Analisis Tebal Perkerasan Lentur Menggunakan Metode AASHTO 1993
Analisis Tebal Perkerasan Lentur Menggunakan Metode AASHTO 1993
Analisis Tebal Perkerasan Lentur Menggunakan Metode AASHTO 1993
Abstract
Every year there is an increase in the number of students at the Universitas Borneo Tarakan, which
naturally requires the addition of campus buildings, including the construction of road
infrastructure to support the development of the campus area. This study aims to analyze the needs
of the thickness of the new flexible road pavement construction in the campus area by using the
AASHTO 1993 method. This method requires a Stuctural Number (SN) value that can be calculated
by nomogram method and trial and error method. The results of the nomogram method get the
value of SNtotal = 2.09 inches, SN2 = 1.59 inches, and SN1 = 1.39 inches, and the trial and error
method gets the value of SNTotal = 2.05 inches, SN2 = 1.56 inches, and SN1 = 1.36 inches. To avoid
the risk factor of estimating the error of repetition of traffic loads during the life of the plan (W 18),
in the calculation of the SN value the trial and error method needs to include the value of FR
(reliability factor) in the calculation of w18, where the value obtained FR = 2.39 and W18 = 0,
11x106 ESAL. Analysis of the thickness of the flexible pavement construction layer using SN values
calculated by the nomogram and trial and error method, resulting in a 39 cm thick flexible
pavement, with a surface course = 9 cm, sub base course = 15 cm, and a base course = 15 cm.
Keywords: Campus Local Road, New Road, Flexible Pavement, The Method of AASHTO 1993
Abstrak
Setiap tahun terjadi peningkatan jumlah mahasiswa di Universitas Borneo Tarakan, sehingga
dengan sendirinya membutuhkan penambahan gedung perkuliahan, termasuk pembangunan
infrastruktur jalan untuk mendukung pengembangan kawasannya. Penelitian ini bertujuan
menganalisis kebutuhan ketebalan konstruksi perkerasan lentur jalan baru di kawasan kampus
dengan mengunakan metode AASHTO 1993. Metode ini memerlukan nilai Stuctural Number (SN)
yang dapat dihitung dengan cara nomogram dan cara trial and error. Hasil perhitungan cara
nomogram mendapatkan nilai SNtotal = 2,09 inchi, SN2 = 1,59 inchi, dan SN1 = 1,39 inchi, dan cara
trial and error mendapatkan nilai SNTotal = 2,05 inchi, SN2 = 1,56 inchi, dan SN1 = 1,36 inchi.
Untuk menghindari faktor resiko kesalahan memperkirakan repitisi beban lalu lintas selama umur
rencana (W18), dalam perhitungan nilai SN cara trial and error perlu memasukkan nilai FR (faktor
reliabilitas) dalam perhitungan w18, dimana diperoleh nilai FR = 2,39 dan W18 = 0,11x106 ESAL.
Analisis tebal lapisan konstruksi perkerasan lentur menggunakan nilai SN hasil perhitungan cara
nomogram dan trial and error, menghasilkan perkerasan jalan lentur setebal 39 cm, dengan tebal
lapis permukaan = 9 cm, lapis pondasi bawah = 15 cm, dan lapis pondasi bawah = 15 cm.
Kata kunci: Jalan Lingkungan Kampus, Jalan Baru, Perkerasan Lentur, Metode AASHTO 1993
30
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
1. Pendahuluan
Universitas Borneo Tarakan berkedudukan di Kota Tarakan provinsi Kalimantan Utara, merupakan
salah satu garda terdepan Negara Kesatuan Republik Indonesia, pada wilayah perbatasan Indonesia
dengan Malaysia-Sabah yang secara geo-politik dan geo-ekonomi memiliki peranan penting. Dari
tahun ke tahun terjadi peningkatan penerimaan mahasiswa baru di Universitas Borneo Tarakan,
sehingga dengan sendiri menambah jumlah populasi mahasiswa yang menempuh pendidikan, dan
oleh karennya membutuhkan penambahan gedung perkuliahan untuk mendukung kegiatan
operasionalnya. Pada tahun 2019 telah terbangun gedung-gedung baru yang diproyeksikan untuk
pengembangan kawasan kampus sesuai dengan Masterplan Pembangunan Universitas Borneo
Tarakan Tahun 2011-2020. Hanya saja kawasan tersebut belum terhubung dengan jalan lingkungan
sebagai satu kawasan dalam kampus. Akses menuju kawasan pengembangan masih memanfaatkan
jalan poros Kota Tarakan yang berada bersisian dengan lahan kampus, sehingga tidak cukup
menjamin keamanan dan kenyamanan berlalu lintas civitas akademika jika akan menuju ke
kawasan tersebut, karena harus terlebih dahulu keluar dari kawasan utama kampus dengan
menggunakan jalan poros tersebut kemudian baru bisa masuk ke kawasan pengembangan. Kondisi
tersebut juga, menyulitkan kontrol keamanan kawasan kampus karena adanya pemisahan lahan.
Mempertimbangkan faktor aksesibilitas kawasan dalam kampus, maka sangat diperlukan
pembangunan jalan lingkungan baru yang menghubungkan seluruh kawasan dalam kampus dalam
satu kesatuan jaringan jalan lingkungan seperti ditampilkan pada Gambar 1.
Umumnya dikenal tiga jenis kontruksi pekerasan jalan dalam desain jalan, yaitu perkerasan lentur
(flexible pavement), perkerasan kaku (rigid pavement), dan perkerasan komposit (composite
pavement). Sukirman (2010) menyebutkan bahwa dalam merencanakan tebal perkerasan lentur
jalan raya yang umum digunakan di Indonesia adalah metode yang merujuk kepada pendekatan
empirik yang dikembangkan pertama kali oleh American Association of State Highway Officials
(AASHO). AASHO berdiri November 1914 dan karena perkembangan yang terjadi dalam dunia
transportasi, maka pada tahun 1973 AASHO berubah menjadi American Association of State
Highway and Transportation Officials (AASHTO). Metode AASHTO 1972 ini diadopsi di
Indonesia menjadi pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Dengan Metode Analisa
Komponen SNI 1732-1989-F, sedangkan Metode AASHTO 1993 di sesuaikan dengan kondisi
Indonesia menjadi Pedoman Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Nomor: Pt T-01-2002-B.
Kemudian beberapa metode Bina Marga lainnya, seperti metode Bina Marga 2010 (Desain
Bakri 31
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
Perkerasan Jalan Lentur Nomor: 001/BT/2010), metode Bina Marga 2013 (Manual Desain
Perkerasan Jalan Nomor: 02/M/BM/2013), dan metode Bina Marga 2017 (Manual Perkerasan Jalan
(Revisi Juni 2017) Nomor: 04/SE/Db/2017). Pada penelitian ini dianalisis perencanaan perkerasan
lentur jalan lingkungan baru di kawasan kampus Universitas Borneo Tarakan dengan mengunakan
metode AASHTO 1993. Dalam penelitian ini digunakan data sekunder hasil Perencanaan Jalan
Lingkungan Dalam Kawasan Kampus Universitas Borneo Tarakan Tahun 2019. .
Bakri 32
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
Mantiri et al (2019) menyebutkan rumus diatas tidak berlaku bagi agregat halus yang memiliki
CBR kurang dari 10, oleh karena itu AASTHO Guide mengusulkan rumusan sebagai berikut:
Bakri 33
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
Tabel 2. Nilai Standar Deviasi Normal Untuk Tingkat Reliability (R) Tertentu
Reliabilitas, Standar Reliabilitas, Standar Reliabilitas, Standar
R (%) Normal Deviate, Zr R (%) Normal Deviate, Zr R (%) Normal Deviate, Zr
50 0,000 90 -1,282 96 -1,751
60 -0,253 91 -1,340 97 -1,881
70 -0,524 92 -1,405 98 -2,054
75 -0,674 93 -1,476 99 -2,327
80 -0,841 94 -1,555 99,9 -3,090
85 -1,037 95 -1,645 99,99 -3,750
Sumber: AASHTO (1993)
Sukirman (2010), menjelaskan bahwa Reliabilitas yang digunakan pada metode AASHTO 1993
adalah untuk mengalikan repetisi beban lalu lintas yang diperkirakan selama umur rencana dengan
faktor reliabilitas (FR) ≥ 1, sehingga perkiraan kinerja (W18) yang digunakan untuk menentukan
tebal lapis perkerasan, dihitung dengan persamaan berikut:
Dimana:
W18 = ESAL perkiraan berdasarkan kinerja struktur perkerasan mencapai nilai pelayanan
akhir perkerasan lentur (pt) yang digunakan untuk menentukan tebal lapis perkerasan.
w18 = ESAL perkiraan selama umur rencana
FR = faktor reliabilitas
Menurut Sukirman (2010), efek adanya faktor reliabilitas dalam perencanaan adalah meningkatkan
ESAL yang digunakan untuk merencanakan tebal perkerasan jalan. FR ditentukan sebagai berikut:
FR 10 Z R ( So ) (4)
Dimana:
FR = faktor reliabilitas
ZR = simpangan baku normal (standard normal deviate)
So = deviasi standar keseluruhan dari distribusi normal sehubungan dengan kesalahan yang
terjadi pada perkiraan lalu lintas dan kinerja perkerasan, bernilai antara 0,4 -0,5.
Bakri 34
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
Tabel 3. Koefisien Drainase (m) Untuk Memodifikasi Koefisien Kekuatan Relatif Material Untreated
Base dan Subbase Pada Perkerasan Lentur
Kualitas Persen waktu struktur perkerasan dipengaruhi oleh kadar air yang mendekati jenuh
Drainase < 1% 1 - 5% 5 - 25% > 25%
Baik Sekali 1,40 - 1,35 1,35 - 1,30 1,30 - 1,20 1,20
Baik 1,35 - 1,25 1,25 - 1,15 1,15 - 1,00 1,00
Sedang 1,25 - 1,15 1,15 - 1,05 1,00 - 0,80 0,80
Jelek 1,15 - 1,05 1,05 - 0,80 0,80 - 0,60 0,60
Jelek Sekali 1,05 - 0,95 0,95 - 0,75 0,75 - 0,40 0,40
Sumber: AASHTO (1993)
SN a1 D1 a2 D2 m2 a3 D3 m3 (3)
Dimana:
SN = nilai structural number
a1, a2, a3 = koefisien lapisan dari surface, base, dan sub-base
D1, D2, D3 = tebal lapisan perkerasan dari surface, base, dan sub-base
m2, m3 = koefisien drainase untuk lapisan base, dan sub-base
AASHTO (1993) memberikan pedoman penentuan tebal minimal setiap lapisan perkerasan secara
grafis seperti ditunjukkan pada Gambar 3, sedangkan tebal minimum lapisan perkerasan
berdasarkan beban lalu lintas ESAL (Equivalent Single Axle Load) seperti pada Tabel 4.
Bakri 35
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
SN1 (4)
D *1
a1
SN 2 . SN *1 (6)
D *2
a2 m2
(7)
SN *1 SN *2 SN2
SN3 . ( SN *1 SN *2 )
D *3 (8)
a3m3
Sukirman (2010) menjelaskan bahwa D*1, D*2, dan D*3 adalah tebal lapisan permukaan, pondasi,
dan lapis pondasi bawah, kemudian tebal perkerasan yang digunakan harus sama atau lebih besar
dari minimum yang dibutuhkan.
PSI
log10
4,2 1,5
log10 (W18 ) Z R x S o 9,36 x log10 ( SN 1) 0,20 2,32 log10 M R 8,07 (9)
1.094
0,4
( SN 1)5,19
Dimana:
W18 = kumulatif beban gandar standar selama umur rencana (ESAL)
ZR = simpangan baku normal, sesuai Tabel 2
S0 = deviasi standar keseluruhan, bernilai antara 0,4 - 0,5
SN = Structural Number, angka struktural relatif perkerasan, inci
ΔPSI = Perbedaan serviceability index di awal dan akhir umur rencana
MR = modulus resilient tanah dasar (psi)
Bakri 36
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
Perhitungan nilai ESAL berdasarkan Faktor Ekivalen Beban Sumbu (lampiran D pada AASHTO
1993), yang terdiri dari Axle Load, nilai pelayanan akhir perkerasan jalan (pt), dan Structural
Number (SN). Dalam analisis ini dipergunakan nilai pt = 2,0 sesuai tipe jalan yang kelasnya
dibawah jalan raya utama (lalu lintas rendah-sedang), dan nilai SN (angka yang menunjukkan nilai
struktur perkerasan jalan, dengan grade 1 - 6) dipakai SN = 3. Perhitungan angka ekivalen secara
interpolasi disajikan pada Tabel 7, dan perhitungan ESAL seperti disajikan pada Tabel 8.
Bakri 37
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
Selanjutnya lalu lintas pada lajur rencana (W18) dihitung sebagai berikut:
w18 perhari pada lajur rencana = DD x DL x Total ESAL = 0,5 x 100% x 8,0809 = 4,0405 ESAL
w18 pertahun = 365 x 4,0405 = 1.474, 765 ESAL
= w18 pertahun x faktor prtumbuhan = w18 x 1 g 1
n
Wt
g
0,055
3.3 Perhitungan Desain Tebal Perkerasan Lentur Dengan Metode AASHTO 1993
Untuk perhitungan ini digunakan parameter-parameter seperti ditampilkan pada Tabel 9.
Bakri 38
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
a. Lapisan permukaan aspal beton dengan a1 = 0,40 diperoleh nilai EAC = 360.000 psi
Gambar 5 Grafik Koefisien Kekuatan Relatif Lapis Permukaan Beton Aspal (a1)
b. Lapisan pondasi bahan granular a2 = 0,12 diperoleh nilai EBS = 25.000 psi
Bakri 39
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
c. Lapisan pondasi bawah bahan granular a3 = 0,13 diperoleh nilai ESB = 18.000 psi
Gambar 7 Grafik Koefisien Kekuatan Relatif Lapis Pondasi Bawah Granular (a3)
Bakri 40
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
Bakri 41
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
Bakri 42
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
4. Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis yang telah dilaksanakan dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Nilai Stuctural Number (SN) yang diperoleh dengan perhitungan mengggunakan cara
nomogram dan cara trial and error, menunjukkan hasil yang relatif sama dengan selisih angka
sekitar 3-4%. Dengan cara menggunakan nomogram mendapatkan nilai SNtotal = 2,09 inchi
(5,309 cm), SN2 = 1,59 inchi (4,039 cm), dan SN1 = 1,39 inchi (3,531 cm), sedangkan dengan
cara trial and error mendapatkan nilai SNTotal = 2,05 inchi (5,207 cm), SN2 = 1,56 inchi (3,962
cm), dan SN1 = 1,36 inchi (3,454 cm).
2. Dalam perhitungan nilai SN menggunakan cara trial and error erlu memasukkan nilai FR
(faktor reliabilitas) dalam perhitungan w18 untuk menghindari faktor resiko kesalahan
memperkirakan repitisi beban lalu lintas selama umur rencana (W18). Dalam perhitungan
diperoleh ini nilai FR sebesar 2,39 dan W18 = 0,11x106 ESAL.
3. Perhitungan tebal lapisan konstruksi perkerasan lentur menggunakan nilai SN hasil
perhitungan menggunakan cara nomogram dan cara trial and error, menghasilkan dimensi
Bakri 43
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol. 4 No. 1, Juni 2020
ketebalan tiap lapisan perkerasan relatif sama, dengan total ketebalan lapisan konstruksi
perkerasan sebesar 39 cm, dengan masing-masing ketebalan lapisan, yaitu: lapis permukaan
(D1) = 9 cm, lapis pondasi bawah (D2) = 15 cm, dan lapis pondasi bawah (D3) = 15 cm.
.
Daftar Pustaka
AASHTO, 1993, Guide for Design of Pavement Structure, The American Association of State
Highway and Transportation Officials, Washington D.C. ISBN: 1-56051-055-2.
Anonim, 2011, Masterplan Universitas Borneo Tarakan 2011-2020, Tarakan.
Anonim, 2019, Laporan Hasil Perencanaan Jalan Lingkungan Dalam Kawasan Kampus Universitas
Borneo Tarakan Tahun 2019, Tarakan
Bantam, R.M., 2019, Analisis Tebal Perkerasan Lentur Jalan Laha-Negeri Lima Dengan
Menggunakan Metode Manual Desain Perkerasan 2017 Dan Metode AASHTO 1993,
Skripsi Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer
Universitas Komputer Indonesia, https://elibrary.unikom.ac.id/id/eprint/1251/, diunduh
tanggal 20 Pebruari 2020.
Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah Republik Indonesia, 2002, Pedoman Perencanaan
Tebal Perkerasan Lentur Nomor: Pt T-01-2002-B, Jakarta.
Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah Republik Indonesia, 2004, Pedoman Survei
Pencacahan Lalu Lintas dengan Cara Manual Nomor: Pd T-19-2004-B, Jakarta.
Mantiri, C.C., Sendow, T.K., Manoppo, M.R.E., 2019, Analisa Tebal Perkerasan Lentur Jalan Baru
Dengan Metode Bina Marga 2017 Dibandingkan Metode AASHTO 1993, Jurnal Sipil
Statik Vol. 7 No. 10 Oktober 2019, hal. 1.303-1.316, ISSN: 2337-6732.
Nawir, D., dan Mansur, A. Z., 2017, Rancangan Perkerasan Jalan, Penerbit Rinra Publishing,
Makassar, ISBN: 978-602-18440-5-2.
Sukirman, S., 2010, Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Raya, Penerbit NOVA, Bandung,
ISBN: 978-602-96141-0-7.
Siegfried dan Rosyidi, S.A.P., 2007, Deskripsi Perencanaan Tebal Perkerasan Jalan Menggunakan
Metode AASHTO 1993, https://labtransportumy.files.wordpress.com/2007/11/web-publish-
narasi-aashto93.pdf, diunduh tanggal 20 Pebruari 2020.
Wesli., dan Akbar, S.J., 2014, Komparasi Tebal Perkerasan Lentur Metode AASHTO 1993 Dengan
Metode Bina Marga, Teras Jurnal, Vol. 4 No. 2 Tahun September 2014, hal. 68-77, ISSN:
2088-0561.
Bakri 44