Tebal Pelat Rigid

Analisis Perhitungan Tebal Pelat... (Ibnu Arief, R. Surya Legawa K, Eka Afrianti S,
Elia Emisasmita/ Hal. 1-15)
ANALISIS PERHITUNGAN TEBAL PELAT RIGID PAVEMENT
(Studi Kasus Perhitungan Tebal Pelat Rigid Pavement Ruas jalan Wonosari km 24,
Patuk, Gunung Kidul, Yogyakarta)
1
Ibnu Arief, 2
R.Surya Legawa K, 3
Eka Afrianti Sanjani, 4
Elia Emisasmita
1,2,3,4
Jurusan Pendidikan Teknik Sipil dan Perencanaan, FT UNY
xchaca@y7mail.com
ABSTRAK
Volume lalulintas di jalan raya akhir-akhir ini semakin meningkat, tetapi
tidak sebanding dengan peningkatan jalan yang ada. Hal ini yang menyebabkan
terjadinya kerusakan jalan yang mengakibatkan kendala dan permasalahan yang
terjadi di lalulintas. Untuk menanggulangi permasalahan yang terjadi, maka
digunakan metode perkerasan kaku (rigid pavement), dari hal tersebut penelitian ini
bertujuan menghitung tebal pelat yang mana akan harus diketahui sebelum
pembuatan rigid pavement. Penelitian dilakukan dengan metode survey dan
dilakukan di Ruas jalan wonosari km 24 ,patuk, gunung kidul, Yogyakarta selama 1
hari tanggal 30 september 2013 pukul 12.00-14.00 WIB. Berdasarkan analisis yang
telah kami lakukan, tebal pelat rigid pavement di ruas jalan wonosari km 24 ,patuk,
gunung kidul, Yogyakarta adalah 9,449 inch atau 24 cm.
Kata kunci : Perkerasan kaku (Rigid Pavement), tebal pelat.
PENDAHULUAN
Jalan raya juga harus dibuat dengan aman, cepat, tepat, nyaman,efisien
dan ekonomis. Agar transportasi berjalan sedemikiaan rupa maka jalan harus
mempunyai pelengkap sesuai standar yang telah ditentukan faktor geometrik,
perkerasan jalan,an lain-lainl. Perkerasan jalan terdiri atas dua jenis, yaitu
perkerasan lentur yang bahan pengikatnya adalah aspal dan perkerasan kaku
dengan semen sebagai bahan pengikatnya yang jalannya biasa juga disebut jalan
beton (rigid pavement). Jalan beton (rigid pavement) merupakan suatu konstruksi
perkerasan dimana menggunakan pelat beton yang terletak di atas pondasi atau
langsung di atas tanah dasar pondasi. Pelat beton sendiri memerlukan perhatian
khusus dan dalam pelaksanaannya dibutuhkan suatu ketelitian yang khusus juga
seperti faktor-faktor alam yaitu : lapisan tanah, bentuk badan jalan, faktor drainase,
keadaan cuaca dan iklim, dan lain-lain.
Ruas jalan wonosasi km 24, Patuk, Gunung Kidul, Yogyakarta adalah jalan
penghubung antar kabupaten dan merupakan jalan nasional yang memiliki banyak
kontur naik turun dari yang mempunyai kelandaian tertentu dan banyaknya
kendaraan-kendaraan berat seperti truck trailer, bus yang melewati jalan tersebut
MARSHALL,VOL.2,NO.1, JANUARI 2014 31

sehingga jalan tersebut dibuat rigid pavement dan dalam hal ini perlu diketahui tebal
pelatnya.
KAJIAN TEORI
Rigit Pavement
Rigid pavement adalah suatu konstruksi (perkerasan) dimana agregat
sebagai bahan baku dan semen sebagai bahan ikatnya. Ada beberapa komponen
konstruksi perkerasan kaku (rigid pavement) yaitu sebagai berikut :
1. Tanah Dasar (Subgrade)
2. Lapis Pondasi (Subbase)
3. Tulangan
Pada perkerasan kaku (rigid pavement) terdapat dua jenis tulangan.
Adapun kedua tulangan tersebut, yaitu :
a. Tulangan plat yang pada umumnya berbentuk lembaran dan gulungan
b. Tulangan sambungan terdiri atas tulangan sambungan melintang dan
tulangan sambungan memanjang.
4. Sambungan (Joint)
5. Bound breaker di Atas subbase
6. Alur permukaan atau grooving/ brushing
METODE
Observasi perkerasan kaku yang dimaksud dalam observasi ini adalah
pengambilan data secara rasional yang berarti kegiatan observasi itu dilakukan
dengan cara-cara yang masuk akal sehingga terjangkau oleh penalaran manusia.
Pendataan yang bertujuan memperoleh data secara langsung/turun kelapangan
dengan di Jalan wonosari km 24 Yogyakarta.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Mulai
Data:
Lebar jalan (m)
Sambungan (joint) melintang dan
memanjang
Tebal plat
Selesai

Dalam perencanaan perhitungan tebal plat rigid pavement pada American
Assocation of State High-Way and Transportation Official guide for design of
pavement structures (AASHTO 2009), diberikan parameter-parameter perencanaan
secara praktis. AASHTO 2009 memberikan langkah-langkah, parameter dan
prosedur berikut :
1. Traffic Design (Analisis Lalu Lintas)
a. Umur Rencana
Untuk pelebaran jalan dimana struktur pengkarasannya adalah flexible
pavement dan pelebarannya dengan gabungan rigid pavement, maka diambil
umur rencana 10 tahun untk menyesuaikan umur rencana flexible pavement
itu sendiri.
b. Faktor distribusi arah (DD)
Mengacu pada AASHTO 2009, nilai faktor distribusi arah (DD) berkisar antara
0,3 – 0,7 dan biasanya diambil 0,5 (AASHTO halaman II-9).
c. Faktor Distribusi Lajur (DL)
Tabel 1. Faktor Distribusi Lajur (DL)
No. Jumlah Lajur Setiap Arah DL (%)
1 1 Arah 100
2 2 Arah 80 – 100
3 3 Arah 60 – 80
4 4 Arah 50 – 75
(Sumber : AASHTO 2009)
Dalam analisis ini jumlah lajur adalah 2 sehingga didapat D L = 80-100
d. Lalu lintas harian rata-rata (LHR)
Tabel 2. Penggolongan Kendaraan Bina marga No. 01/Mn/Bm/83:Mst1
No. Jenis Kendaraan Golongan
1 Sedan, jeep dan station wagon 2
2 Pick-up, combi 3
3 Truck 2 as (L). micro truck, mobilhantaran 4
4 Bus kecil 5a
5 Bus besar 5b
6 Truck 2 as (H) 6
7 Truck 3 as 7a
8 Trailer 4 as, truck gandengan 7b
9 Truck semi trailer 7c
(Sumber : AASHTO 2009)
Berdasarkan data lalu lintas dari Dinas Bina Marga Propinsi
JawaTengah, diperoleh:
Tabel 3. Data Lalu Lintas Harian Rata-rata Ruas Jalan Purworejo
No Tahun Jenis/ Golongan Kendaraan
1 2 3 4 5a 5b 6a 6b 7a 7b 7c 8
1 1999 3739 1031 844 1031 121 400 99 66 21 13 13 1980
2 2001 3930 1091 887 1084 127 420 104 69 22 14 14 2081

3 2002 4675 1716 1100 856 483 368 1090 1090 255 0 0 1326
4 2005 1763 2019 1403 735 951 1082 2164 2776 334 5 14 2388
( Dinas Bina Marga Jawa Tengah)
(Sumber : Aziz & Nurhayati, 2011)
Keterangan:
1. Sepeda motor, sekuter, kendaraan roda tiga
2. Sedan, jip, station wagon (2 ton)
3. Opelet, combi, minibus (2 ton)
4. Pickup, microtruck, mobil hantaran (2 ton)
5. a) Bus kecil (5 ton)
b) Bus besar (8 ton)
6. a) Truk ringan 2 sumbu (10 ton)
b) Truk sedang 2 sumbu (13 ton)
7. a) Truk 3 sumbu (20 ton)
b) Truk gandeng (25 ton)
c) Truk semi trailer (30 ton)
8. Kendaraan tidak bermotor
e. Vehicle Damage Factor (VDF)
1) Jika dilakukan survey primer beban ganda kendaraan, maka digunakan
nilai VDF dari hasil survey tersebut.
2) Jika tidak dilakukan survey primer beban ganda kendaraan (untuk
kondisi dan proyek-proyek tertentu tidak dilaksanakan survey primer ini),
maka perlu dilakukan kajian VDF dengan mengambil data sekunder/
silinder/ literature dari berbagai sumber yang bisa mewakili analisis ruas
jalan yang akan direncanakan. Adapun sumber yang dapat dipakai, yaitu
:
a) Bina Marga Mst – 10 ton
b) Naasra Mst – 10 ton
c) Pustrans 2002
d) Cipularang 2002
e) Pantura 2003 Mst – 10 ton
f) Pustrans 2004 Semarang – Demak
g) Pustrans 2004 Yogyakarta – Sleman/ Tempel

Tabel 16.Perhitungan Angka Ekuivalen Beban Sumbu Kendaraan
No. Tipe Kendaraan &
Konfigurasi Sumbu
Berat
total
(ton)
konfigurasi beban sumbu roda (ton) Vehicle
Damage
Factor
Depan
ST,RT
Belakang
ke-1 ke-2 ke-3 ke-4 ke-
5
1 Sedan,
jeep dan
Station
Wagon
2 1.1 2.00 1.00 1.00
ST,
RT
0,0005
2 Pick-up,
combi
3 1.2 8.30 2.82 5.48
ST,
RG
0,2174
3 Truk 2 as
(L).micro
truck,
mobil
hantaran
4 1.2L 8.30 2.82 5.48
ST,
RG
0,2174
4 Bus kecil 5a 1.2 8.30 2.82 5.48
ST,
RG
0,2174
5 Bus besar 5b 1.2 9.00 3.06 5.94
ST,
RG
0,3006
6 Truk 2 as
(H)
6 1.2H 15.15 5.15 10.00
ST,
RG
2,4159
7 Truk 3 as 7a 1.2.2 25.00 6.25 9.38
SG,
RG
9.38
SG,
RG
2,7416
8 Trailer 4
as, Truk
gandengan
7b 1.2 +
2.2
31.40 5.65 8.79
ST,
RG
8.48
ST,
RG
8.48
ST,
RG
3,9083
9 Truk semi
trailer
7c 1.2.2 +
2.2
40.13 5.88 10.00
SG,
RG
10.00
SG,
RG
7.00
SG,
RG
7.25
SG,
RG
4,1718
(Sumber : Bina Marga No. 1 /Mn/Bm/83: Mst – 10)

Dari beberapa analisis tersebut, selanjutnya dapat digunakan untuk
menghitung traffic design dengan rumus sebagai berikut :
365
1
18 xDxDxVDFxLHRW LDj
Nn
n
j∑= …………………………………
(1)
Dimana :
W18 = Traffic design pada lajur lalu lintas, Equivalent single axel load
LHRj = jumlah lalu lintas harian rata-rata 2 arah untuk kendaraan jenis j
VDFj = Vehicle damage factor untuk jenis j
DD = Faktor distribusi arah
DL = Faktor distribusi lajur
N1 = Lalu lintas pada tahun pertama jalan dibuka
Nn = Lalu lintas pada akhir umur jalan
Sehingga didapatkan nilai W 18 sebagai berikut:
Tabel 4. Tabel Perhitungan ESAL dengan Ms. Exel
VDF LHR Dd DL W18
0,0005 201
9
0,5 0,9 165,810375
0,2174 140
3
0,5 0,9 50098,25385
0,2174 735 0,5 0,9 26245,34325
0,2174 951 0,5 0,9 33958,26045
0,3006 108
2
0,5 0,9 53422,1811
24,1590 494
0
0,5 0,9 19602491,81
27,4160 334 0,5 0,9 1504028,052
39,0830 5 0,5 0,9 32096,91375
41,7180 14 0,5 0,9 95930,541
Jumlah 21398437,16
2. Reability
Tabel 5. Reability (R) : AASHTO 2009
No. KlasifikasiJalan Reability (R)
Urban Rural
1 JalanTol 85 – 99,9 80 – 99,9
2 JalanArteri 80 – 99 75 – 95
3 JalanKolektor 80 – 95 75 – 95
4 JalanLokal 50 – 80 50 – 80

Klasifikasi jalan yang digunakan dalam analisis ini adalah arteri urban (80-99)
a. Standard Normal Deviation
Dari data ditas diperoleh hasil sebagai berikut :
Tabel 6. Hasil Reliability dan Standard Normal Deviation
R(%) ZR
80 -0,841
89,5 -1,2575
99 -2,327
b. Standard Deviation (So)
Standard deviation untuk rigid pavement : S o = 0,30-0,40 (AASHTO, 2009)
3. Serviceability loss
Standard deviation untuk rigid pavement : S o = 0,30-0,40
(AASHTO, 2009)
Terminal serviceability index : pt = 2,5 (AASHTO, 2009)
Initial serviceabilit : p o = 4,5 (AASHTO, 2009)
Total loss of serviceability : ∆PSI = p o – p t =2…….............................................(2)
Tabel 7. Parameter desain R, ZR, So
No Parameter Angka
Tengah
Batas
Bawah
Batas
Atas
1 Reliability (R) 89,5 80 99
2 Standard Normal
Deviation (ZR)
-1,2575 -0,841 -2,327
3 Standard lDeviation
(So)
0,35 0,30 0,40
(Sumber: AASHTO 2009)
4. California Bearing Ratio (CBR)
Spesifikasi jalan mensyaratkan CBR tanah minimum 6%, makaModulus of
subgrade reaction (k) :
a. CBR = 6
k = = = = 464 pci .........................................................(3)

Rigid Pavement menggunakan Wet Loan Concrete dibawah plat beton tebal
7 cm. Koreksi effective modulus of subgrade reaction, didapat k=160 pci.
Gambar 1. Grafik Grafik CBR
(Sumber : AASHTO 2009, halaman II-42)
b. CBR = 5
Spesifikasi jalan mensyaratkan CBR tanah minimum 6%, maka Modulus
of subgrade reaction (k) :
k = = = = 387 pci .........................................................(4)
7 cm. Koreksi effective modulus of subgrade reaction, didapat k=130 pci.

c. CBR = 4
Spesifikasi jalan mensyaratkan CBR tanah minimum 6%, maka Modulus
of subgrade reaction (k) :
k = = = = 309 pci .........................................................(5)
7 cm. Koreksi effective modulus of subgrade reaction, didapat k=110 pci

5. Kuat Tekan Beton
Di Indonesia yang menjadi ketentuan parameter utama adalah flexural strength
yaitu Sc’ = 45 kg/m2
. Maka perlu dicari nilai kuat tekan beton dengan persamaan
sebagai berikut :
fr = 0,70 .........................................................................................(6)
Dimana fr = Flexural strength = S c ’
fc’ = Kuat tekan beton
Sc’ = 45 kg/m2
= 45 x 0,084 = 3,8 Mpa = fr ............................................(7)
fr = 0,70 .........................................................................................(8)
3,78 = 0,70 ........................................................................................(9)
fc’ = 29,16 Mpa = = 34,14 kg/m2
..................................................(10)
Jika ditinjau dengan menggunakan fc = 375 kg/m2
fc = 375 x 0,084 = 31,5 Mpa ...............................................................(11)
fr = 0,70 = 0,70 = 3,93 Mpa = 3,93 x 0,084 = 46,77
kg/m2
...................................................................................................................(12)
Dari pendekatan diatas, diperoleh tabel sebagai berikut:
Tabel 8. Hasil Perhitungan Kuat Tekan Beton
No Kuat Tekan (kg/m2
) Flexural Strength
(kg/m2
)
1 34,14 45
2 350 45,18
3 375 46,77
Modulus Elastisitas Beton (Ec)
fc’ = 350x 14,22 = 4977 psi ..............................................................(13)
Ec = 57000 = 57000 = 4.020.000 psi ............................(14)
6. Flexural Strength
Flexural Strength (modulus of rupture) ditetapkan sesuai spesifikasi pekerjaan. Di
Indonesia umumnya digunakan Sc’ = 45 kg/ cm2
.

7. Drainage Coefficient
Berdasarkan pendekatan hidrologi di Indonesia dan dari literatute serta sumber
yang ada, nilai drainage coefficient dapat didekati.
a. Penetapan variabel prosen perkerasan terkena air
Koefisien pangaliran (C) :
Tabel 9. Tabel koefisien pengaliran
Koefisien
Pengaliran
C 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95
Binkot jalan
beton
dan
aspal
0.70-
0.95
Imam
Subarkah
jalan
aspal
0.70-
0.95
T jalan
beton
0.80-
0.95
Interval C
terpilih
0.80-
0.95
T C yang
mewakili
0.875
keterangan:
T jam = 3 jam per hari
T hari = 103 hari hujan dalam setahun
C = 0,875 = 87,5 %
WL = 100 – C =100 – 87,5 = 12,5 % .....................................................(15)
Pheff = x x 125 x 100 = 44 % ........................................................(16)
Dengan dasar pendekatan tersebut, maka dapat digunakan angka
presentase struktur perkerasan dalam satu tahun terkena air sampai tingkat
saturated< 1%.
1) Penetapan variable mutu drainase
Pendekatan dengan lama dan frekuensi hujan, yang rata-rata terjadi
kurang dari 3 jam per hari dan jarang sekali terjadi hujan terus menerus
selama 1 minggu, dapat diambil pendekatan drainase.
Tabel 10. Koefisien drainasi

Untuk kondisi ini, diambil quality of drainage : Fair-good
2) Penetapan drainage coefficient
Persen perkerasan dalam satu tahun terkena air sampai tingkat
saturated< 1% Mutu drainase :fair-good
Dari pendekatan 2 variabel diatas didapat drainage coefficient : Cd = 1,15
Tabel 11. Tabel drainage coefficient
Drainage coefificient Cd 1,10 1,15 1,20
Good
1,15-
1,20
Fair
1,10-
1,15
Interval Cd 1,15
Cd yang mewakili 1,15 1,15
Percent of time pavement structure is exposed to
moisture levels approaching saturation
Quality of
Drainage < 1 % 1-5 % 5-25 % > 25 %
Exellent 1,25-1,20 1,20-1,15 1,15-1,10 1,10
Good 1,20-1,15 1,15-1,10 1,10-1,00 1,00
Fair 1,15-1,10 1,10-1,00 1,00-0,90 0,90
Poor 1,10-1,00 1,00-0,90 0,90-0,80 0,80
Very poor 1,00-0,90 0,90-0,80 0,80-0,70 0,70

8. Load Transfer Coefficient
Penetapan pendekatan parameter load transfer menurut AASHTO 2009,
meliputi :
a. Joint and dowel, J = 2,5 – 3,1
b. Overlay design, J = 2,2 – 2,6
Tabel 12. Tabel Load Transfer
Pavement
Type
Nilai
J
2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1
Plain
Joited &
Jointed
Reinferee
d
2,5-
3,1
Overlay
Design
2,2-
2,6
Interval J
Terpilih
2,5-
2,6
J yang
Mewakili
2,55
2,25
Load transfer coefficient, diambil J = 2,55

Tabel 13. Rangkuman Parameter Desain Tebal Pelat Beton Rigid Pavement
No. Parameter Satuan Angka tengah Batas bawah Batas atas
1. Umur Rencana Tahun 10 10 10
2. Lalu Lintas, ESAL - 21398437,16 21398437,16 21398437,16
3. Terminal
Serviceability (pt)
- 2,5 2,5 2,5
4. Initial Serviceability
(po)
- 4,5 4,5 4,5
5. Serviceability loss :
∆PSI = po – pt
- 2 2 2
6. Reliability (R) % 89,5 80 99
7. Standard Normal
deviation (ZR)
- -1,2575 -0,841 -2,327
8. Standard Deviation
(So)
- 0.35 0,30 0,40
9. CBR % 5 4 6
10. Modulus Reaksi
Tanah Dasar (k)
Pci 130 110 160
11. Kuat Tekan (fc’) kg/cm2
350 350 350
12. Modulus Elastisitas
Beton (Ec)
Psi 4.020.000 4.020.000 4.020.000
13. Flexural Strenght
(S’c)
Psi 640 640 640
14. Drainage
Coefficient (Cd)
- 1,15 1,10 1,20
15. Load Transfer
Coefficient (J)
- 2,55 2,50 2,60

Rumus Tebal Plat
1. Rumus persamaan tebal plat :
Log10 w18 = ZR S0 + 7,35 LOG 10 (D + 1) – 0,06 + + (4,22 – 0,32
pt) x log 10 ...................................................................(17)
Log10 21398437,16 = (-1,2575 x 0,35) + 7,35 log10 (D+1) – 0,06 + +
+ (4,22 – ( 0,32 x2,5 ) ) x log 10
.........................................................................................................................
(18)
2. Tabel hasil perhitungan tebal plat dengan Ms. Exel
Tabel 14. Hasil Tebal Plat Menggunakan Perhitungan Ms. Exel
D 24 9,448818898 inch
W18 21398437,16
ZR -1,2575
S0 0,35
PSI 2
PO 4,5
P 2,5
Sc' 640 Pci
Cd 1,15
J 2,55
Ec 4020000 Psi
K 130 pci

SIMPULAN
1. Parameter Tebal Plat Rigid Pavement
a. Traffic Design ( Annalisis lalu-lintas/Dsain ESAL ) diperoleh sebesar
21398437, 16
b. Reliability diperoleh sebesar 89,5 %
c. Serviceability loss diperoleh sebesar 2,00
d. California Bearing Ratio, (CBR)
e. CBR 6 = 160 pci
f. CBR 5 = 130 pci
g. CBR 4 = 110 pci
h. Kuat tekan beton yang digunakan adalah 350 kg/cm2
i. Flexural strength yang digunakan adalah 640 psi
j. Drainage coefficient diperoleh sebesar 1,15
k. Load transfer coefficient yang digunakan sebesar 2,55
2. Tebal plat Rigid Pavement
Dari persamaan tebal plat (D) dengan parameter diatas diperoleh tebal plat
sebesar 9,449 inch atau 24 cm.
DARTAR RUJUKAN
[1] AASHTO, American Association of State Highway and Transportation
Official,Guide for Design of Pavement Structures 2009.
[2] Rizzak Fuadhi, dkk, 2012, Makalah Konstruksi Jalan Kekerasan Jalan (Rigid
Pavement)
[3] Puguh Samudro, dkk, 2011, Makalah Konstruksi Jalan Perkerasan Jalan
(Rigid Pavement)

Tebal Pelat Rigid

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Tebal Pelat Rigid

Similar to Tebal Pelat Rigid (20)

More from E Sanjani

More from E Sanjani (8)

Recently uploaded

Recently uploaded (6)

Tebal Pelat Rigid