A. Pengenalan Laston
Laston
atau aspal beton adalah jenis perkerasan jalan yang terdiri dari campuran
agregat degan aspal, dengan atau tanpa bahan tambahan, yang dicampur,
dihamparkan dan dipadatkan pada suhu tertentu.
Karakteristik
Beton Aspal
• Stabilitas,
adalah kemampuan perkerasan aspal menerima baban lalu lintas tanpa terjadi
perubahan bentuk tetap, seperti gelombang, alur dan bleeding.
Faktor
yang mempengaruhi niali stabilitas beton aspal :
- Gesekan internal, yang berasal dari
kekasaran permukaann butiran agregat, luas bidang kontak, bentuk butiran,
gradasi agregat, kepadatan campuran dan tebal film aspal
- Kohesi, adalah gaya iktan aspal yang berasal
dari daya lekat aspal terhadap agregat.
Daya kohesi terutama ditentukab oleh penetrasi aspal, perubahan viscositas
akibat temperatur, tingkat pembebanan,
komposisi kimiawi aspal, efek dari wakti dan umur aspal.
• Keawetan/durabilitas,
adalah kemampuan beton aspal menerima repetisi beban lalu lintas seperti berat
kendaraan dan gesekan antara roda kendaraan dgn permukaan jalan, serta menahan
keausan akibat pengaruh suhu dan iklim
• Kelenturan/fleksibilitas
adalah kemampuanbeonaspal untuk menyesusikan diri akibat penurunan
danpergerakan dari pondasi atau tanah dasar, tanpa terjadinya retak
• Ketahanan
terhadap kelelahan/Fatique reistance, adalah kemampuan
beton aspal menerima lendutan berulang akibat repetisi beban, tanpa terjadinya
kelelahan berupa alur dan retak
• Kekesatan/tahanan
geser /Skid resistance, adalah kemampuan permukaan beton
aspal terutama kondisi basah, memebrikan gaya gesk pada roda kendaraan sehinga
kendaraan tidak tergelincir atau slip
• Kerdap
air/impermeabilitas, adalah kemapuan beton aspal untuk
tidak dapat dimasuki air ataupun udara kedalam lapisan beton aspal.
• Mudah
dilaksanakan/Workability, adalah kemampuan campuran beton
aspal untuk mudah dihamparkan dan dipadatkan. Tingkat workability menentukan
tingkat efisiensi pekerjaan.
Skema
Volume Beton Aspal
Vmb = volume bulk
campuran beton aspal padat
Vsb = volume bulk dari agregat
Vse = volume efektif agregat
VMA
= volume pori antara butiran agregat di dalam beton aspal padat
Vmm
= volume tanpa pori udara dari aspal beton padat
VIM = Volume pori udara dalam aspal beton padat
VFA = Volume pori antar agregat yang terisi aspal
pada beton aspal
Vab = Volume aspal yang terabsorbsi ke dalam
agregat dari beton aspal padat
B. Metoda AASHTO’93
Salah satu metoda perencanaan
untuk tebal perkerasan jalan yang sering digunakan adalah metoda AASHTO’93.
Metoda ini sudah dipakai secara umum di seluruh dunia untuk perencanaan serta
di adopsi sebagai standar perencanaan di berbagai negara. Di Indonesia
digunakan Metode Bina Marga yang yang merupakan
modifikasi dari metode AASHTO 1972 revisi 1983 .
Metoda
AASHTO’93 ini pada dasarnya adalah metoda perencanaan yang didasarkan pada
metoda empiris. Parameter yang dibutuhkan pada perencanaan menggunakan metoda
AASHTO’93 ini antara lain adalah :
a.
Structural Number (SN)
b. Lalu
lintas
c.
Reliability
d. Faktor
lingkungan
e.
Serviceablity
·
Structural Number
Structural Number (SN) merupakan fungsi dari ketebalan lapisan, koefisien relatif
lapisan (layer coefficients), dan koefisien drainase (drainage
coefficients). Persamaan untuk Structural Number adalah sebagai berikut :
SN = a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3 ……………………………………………..(Pers.
1)
Dimana :
SN = nilai Structural
Number.
a1, a2, a3 =
koefisien relatif masing‐masing lapisan.
D1, D2, D3 =
tebal masing‐masing lapisan perkerasan.
m1, m2, m3 =
koefisien drainase masing‐masing lapisan.
·
Lalu Lintas
Prosedur perencanaan untuk parameter
lalu lintas didasarkan pada kumulatif beban gandar standar ekivalen (Cumulative
Equivalent Standard Axle, CESA). Perhitungan untuk CESA ini didasarkan pada
konversi lalu lintas yang lewat terhadap beban gandar standar 8.16 kN dan
mempertimbangkan umur rencana, volume lalu lintas, faktor distribusi lajur,
serta faktor bangkitan lalu lintas (growth factor).
·
Reliability
Konsep reliability
untuk perencanaan perkerasan didasarkan pada beberapa ketidaktentuan
(uncertainties) dalam proses perencaaan untuk meyakinkan alternatif‐alternatif berbagai perencanaan. Tingkatan reliability ini yang
digunakan tergantung pada volume lalu lintas, klasifikasi jalan yang akan
direncanakan maupun ekspetasi dari pengguna jalan.
Reliability
didefinisikan sebagai kemungkinan bahwa tingkat pelayanan dapat tercapai pada
tingkatan tertentu dari sisi pandangan para pengguna jalan sepanjang umur yang
direncanakan. Hal ini memberikan implikasi bahwa repetisi beban yang
direncanakan dapat tercapai hingga mencapai tingkatan pelayanan tertentu.
Pengaplikasian
dari konsep reliability ini diberikan juga dalam parameter standar deviasi yang
mempresentasikan kondisi‐kondisi lokal dari ruas jalan yang
direncanakan serta tipe perkerasan antara lain perkerasan lentur ataupun
perkerasan kaku. Secara garis besar pengaplikasian dari konsep reliability
adalah sebagai berikut:
a. Hal
pertama yang harus dilakukan adalah menentukan klasifikasi dari ruas jalan yang
akan direncanakan. Klasifikasi ini mencakup apakah jalan tersebut adalah jalan
dalam kota (urban) atau jalan antar kota (rural).
b. Tentukan
tingkat reliability yang dibutuhkan dengan menggunakan tabel yang ada pada
metoda perencanaan AASHTO’93. Semakin tinggi tingkat reliability yang dipilih,
maka akan semakin tebal lapisan perkerasan yang dibutuhkan.
c. Satu
nilai standar deviasi (So) harus dipilih. Nilai ini mewakili dari kondisi‐kondisi lokal yang ada. Berdasarkan data dari jalan percobaan
AASHTO ditentukan nilai So sebesar 0.25 untuk rigid dan 0.35 untuk flexible
pavement. Hal ini berhubungan dengan total standar deviasi sebesar 0.35 dan
0.45 untuk lalu lintas untuk jenis perkerasan rigid dan flexible.
·
Faktor Lingkungan
Persamaan‐persamaan yang digunakan untuk perencanaan AASHTO didasarkan atas
hasil pengujian dan pengamatan pada jalan percobaan selama lebih kurang 2
tahun. Pengaruh jangka panjang dari temperatur dan kelembaban pada penurunan
serviceability belum dipertimbangkan. Satu hal yang menarik dari faktor
lingkungan ini adalah pengaruh dari kondisi swell dan frost heave
dipertimbangkan, maka penurunan serviceability diperhitungkan selama masa
analisis yang kemudian berpengaruh pada umur rencana perkerasan.
Penurunan serviceability
akibat roadbed swelling tergantung juga pada konstanta swell, probabilitas
swell, dll. Metoda dan tata cara perhitungan penurunan serviceability ini
dimuat pada Appendix G dari metoda AASHTO’93.
·
Serviceability
Serviceability
merupakan tingkat pelayanan yang diberikan oleh sistem perkerasan
yang kemudian dirasakan oleh pengguna jalan. Untuk serviceability ini parameter
utama yang dipertimbangkan adalah nilai Present Serviceability Index (PSI).
Nilai serviceability ini merupakan nilai yang menjadi penentu tingkat pelayanan
fungsional dari suatu sistem perkerasan jalan. Secara numerik serviceability
ini merupakan fungsi dari beberapa parameter antara lain ketidakrataan, jumlah
lobang, luas tambalan, dll.
Nilai
serviceability ini diberikan dalam beberapa tingkatan antara lain :
a. Untuk
perkerasan yang baru dibuka (open traffic) nilai serviceability ini
diberikan sebesar 4.0 – 4.2. Nilai ini dalam terminologi perkerasan diberikan
sebagai nilai initial serviceability (Po).
b. Untuk
perkerasan yang harus dilakukan perbaikan pelayanannya, nilai serviceability
ini diberikan sebesar 2.0. Nilai ini dalam terminologi perkerasan diberikan
sebagai nilai terminal serviceability (Pt).
c. Untuk
perkerasan yang sudah rusak dan tidak bisa dilewati, maka nilai serviceability
ini akan diberikan sebesar 1.5. Nilai ini diberikan dalam terminologi failure
serviceability (Pf).
Persamaan AASHTO’93
Dari hasil
percobaan jalan AASHO untuk berbagai macam variasi kondisi dan jenis
perkerasan, maka disusunlah metoda perencanaan AASHO yang kemudian berubah
menjadi AASHTO. Dasar perencanaan dari metoda AASHTO baik AASHTO’72, AASHTO’86,
maupun metoda terbaru saat sekarang yaitu AASHTO’93 adalah persamaan seperti
yang diberikan dibawah ini:
Dimana:
W18 =
Kumulatif beban gandar standar selama umur perencanaan (CESA).
ZR =
Standard Normal Deviate.
So =
Combined standard error dari prediksi lalu lintas dan kinerja.
SN =
Structural Number.
Po =
Initial serviceability.
Pt =
Terminal serviceability.
Pf =
Failure serviceability.
Mr =
Modulus resilien (psi)
C. Langkah‐Langkah Perencanaan Laston Dengan Metoda AASHTO’93
Langkah‐langkah perencanaan dengan metoda AASHTO’93 adalah sebagai
berikut:
a. Tentukan
lalu lintas rencana yang akan diakomodasi di dalam perencanaan tebal
perkerasan. Lalu lintas rencana ini jumlahnya tergantung dari komposisi lalu
lintas, volume lalu lintas yang lewat, beban aktual yang lewat, serta faktor
bangkitan lalu lintas serta jumlah lajur yang direncanakan. Semua parameter
tersebut akan dikonversikan menjadi kumulatif beban gandar standar ekivalen
(Cumulative Equivalent Standard Axle, CESA).
b. Hitung
CBR dari tanah dasar yang mewakili untuk ruas jalan ini. CBR representatif dari
suatu ruas jalan yang direncanakan ini tergantung dari klasifikasi jalan yang
direncanakan. Pengambilan dari data CBR untuk perencanaan jalan biasanya
diambil pada jarak 100 meter. Untuk satu ruas jalan yang panjang biasanya
dibagi atas segmen‐segmen yang mempunyai nilai CBR yang
relatif sama. Dari nilai CBR representatif ini kemudian diprediksi modulus
elastisitas tanah dasar dengan mengambil persamaan sebagai berikut:
E = 1500 CBR (psi)
……………………………………………………………(3)
Dimana :
CBR = nilai CBR representatif
(%).
E = modulus elastisitas tanah
dasar (psi).
c.
Kemudian tentukan besaran‐besaran fungsional dari sistem
perkerasan jalan yang ada seperti Initial Present Serviceability Index (Po),
Terminal Serviceability Index (Pt), dan Failure Serviceability Index (Pf).
Masing‐masing besaran ini nilainya
tergantung dari klasifikasi jalan yang akan direncanakan antara lain urban
road, country road, dll.
d.
Setelah itu tentukan reliability dan standard normal deviate.
Kedua besaran ini ditentukan berdasarkan beberapa asumsi antara lain tipe
perkerasan dan juga klasifikasi jalan.
e.
Menggunakan data lalu lintas, modulus elastisitas tanah dasar serta besaran‐besaran fungsional Po, Pt, dan Pf serta reliability
dan standard normal deviate kemudian bisa dihitung Structural Number yang
dibutuhkan untuk mengakomodasi lalu lintas rencana. Perhitungan ini bisa
menggunakan grafik‐grafik yang tersedia atau juga
bisa menggunakan rumus AASHTO’93 seperti yang diberikan pada Persamaan 2
diatas.
f.
Langkah selanjutnya adalah menentukan bahan pembentuk lapisan perkerasan.
Masing‐masing tipe bahan perkerasan
mempunyai koefisien layer yang berbeda. Penentuan koefisien layer ini
didasarkan pada beberapa hubungan yang telah diberikan oleh AASHTO’93.
g.
Menggunakan keofisien layer yang ada kemudian dihitung tebal lapisan masing‐masing dengan menggunakan hubungan yang diberikan
pada Persamaan 1 diatas dengan mengambil koefisien drainase tertentu yang
didasarkan pada tipe pengaliran yang ada.
h.
Kemudian didapat tebal masing‐masing lapisan. Metoda AASHTO’93
memberikan rekomendasi untuk memeriksa kemampuan masing‐masing lapisan untuk menahan beban yang lewat
menggunakan prosedur seperti yang diberikan pada langkah berikut ini:
Dimana:
ai = Koefisien layer masing‐masing lapisan
Di =
Tebal masing‐masing lapisan.
SNi =
Structural Number masing‐masing lapisan.
Keterangan : D dan SN
yang mempunyai asterisk (*) menunjukkan nilai aktual yang digunakan dan
nilainya besar atau sama dengan nilai yang dibutuhkan.
D. Contoh Perencanaan Jalan
Laston Metode AASHTO
Jalan percobaan berlokasi di
kampus UMY di jalan Lingkar Utara Yogyakarta. Jalan percobaan ini direncanakan
untuk lalu lintas sedang dengan nilai kumulatif beban gandar standar ekivalen
sebesar 300.000 ESA. Komposisi lapisan yang direncanakan adalah sebagai berikut
:
a. Lapis
permukaan ACWC.
b. Lapis
Pondasi AC Base.
c. Lapis
Pondasi Agregat.
Sedangkan untuk metoda
perhitungan yang digunakan adalah metoda AASHTO’93 dengan mengambil parameter‐parameter sebagai berikut:
a.
Initial Present Serviceability Index (Po) = 4.0
b.
Failure Serviceability Index (Pf) = 2.0
c. Terminal
Serviceability Index (Pt) = 1.5
d.
Standard Deviate (So) = 0.45
e.
Reliability = 95%, hal ini memberikan nilai Zr = ‐1.645
Untuk bahan pembentuk perkerasan
digunakan sebagai berikut:
a.
Lapisan aus terdiri dari AC WC dengan Modulus Elastisitas 2,000 MPa dan layer
coefficient a = 0.40.
b. Lapis
pondasi beraspal terdiri dari AC Base dengan Modulus Elastisitas 1,500 MPa dan
layer coefficient a = 0.30.
c. Lapis
pondasi berbutir terdiri dari Lapis Pondasi Atas dengan CBR 90% dan Modulus
Elastisitas 200 Mpa (dari hubungan CBR dan modulus di buku AASHTO’93) dan layer
coefficient 0.13.
d. Tanah
dasar dengan CBR sebesar 6% dan Modulus Elastisitas 60 MPa.
Hasil dari perencanaan tebal
perkerasan untuk lalu lintas 300,000 CESA diberikan pada Gambar 2 sedangkan
hasil perhitungan secara tabelaris diberikan pada Tabel 1 berikut ini.
