. Yang

    termasuk perlengkapan jalan antara lain: rambu-rambu jalan, rambu-rambu lalu-

    lintas, tanda-tanda jalan, pagar pengaman lalu-lintas, pagar dan patok daerah milik

    jalan.

    2.2.2. Perkerasan Jalan

    Tujuan utama dari dibangunannya perkerasan adalah untuk memberikan

    permukaan yang rata dengan kekesatan tertentu, dengan umur rencana layanan

    cukup panjang, serta pemeliharaan yang minimum. Dapat dinyatakan perkerasan

    adalah lapisan kulit (permukaan) keras yang diletakan pada formasi tanah setelah

    selesainya pekerjaan tanah atau dapat pula didefinisikan bahwa perkerasan adalah

    struktur yang memisahkan antara roda/ban kendaraan dengan tanah dasar yang

    berada di bawahnya. Perkerasan di atas tanah biasanya di bentuk dari beberapa

    lapisan yang relatif lemah di bagian bawah, dan berangsur-angsur lebih kuat di

    bagian yang lebih atas. Suasana yang demikian ini memungkinkan penggunaan

    secara lebih ekonomis dari material yang tersedia. (Hardiyatmo, 2015).

    Menurut Hardiyatmo (2015), adapun dijelaskan guna perkerasan jalan adalah

    sebagai berikut :

    1. Untuk memberikan perkuatan rata/halus bagi pengendara.

    2. Untuk mendistribusikan beban kendaraan di atas formasi tanah secara

    memadai, sehingga melindungi tanah tekanan yang berlebihan.

    3. Untuk melindungi formasi tanah dari pengaruh buruk perubahan cuaca.

    Adapun menurut Sukirman (1999), tingkat kinerja dari perkerasan jalan

    meliputi tiga hal adalah sebagai berikut :

    1. Keamanan (safety)

    Keamanan yang ditentukan oleh besarnya gesekan akibat adanya kontak antara

    ban dan permukaan jalan. Besarnya gaya gesek yang terjadi dipengaruhi oleh

  • 7

    bentuk dan kondisi ban, tekstur permukaan jalan, kondisi cuaca dan lain

    sebagainya.

    2. Wujud Perkerasan (structural pavement)

    Yaitu kondisi fisik jalan tersebut seperti adanya retak-retak, amblas, alur,

    gelombang, dan lain sebagainya.

    3. Fungsi Pelayanan (functional performance)

    Fungsi pelayanan sehubungan dengan bagaimana perkerasan tersebut

    memberikan pelayanan sehubungan dengan bagaimana perkerasan tersebut

    memberikan pelayanan kepada pemakai jalan. Wujud perkerasan dan fungsi

    pelayanan umumnya merupakan satu kesatuan yang dapat digambarkan

    dengan kenyamanan pengemudi (riding quality).

    2.2.3. Jenis Perkerasan Jalan

    Pada umumnya pembuatan jalan menempuh jarak beberapa kilometer sampai

    ratusan kilometer bahkan melewati medan yang berbukit, berliku-liku dan berbagai

    masalah lainnya. Oleh karena itu jenis konstruksi perkerasan harus disesuaikan

    dengan kondisi tiap-tiap tempat atau daerah yang akan dibangun jalan tersebut,

    khususnya mengenai bahan material yang digunakan diupayakan mudah

    didapatkan disekitar trase jalan yang akan dibangun, sehigga biaya pembangunan

    dapat ditekan.

    Sukirman (1999) menyatakan bahwa berdasarkan bahan pengikatnya

    konstruksi jalan dapat dibedakan menjadi tiga (3) macam yaitu:

    a. Perkerasan Lentur (Flexible Pavement)

    Perkerasan lentur/flexible pavement merupakan perkerasan yang

    menggunakan aspal sebagai bahan pengikatnya dan umumnya di Indonesia

    menggunakan campuran aspal dengan penetrasi 60/70 dan 85/100. Lapisan

    perkerasan jenis permukaan (surface course) yaitu lapisan pondasi (base

    course) dan pondasi bawah (subbase course), dan perkerasan lentur ini

    memiliki tingkat pelayanan kenyamanan yang lebih baik apabila dibandingkan

    dengan perkerasan kaku.

  • 8

    Adapun lapisan-lapisan perkerasan lentur adalah :

    Gambar 2.1 Sususnan lapis perkerasan lentur

    (Sumber: Bina Marga No.03/M/N/B/1983)

    b. Perkerasan Kaku (Rigid Pavement)

    Konstruksi perkerasan kaku (rigid pavement) adalah lapis perkerasan yang

    menggunakan semen sebagai bahan ikat antar materialnya. Pelat beton dengan

    atau tanpa tulangan diletakkan diatas tanah dasar dengan atau tanpa lapis

    pondasi bawah. Beban lalu lintas dilimpahkan ke pelat beton, mengingat biaya

    yang lebih mahal dibanding perkerasan lentur perkerasan kaku jarang

    digunakan, tetapi biasanya digunakan pada proyek-proyek jalan layang, apron

    bandara, dan jalanjalan tol.

    Karena beton akan segera mengeras setelah dicor, dan pembuatan beton

    tidak dapat menerus, maka pada perkerasan ini terdapat sambungan-

    sambungan beton atau joint. Pada perkerasan ini juga slab beton akan ikut

    memikul beban roda, sehingga kualitas beton sangat menentukan kualitas pada

    rigid pavement.

    Adapun lapisan-lapisan perkerasan kaku adalah:

    Gambar 2.2 Sususnan lapis perkerasan kaku

    (Sumber: Bina Marga No.03/M/N/B/1983)

  • 9

    c. Perkerasan Komposit (Composite Pavement)

    Perkerasan kaku yang dikombinasikan dengan perkerasan lentur dapat

    berupa perkerasan lentur diatas perkerasan kaku. Perkerasan komposit

    merupakan gabungan konstruksi perkerasan kaku (rigid pavement) dan lapisan

    perkerasan lentur (flexible pavement) di atasnya, dimana kedua jenis

    perkerasan ini bekerja sama dalam memikul beban lalu lintas. Untuk ini maka

    perlu ada persyaratan ketebalan perkerasan aspal agar mempunyai kekakuan

    yang cukup serta dapat mencegah retak refleksi dari perkerasan beton di

    bawahnya.

    Adapun lapisan-lapisan perkerasan komposit adalah :

    Gambar 2.3 Sususnan lapis perkerasan komposit

    (Sumber: Bina Marga No.03/M/N/B/1983)

    2.2.4. Umur Rencana

    Umur rencana pada dasarnya direncanakan dari jumlah waktu dalam tahun

    dihitung sejak jalan tersebut mulai dibuka untuk lalu lintas kendaraan ringan

    maupun kendaraan berat sampai diperlukan suatu perbaikan yang bersifat struktural

    sampai diperlukan overlay lapisan perkerasan. Selama umur rencana tersebut pada

    pemeliharaan perkerasan jalan tetap harus dilakukan, seperti pelapisan non

    struktural yang berfungsi sebagai lapis aus. Umur rencana untuk perkerasan lentur

    jalan baru umumnya 20 tahun dan untuk peningkatan jalan 10 tahun. Umur rencana

    yang lebih besar dari 20 tahun tidak lagi ekonomis karena perkembangan lalu lintas

    yang terlalu besar dan sukar mendapatkan ketelitian yang memadai, selain itu

    tambahan tebal lapisan perkerasan menyebabkan biaya awal yang cukup tinggi.

    (Sukirman,1992).

  • 10

    2.2.5. Kerusakan Struktur Perkerasan Jalan

    Lapisan perkerasan sering mengalami kerusakan atau kegagalan sebelum

    mencapai umur rencana. Kerusakan pada perkerasan dapat dilihat dari kegagalan

    fungsional dan struktural. Kegagalan fungsional adalah apabila perkerasan tidak

    dapat berfungsi lagi sesuai dengan yang direncanakan dan menyebabkan

    ketidaknyamanan bagi pengguna jalan. Sedangkan kegagalan struktural terjadi

    ditandai dengan adanya rusak pada satu atau lebih bagian dari struktur perkerasan

    jalan yang disebabkan lapisan tanah dasar yang tidak stabil, beban lalu lintas,

    kelelahan permukaan, dan pengaruh kondisi lingkungan sekitar (Yoder, 1975).

    Menurut Departemen Pekerjaan Umum (2007), kerusakan pada konstruksi jalan

    (demikian juga dengan bahu beraspal) dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu:

    1. Air, yang dapat berasal dari hujan, sistem drainase jalan yang tidak baik, atau

    naiknya air berdasarkan sifat kapilaritas air bawah tanah.

    2. Iklim, di Indonesia yang termasuk beriklim tropis dimana suhu dan curah hujan

    yang umumnya tinggi.

    3. Lalu lintas, yang diakibatkan dari peningkatan beban (sumbu kendaraan) yang

    melebihi beban rencana, atau juga repetisi beban (volume kendaraan) yang

    melebihi volume rencana sehingga umur rencana jalan tersebut tidak tercapai.

    4. Material konstruksi perkerasan, yang dapat disebabkan baik oleh sifat/ mutu

    material yang digunakan ataupun dapat juga akibat cara pelaksanaan yang tidak

    sesuai.

    5. Kondisi tanah dasar yang tidak stabil, yang mungkin disebabkan karena cara

    pemadatan tanah dasar yang kurang baik, ataupun juga memang sifat tanah

    dasarnya yang memang jelek.

    Kerusakan yang terjadi pada perkerasan lentur adalah mencakup semua

    kerusakan seperti:

    1. Retak (cracks)

    Berdasarkan bentuknya retak dibagi menjadi: garis, blok, kulit buaya dan

    parabola.

    2. Perubahan bentuk (deformation)

  • 11

    Dikenal juga dengan istilah Distorsion. Kerusakan ini menyebabkan perubahan

    bentuk permukaan perkerasan dari bentuk aslinya. Deformasi dapat dibedakan

    atas alur (rutting), keriting (corrugation), sungkur (shoving), amblas

    (depression), dan jembul (upheaval).

    3. Cacat permukaan (surface defect)

    Kerusakan ini sering disebut dengan Disintegration. Kerusakan ini ditimbulkan

    akibat pecahnya lapisan permukaan menjadi fragmen-fragmen kecil yang jika

    dibiarkan akan menyebabkan kehancuran total seluruh perkerasan. Kerusakan

    ini dikelompokan menjadi delaminasi (delamination), kegemukan (bleeding),

    pengausan (polishing), pelepasan butir (ravelling), pengelupasan lapis

    perkerasan (stripping), dan tambalan (patches).

    4. Cacat tepi (edge defect)

    Kerusakan ini terjadi pada pertemuan tepi permukaan perkerasan dengan bahu

    jalan tanah (bahu tidak beraspal) atau juga pada tepi bahu jalan beraspal dengan

    tanah sekitarnya. Bentuk kerusakan cacat tepi permukaan dibedakan atas

    gerusan tepi (edge break) dan penurunan tepi (edge drop). Umumnya

    kerusakan-kerusakan yang timbul itu tidak disebabkan oleh satu faktor saja,

    tetapi dapat merupakan gabungan dari penyebab yang saling kait-mengait.

    Sebagai contoh adalah retak pinggir, pada awalnya dapat diakibatkan oleh tidak

    baiknya sokongan dari damping. Dengan terjadinya retak pinggir,

    memungkinkan air meresap masuk ke lapis di lubang-lubang disamping

    melemahkan daya dukung lapisan dibawahnya (Kementerian Pekerjaan

    Umum, 2007).

    2.2.6. Survei Kondisi Kelayakan Struktural

    Hasil pengamatan visual di lapangan akan diperoleh luas kerusakan,

    kedalaman ataupun lebar retak yang nantinya dipergunakan untuk menentukan

    kelas kerusakan jalan. Densitas kerusakan ini dipengaruhi oleh kuantitas tiap jenis

    kerusakan dan luas segmen jalan yang ditinjau. Penentuan deduct value dapat

    segera dihitung setelah kelas kerusakan densitas diperoleh.

    1. Survei Kelayakan Struktural

  • 12

    Survei kelayakan struktural konstruksi perkerasan dilaksanakan guna

    menentukan kelayakan struktur dari perkerasan jalan serta guna mengetahui

    permasalahan yang dialami oleh struktur perkerasan jalan tersebut. Peninjauan

    pada kondisi perkerasan dilihat berdasakan penetapan kriteria perancangan

    guna melaksanakan program pemeliharaan serta program prioritas rehabilitas.

    Survei evaluasi kelayakan struktural konstruksi perkerasan dapat dilaksanakan

    dengan dua cara yaitu secara destruktif dan nondestruktif, dimana survei

    evaluasi kelayakan struktural konstruksi perkerasan secara destruktif yaitu

    dengan cara membuat tes pit pada perkerasan, mengambil sampel dengan cara

    pemeriksaan langsung di lokasi survei. Namun pengambilan sampel dalam

    survei evaluasi kelayakan struktural konstruksi perkerasan tersebut dapat

    merusak kondisi perkerasan jalan yang disurvei.

    2. Survei Kondisi Permukaan

    Survei ini bertujuan untuk menentukan kondisi permukaan perkerasan serta

    untuk mengetahui tingkat kenyamanan permukaan jalan terhadap lalu lintas

    saat ini. Survei ini dapat dilakukan secara visual dapat menggunakan metode

    PCI ataupun dengan bantuan alat mekanis. Informasi yang didapatkan dari

    survei kondisi permukaan dapat digunakan sebagai evaluasi program

    pemeliharaan perkerasan jalan hingga pada program rehabilitasi perkerasan

    jalan dengan kualitatif yang didapat berdasarkan data kuatitas, adapun survei

    secara visual meliputi :

    a. Penilaian kualitas kondisi dari lapisan permukaan dari sangat baik, baik,

    sedang, atau rusak.

    b. Penilaian dilakukan dengan mencari nilai kerapatan kerusakan pada ruas

    jalan.

    c. Penilaian berat kerusakan yang terjadi, baik kualitas maupun kuantitas,

    penilaian dilakukan pada kerusakan kerusakan yang terjadi pada

    perkerasan yang membuat tingkat pelayanan perkerasan tersebut

    berkurang, penilaian kerusakan seperti retak-retak (cracking), kegemukan

    (bleeding), retak kotak-kotak (block cracking), cekungan (bumb and sags),

  • 13

    kriting (corrugation), amblas (depression), retak pinggir (edge cracking),

    retak sambung (joint reflec cracking), retak memanjang/melintang

    (longitudinal/trasverse cracking), tambalan (patching end utiliti cut

    patching), pengausan agregat (polised agregat), lubang (pot hole), alur

    (ruling), pengelupasan lapis permukaan (stripping), sungkur (shoving),

    jembul (upheavel) dan pelepasan butir (revelling).

    2.2.7. Faktor Yang Mempengaruhi Lendutan Perkerasan

    1. Kinerja Perkerasan Akibat Roda Perkerasan

    Permukaan dari suatu perkerasan lentur biasanya akan melendut apabila

    dilalui oleh beban roda kendaraan. Besar dan bentuknya lendutan bervariasi

    tergantung dari beberapa faktor yaitu pada jenis perkerasan, sifat-sifat teknis

    seperti elatisitas, tebal perkerasan, tanah dasar, cuaca, dan umur perkerasan.

    Deformasi yang terjadi dapat bersifat permanen ataupun bisa

    terpulihkannya lendutan. Deformasi permanen terdiri dari konsolidasi dan

    deformasi plastis. Deformasi plastis adalah suatu perubahan bentuk tanpa

    adanya perubahan dalam volume.

    2. Pengaruh Tempratur Terhadap Lendutan Perkerasan

    Besarnya lendutan pada suatu perkerasan aspal yang diakibatkan beban lalu

    lintas tergantung terhadap temperaturnya. Apabila suhu turun bitumen akan

    menjadi lebih kental, getas, lapis perkerasan akan menjadi lebih kaku, dan akan

    meningkatnya daya sebar beban serta menurunkan nilai lendutannya. Oleh

    karena itu temperatur harus dicatat pada saat pengukuran lendutan dan

    pembacaan ini disesuaikan dengan suhu standar. Faktor koreksi suhu standar

    yaitu 35° pada daerah tropis adalah tidak konstan tetapi tergantung pada suhu

    yang diuji.

    3. Pengaruh Musim Terhadap Lendutan Perkerasan

    Lendutan yang terjadi akibat beban gandar kendaraan pada permukaan

    jalan bervariasi dengan musim. Defleksi rata-rata pada musim dingin lebih

    tinggi bila dibandingkan dengan lendutan rata-rata pada waktu musim panas.

  • 14

    Hal ini dapat disimpulkan bahwa daya dukung subgrade akan turun selama

    musim dingin akibat tingginya kadar air pada tanah. Sebaliknya pula

    menurunnya lendutan pada musim panas disebabkan oleh turunnya kadar air

    pada tanah dan terjadinya rekompaksi dan rekonsolidasi pada struktur

    perkerasan jalan termasuk subgrade oleh beban lalu lintas.

    2.2.8. Beban Dinamis Kendaraan

    Beban dinamis merupakan beban yang besarnya (intensitasnya) berubah-

    ubah menurut waktu, sehingga dapat dikatakan besarnya beban merupakan fungsi

    waktu. Bekerja hanya untuk rentang waktu tertentu saja, akan tetapi walaupun

    hanya bekerja sesaat akibat yang ditimbulkan dapat merusakkan struktur bangunan,

    oleh karena itu beban ini harus diperhitungkan didalam merencanakan struktur

    bangunan.

    Sehingga beban dinamis kendaraan adalah beban yang timbul akibat adanya

    pengaruh kendaraan dengan respon yang berubah-ubah menurut waktu dan

    mempengaruhi struktur yang bersangkutan menjadi bergetar. Beban dinamis akibat

    kendaraan menimbulkan gaya inersia pada pusat massa yang arahnya berlawanan.

    Terdapat dua beban dinamis yang bekerja pada struktur jalan yaitu beban

    hidup dan beban kejut. Beban hidup sendiri terdiri dari beban kendaraan yang

    melintas pada perkerasan lentur termasuk beban pejalan kaki dan beban jalur lalu

    lintas. Sementara itu, beban kejut sendiri yaitu pengaruh getaran dari pengaruh

    dinamis lainnya.

    2.2.9. Defleksi Permukaan Perkerasan Kaku Terhadap Beban Kendaraan

    Defleksi merupakan perubahan bentuk pada balok dalam arah y akibat adanya

    pembebanan vertikal yang diberikan pada batang material. Deformasi dapat dilihat

    berdasarkan defleksi sesuai dengan bahan material, dari posisinya sebelum

    mengalami pembebanan. Defleksi diukur dari permukaan netral awal ke posisi

    netral setelah terjadi deformasi. Konfigurasi yang diasumsikan dengan deformasi

    permukaan netral dikenal sebagai kurva elastis dari balok.

  • 15

    Gambar 2.4 Balok sebelum terjadi deformasi.

    Gambar 2.5 Balok setelah terjadi deformasi.

    Hal - hal yang mempengaruhi terjadinya defleksi yaitu :

    a. Kekakuan batang

    Batang yang sifatnya semakin kaku maka lendutan yang dihasilkan akan

    semakin kecil.

    b. Besarnya kecil gaya yang diberikan

    Besar-kecilnya gaya yang diberikan pada batang berbanding lurus dengan

    besarnya defleksi yang terjadi. Dengan kata lain semakin besar beban yang

    dialami batang maka defleksi yang terjadi semakin besar.

    c. Jenis tumpuan yang diberikan

    Jumlah reaksi dan arah pada tiap jenis tumpuan berbeda-beda. Oleh karena

    itu besarnya defleksi pada penggunaan tumpuan yang berbeda-beda tidaklah

    sama. Semakin banyak reaksi dari tumpuan yang melawan gaya dari beban

    maka defleksi yang terjadi pada tumpuan rol lebih besar dari tumpuan pin

    (pasak) dan defleksi yang terjadi pada tumpuan pin lebih besar dari tumpuan

    jepit.

    d. Jenis beban yang terjadi pada batang

  • 16

    Beban terdistribusi merata dengan beban titik, keduanya memiliki kurva

    defleksi yang berbeda-beda. Pada beban terdistribusi yang terjadi pada bagian

    batang yang paling dekat lebih besar. Ini karena sepanjang batang mengalami

    beban sedangkan pada beban titik hanya terjadi pada beban titik tertentu saja.

    Beban terdistribusi merata dengan beban titik, keduanya memiliki kurva

    defleksi.

    2.2.10. Sensor Accelerometer

    Acceleration atau percepatan dapat didefinisikan sebagai perubahan

    kecepatan terhadap perubahan waktu. Di samping itu, percepatan dapat

    dihubungkan juga dengan perubahan jarak atau perubahan posisi seperti persamaan

    berikut:

    𝑎 =𝜕𝑉

    𝜕𝑡=

    𝜕2𝑥

    𝜕𝑡2

    di mana α adalah percepatan (m/s2), V adalah kecepatan (m/s), t adalah waktu (s),

    dan x adalah jarak atau posisi. Satuan dari acceleration juga menggunakan g. Satuan

    g ini sebanding dengan grafitasi bumi di atas permukaan laut yaitu 32,2 ft/s2 atau

    9,81 m/s2. Accelerasi atau percepatan merupakan salah satu besaran fisis yang

    dapat dideteksi oleh sensor.

    Secara umum, aplikasinya dapat dimanfaatkan untuk mengukur getaran dan

    percepatan. Prinsip kerja sensor didasarkan pada hukum Fisika bahwa apabila suatu

    konduktor digerakkan melalui dalam suatu medan magnet, maka akan timbul suatu

    tegangan induksi pada konduktor tersebut. Accelerometer yang diletakkan di

    permukaan bumi dapat mendeteksi percepatan 1g (ukuran gravitasi bumi) pada titik

    vertikalnya. Sedangkan untuk percepatan yang arah pergerakan secara horizontal,

    sensor accelerometer akan mengukur percepatannya secara langsung ketika

    bergerak secara horizontal.

    2.2.11. Perangkat Lunak DSAcc

    Softwere DSAcc merupakan aplikasi yang diciptakan untuk mengolah

    keseluruhan alat accelerometer. Aplikasi ini menerima dan mengolah data dari

    input sensor yang kemudian ditampilkan dalam bentuk grafik acceleration pada 3

  • 17

    arah sumbu (x, y, dan z), velocity, displacement, dan frekuensi. Di dalamnya juga

    sudah dilengkapi petunjuk penggunaan aplikasi ini dengan penggunaan bahasa

    yang mudah dan universal. Di bawah ini merupakan tampilan dari perangkat lunak

    DSAcc:

    Gambar 2.6 Tampilan Aplikasi DSAcc.

    Software DSAcc digunakan untuk melakukan analisis terhadap data vibrasi

    yang diakuisisi. Beberapa fitur yang dimiliki oleh aplikasi adalah:

    1. Analisis percepatan, kecepatan, dan displacement pada domain waktu.

    2. Analisis Power Spectral Density (PSD) dari data vibrasi yang didapat.

    3. Display dalam bentuk grafik dan ditampilkan secara real-time ketika

    pengukuran dilakukan.

    4. Analisis off-line terhadap data vibrasi yang disimpan.

    5. Aplikasi dapat menyimpan dan menampilkan data vibrasi yang disimpan dalam

    format ASCII.

  • 65

    BAB V

    KESIMPULAN DAN SARAN

    5.1. Kesimpulan

    Setelah dilakukan penelitian tentang analisa kondisi bawah permukaan

    struktur perkerasaan kaku akibat lalu lintas kendaraan di Jalan Sekaran Raya, dapat

    disimpulkan bahwa:

    1) Alat sensor akan lebih optimal menampilkan hasil apabila alat sensor benar-

    benar terinjak oleh kendaraan yang melintas. Berdasarkan hasil output yang

    terekam pada aplikasi DSAcc didapat kisaran nilai percepatan untuk kendaran

    sepeda motor ialah di bawah ± 0,72 m/s2 dan untuk kendaran ringan (mobil

    penumpang) di antara 0,82 m/s2 sampai dengan ± 2,0 m/s2.

    Kemudian di dapat nilai kecepatan partikel tanah dari kendaraan ringan (mobil

    penumpang) lebih tinggi dibanding dari sepeda motor, dengan nilai 0,026 m/s

    dari kendaraan ringan dan 0,018 m/s dari sepeda motor.

    Untuk nilai displacement meskipun nilainya sangat kecil (bahkan mendekati

    0), namun juga menunjukan bahwa pengaruh yang disebabkan oleh kendaraan

    ringan (mobil penumpang) memiliki nilai displacement lebih tinggi

    dibandingkan dari sepeda motor, yaitu dengan nilai 0,00012 mm dari

    kendaraan ringan (mobil penumpang) dan 0,00008 mm dari sepeda motor.

    Sedangkan untuk nilai frekuensi rata-rata dari kendaraan ringan memiliki nilai

    5,7273 Hz dan sepeda motor memiliki nilai 11,9051 Hz.

    2) Nilai DEF Alat Accelerometer dari kendaraan ringan bervariatif dengan

    dipengaruhi oleh berat isi kendaraan tersebut, dengan nilai DEF rata-rata

    adalah 0,00046, sedangkan nilai ESAL Faktor Bina Marga untuk kendaraan

    ringan adalah 0,000451. Didapatkan perbedaan yang cukup kecil antara DEF

    dan ESAL, sehingga menghitung getaran kendaraan dengan accelerometer

    dapat dijadikan acuan lain untuk mencari nilai Faktor ESAL.

    3) Berdasarkan penelitian ini, metode analisa untuk mendeteksi kondisi tanah di

    bawah perkerasan jalan dengan menggunakan alat sensor accelerometer ini

  • 66

    sudah relevan digunakan atau diaplikasikan di Indonesia yang setidaknya untuk

    menggantikan metode-metode testing yang bersifat destruktif seperti metode

    core drill.

    5.2. Saran

    a) Bagi Institusi

    Diharapkan kedepan dapat mengembangkan dan melengkapi kekurangan-

    kekurangan dari alat accelerometer sekaligus aplikasi penglohnya yaitu DSAcc

    menerapkan proses testing pada perkerasan jalan dengan metode non-destruktif,

    sehingga tidak merusak perkerasan jalan yang sudah dibangun. Salah satu metode

    non-destruktif adalah dengan menggunakan alat sensor accelerometer.

    b) Bagi Pembaca

    Kelemahan untuk saat ini pada alat accelerometer ialah dimensi alat sensor masih

    terlalu kecil, sedangkan sensor hanya akan terbaca atau terekam nilainya apabila

    alat sensor benar-benar terinjak oleh kendaraan. Oleh karena itu, pada penelitian

    selanjutnya diharapkan dapat mengembangkan atau mendesain ulang dimensi alat

    sensor lebih besar dan memanjang supaya setiap kendaraan yang melintasi jalan

    dapat terekam oleh sensor dengan lebih tepat dan maksimal.

  • 67

    DAFTAR PUSTAKA

    P. Hasibuan, Hrc. Priyosulistiuo and S. Siswosukarto. 2014. Predicting Internal

    Compressive Force on Equal Angle Steel Section Upon Various Support

    Type Using Vibration Method, Procedia Engineering 95. 260-271.

    A, Sabato. 2015. Pedestrian bridge vibration monitoring using awireless MEMS

    accelerometer board, Computer Supported Cooperative Work in Design

    (CSCWD). IEEE 19th International Conference.

    Fatoni, A. 2006. Metodologi Penelitian Dan teknik Penyusunan Skripsi. Jakarta:

    Rineka Cipta

    Hasibuan, Purwandi, and Syaryadhi. 1997. Penggunaan MMA7361 sebagai

    Alternatif Pengukuran Lendutan pada Jembatan Secara Nirkabel Berbasis

    ATmega32. Jurnal Rekayasa Elektrika.

    Tjokrodimuljo, Kardiono. 2007. Teknologi Beton. Yogyakarta: Biro Penerbit

    KMTS FT UGM.

    Cernica, J.N. 1995. Geotechnical Engineering - Foundation Design. John Wiley &

    Sons. Canada.

    Departments of The Army and The Air Force. 1994. Pavement Design for Roads,

    Streets, and Open Storage Areas, Rigid Layered Method. Prentice-Hall,

    New Jersey, USA.

    Brinkgreve, R.B.J and Vermeer. 1998. Plaxis Version 7. A.A.Balkema/

    Rotterdam/Brookfield/1998. Netherlands.

    Yoder, E.J and Witczak, M.W. 1975. Principles of Pavement Design. 2nd Edition.

    New York: John Wiley & Sons, inc.

    Liu P., F. Otto, D. Wang. 2017. Measurement and Evaluation on Deterioration of

    Asphalt Pavements by Geophones, Measurement. German Reasearch

    Foundation.

    Sukirman, Silvia. 1999. Perkerasan Lentur Jalan Raya. Penerbit Nova. Bandung.

    Sukirman, Silvia. 2010. Perencanaan Tebal Struktur Perkerasan Lentur. Penerbit

    Nova. Bandung.

  • 68

    Presiden Republik Indonesia, 27 Desember 1980. Undang Undang No. 13 Tahun

    1980 Tentang Jalan.

    Hardiyatmo, H C. 2015. Analisis dan Perancangan FONDASI bagian I edisi

    kedua.Yogyakarta: Gajah Mada University Press.

    Direktorat Jenderal Bina Marga. 1983. Manual Perkerasan Jalan No.

    01/MN/BM/1983. Departemen Pekerjaan Umum.

    Direktorat Jenderal Bina Marga. 1983. Manual Pemeliharaan Jalan No.

    03/MN/B/1983. Departemen Pekerjaan Umum.

    Departemen Pekerjaan Umum. 2007. Faktor-Faktor Penyebab Kerusakan Jalan.

    Jakarta.

    BAPPEDA, Badan Perencanaan Pembangunan Daerah. 2010-2030. Rencana Tata

    Ruang Wilayah Kota Pagar Alam. Kota Pagar Alam.

    Das, Braja M. 1993. Principles of Soil Dynamics. PWS-Kent Publishing Company.

    Boston.

    Hancock dan Bommer. 2004. Predicting The Number of Cycles of Ground Motion.

    (Jurnal).

    Rifki, Mustofa. 2011. Analisis Periode Getar dan Redaman Struktur Jembatan

    Teksas Berdasarkan Data Pengukuran Vibrasi. (Skripsi). Depok. Jurusan

    Teknik Sipil Universitas Indonesia.