PERENCANAAN PERKERASAN JALAN (Pavement Design) Menggunakan CBR Dosen : Runi Asmaranto (
[email protected])
Secara umum perkerasan jalan harus cukup kuat untuk memenuhi dua syarat, yaitu : (a) Secara keseluruhan, perkerasan jalan harus cukup kuat untuk memikul berat kendaraan-kendaraan yang akan memakainya. (b) Permukaan jalan harus dapat menahan terhadap gaya gesekan dari keausan roda-roda kendaraan, juga terhadap pengaruh air dan hujan. Yaitu harus ada lapisan aus yang kuat.
Bilamana perkerasan jalan tidak mempunyai kekuatan secukupnya secara keseluruhan (yaitu tidak memenuhi syarat a) maka jalan tersebut akan mengalami penurunan dan pergeseran, baik pada perkerasan jalan maupun pada tanah dasar. Akhirnya jalan tersebut akan bergelombang besar dan berlubang-lubang, sampai menjadi rusak sama sekali. Bilamana perkerasan jalan tidak mempunyai lapisan aus yang kuat (yaitu tidak memenuhi syarat b) maka permukaan jalan akan mengalami kerusakan yang pada permulaan berupa lubang-lubang kecil. Lubang-lubang tersebut lama kelamaan akan bertambah banyak dan bertambah besar sampai perkerasan menjadi rusak secara keseluruhan.
GAMBAR A. GRAFIK TEGANGAN-TEGANGAN SERTA NILAI CBR PADA PERKERASAN JALAN.
Sebagai titik tolak untuk mengerti cara perencanaan perkerasan jalan kita dapat mempelajari keadaan tegangan tanah yang timbul pada perkerasan akibat muatan roda yang bekerja pada permukaan. Tegangan-tegangan ini dapat dilihat pada Gambar-A. Grafik-grafik pada gambar tersebut memperlihatkan tegangan geser serta tegangan vertikal dibawah suatu plat yang berbentuk bulat. Muatan dari pada kendaraan juga dapat dianggap kira-kira sama seperti muatan pada plat-plat bulat. Nilai tegangan-tegangan ini dihitung dengan menganggap bahwa perkerasan jalan dibuat dari bahan yang sifatnya seragam dan elastik.
•Tentu perkerasan jalan sebenarnya terdiri dari bahan yang tidak seragam dan tidak elastik benar sehingga pada gambar A ini merupakan perkiraan saja. Walaupun demikian grafik ini cukup tepat untuk menunjukkan suatu hal yang penting. Yaitu bahwa tagangan-tegangan dalam perkerasan jalan (akibat muatan roda) adalah sangat tinggi dekat pada permukaan jalan, tetapi semakin kebawah maka tegangan tersebut semakin turun dengan segera. Pada dalam 25 cm, tegangantegangan ini sudah menjadi kurang dari pada separuh nilai pada permukaan sedangkan pada dalam 50 cm menjadi kurang lebih seperdelapan nilai pada permukaan. Bahan yang dipakai untuk perkerasan harus cukup kuat untuk menahan tegangan-tegangan yang timbul ini, sehingga semakin kebawah dari permukaan jalan maka semakin kecil kekuatan bahan yang perlu dipakai itu. •Teranglah disini bahwa bilamana kita membuat jalan diatas tanah lunak maka perkerasan harus tebal supaya tegangan yang bekerja pada tanah lunak dapat dipertahankan kecil. •Apabila jalan dibuat diatas tanah yang keras maka tebal perkerasan boleh tipis.
Terang juga bahwa bilamana jalan dibuat diatas tanah lunak, tidak perlu seluruh perkerasan dibuat dari bahan yang sama. Pada bagian atas (dekat permukaan) harus dipakai bahan dengan kekuatan tinggi, tetapi pada bagian bawah dapat dipakai bahan lain dengan kekuatan lebih rendah, karena tegangan-tegangan yang harus ditahan disini lebih rendah. Jadi perkerasan dapat dibuat dari beberapa lapisan yang kekuatannya makin kebawah makin menurun. Tentu cara ini akan lebih ekonomis dari pada pembuatan seluruh perkerasan dari satu bahan.
CBR (California Bearing Ratio). Cara CBR ini dikembangkan oleh California State Highway Department sebagai cara untuk menilai kekuatan tanah dasar jalan (subgrade). Kemudian cara ini dipakai dan diperkembangkan lebih lanjut oleh badan-badan lain, terutama oleh U.S. Army Corps of Engineers. Dengan cara ini suatu percobaan penetrasi (disebut percobaan CBR) dipergunakan untuk menilai kekuatan tanah dasar atau bahan lain yang hendak dipakai untuk pembuatan perkerasan, Nilai CBR yang diperoleh kemudian dipakai untuk menentukan tebal lapisan perkerasan yang diperlukan diatas lapisan yang nilai CBR-nya ditentukan. Jadi dianggap bahwa diatas suatu bahan dengan nilai CBR tertentu, perkerasan tidak boleh kurang dari suatu angka tertentu.
Jadi secara definisi, CBR (California Bearing Ratio) merupakan suatu perbandingan antara beban percobaan (test load) dengan beban standar (standar load) dan dinyatakan dalam persentase. Lebih jelas lagi dapat dinyatakan dengan persamaan :
PT CBR x 100 % PS dalam hal ini : PT = beban percobaan (test load) PS = beban standar (standar load)
GAMBAR C. PERCOBAAN CBR DILABORATORIUM
Percobaan CBR. Alat serta cara melakukan percobaan CBR dapat dilihat pada Gambar di atas. Dengan mempergunakan dongkrak mekanis sebuah piston penetrasi ditekan supaya masuk ke tanah dengan kecepatan 0,05 inci per menit. Luas piston tersebut adalah 3 inci persegi. Untuk menentukan beban yang bekerja pada piston ini dipakai sebuah "proving ring" yang terpasang antara piston dan dongkrak. Pada nilai-nilai penetrasi tertentu, beban yang bekerja pada piston tercatat sehingga kemudian dapat dibuat grafik beban terhadap penetrasi. Contoh grafik semacam ini dapat dilihat pada Gambar D. Jika bagian permulaan grafik ini cekung keatas, maka pada titik nol harus diadakan koreksi. Cara melakukan koreksi ini dapat dilihat pada gambar, yaitu titik nol digeser kekanan sehingga tidak terdapat lagi bagian yang cekung ketas. Harga CBR dihitung pada harga penetrasi 0,l inci dan 0,2 inci dengan cara membagi beban pada penetrasi ini masing-masing dengan beban sebesar 3000 pound dan 4500 pound,
GAMBAR. D. CONTOH HASIL PERCOBAAN CBR
Penetrasi Plunyer
Beban Standar
0,10 in (2,50 mm) 0,20 in (5,00 mm) 0,30 in (7,50 mm) 0,40 in (10,00 mm) 0,50 in (12,50 mm)
3000 lb ( 1370 kg = 13,50 kN) 4500 lb (2055 kg = 20,00 kN) 5700 lb (2630 kg = 25,50 kN) 6900 lb (3180 kg = 31,00 kN) 7800 lb (3600 kg = 35,00 kN)
Beban ini adalah beban standard yang diperoleh dari percobaan terhadap macam batu pecahan (standard material) yang dianggap mempunyai CBR - 100 %. Jadi harga CBR adalah perbandingan antara kekuatan tanah yang bersangkutan dengan kekuatan bahan agregat yang dianggap standard.
Cara mepergunakan grafik ini untuk mendapatkan tebal perkerasan dari suatu nilai CBR tertentu diperlihatkan dengan garis berbentuk panah. Jadi umpamanya kita mempunyai bahan dengan nilai CBR sebesar 4, dan kita akan membuat jalan untuk muaton as sebesar 7 ton dan kategori lalu lintas sedang. Kita memasang garis dari nilai CBR 4 (titik A) sampai garis muatan as 7 ton, kemudian ditarik kekiri secara horisontal untuk mendapat titik B. Kemudian ditarik garis lurus lagi dari titik B melalui titik lintas sedang untuk mendapatkan titik C pada skala tebal perkerasan. Dalam hal ini diperoleh tebal perkerasan sebesar 26 cm.
Percobaan CBR dapat dilakukan pada contoh tanah asli (undisturbed samples), ataupun pada contoh yang dipadatkan (compacted samples). Percobaan CBR juga dapat dilakukan dilapangan, langsung pada tanah yang mau dicoba. Contoh yang dipadatkan (compacted samples) untuk percobaan CBR biasanya dibuat dalam cetakan yang mempunyai diameter 6 inci. Tinggi contoh dibuat sama seperti pada percobaan pemadatan, dan cara memadatkan tanahnya juga sama, yaitu dengan memakai alat pemukul dan jumlah lapisan yang sama. Karena luas cetakan CBR lebih besar dari pada luas cetakan pemadatan, maka banyaknya pukulari harus ditambah untuk mendapatkan daya pemadatan yang sama. Yaitu : Banyaknya pukulan pada contoh CBR = 2
6 x 25 pukulan 56 pukulan 4 Diameter cetakan CB R = 6 inci. Diameter cetakan pemadatan = 4 inci.
Contoh Soal : Dari suatu percobaan CBR dilaboratorium diperoleh data-data sebagai berikut : Beban plunyer (kN)
0,32 0,78 1,19 1,51 1,96 2,26 2,50 2,64
Tentukan nilai CBR.!
Penetrasi (mm) 0,625 1,250 1,875 2,50 3,750 5,00 6,250 7,500
Dari hasil pengujian nilai CBR untuk perkerasan jalan raya didapatkan data sebagai berikut :
Lapisan
Jenis Tanah
Nilai CBR (%)
Tanah dasar (sub grade)
Lempung berpasir (sandy clay)
9
Lapis fondasi bawah (sub base)
Pasir (sand)
22
Lapis fondasi atas (base)
Kerikil bergradasi baik (well graded gravel)
80
Data kurva CBR untuk menentukan tebal konstruksi
CBR (%)
Tebal lapisan konstruksi (mm)
5 10 15 20 30 80
375 285 225 190 150 100
Gambar sketsa penampang lapisan perkerasannya ..!
SEKIAN TERIMA KASIH
