## Jurnal Talenta Sipil, 4(2), Agustus 2021, 183-192
Publisher by Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Batanghari ISSN 2615-1634 (Online), DOI 10.33087/talentasipil.v4i2.73

## Perencanaan Perkerasan Kaku dengan Metode AASHTO 1993 Studi Kasus Jalan Batanghari II Kabupaten Muaro Jambi
Sigit Kurniawan*, M. Asmuni Jatoeb, Susiana
Program Studi Teknik Sipil Universitas Batanghari JambiBatanghari *Correspondence email: Sigitkurniawan2425@gmail.com
Abstrak. Ruas  jalan  Batanghari  II  merupakan    jalan  Nasional  yang  menghubungkan  Kota  Jambi  dengan  Kabupaten  Tanjung Jabung Timur. Jalan ini membentang sepanjang 33 km dari perbatasan Kota Jambi – Kabupaten Muaro Jambi hingga Zona Lima (simpang  plabi)  Kabupaten  Tanjung  Jabung  Timur.  Ruas  jalan  ini  merupakan  penghubung  sektor  ekonomi,  sosial  dan  budaya Kabupaten Tanjung Jabung Timur, Kabupaten Muaro Jambi dan Kota Jambi. Kendaraan yang melintas pada ruas jalan Batanghari II didominasi oleh kendaraan truk kecil maupun besar pengangkut hasil ekonomi dan hasil bumi lainnya. Kondisi jalan Batanghar i II pada STA 18+500  merupakan perkerasan  lentur  yang telah  hancur permukaannya  hingga  lapisan pondasi di  bawahnya. Pada studi ini akan direncanakan perkerasan kaku dengan metode AASHTO 1993. Perencanaan dengan panjang jalan 3,6 km dan lebar 7 meter,  dengan  perencanaan CBR tanah  dasar  6%,  dengan  nilai  W18  dalam  setahun  sebesar  455.664,051. Pada  studi  ini  didapat nilai ESAL dalam 30 tahun sebesar 30.273.794, 429 ESAL , dengan tepal pelat beton 28 cm. Dengan jenis sambungan perkerasan bersambung dengan tulangan dengan panjang pelat 10 meter, dipasang tulangan wiremesh M10–150 mm. Serta dipasang tulangan Tie Bar Ø16 mm dengan panjang 700 mm dan jarak 750 mm. Serta tulangan Dowel Ø36 mm dengan panjang 450 mm dan jarak 300 mm.
Kata Kunci : AASHTO 1993, Perkerasan Kaku, Perkerasan Jalan, ESAL

## PENDAHULUAN
Ruas  jalan  Batanghari  II  ini  merupakan  penghubung  sektor  ekonomi,  sosial  dan  budaya  Kabupaten  Tanjung Jabung Timur, Kabupaten Muaro Jambi dan Kota Jambi. Serta terdapat pelabuhan, hasil tambang dan timbunan batu bara,  sehingga  terdapat  pula  kendaraan-kendaraan  perusahaan  tambang  yang  melintasi  ruas  jalan  Batanghari  II tersebut. Kendaraan yang melintas pada ruas  jalan Batanghari  II didominasi oleh kendaraan truk kecil maupun besar pengangkut hasil ekonomi seperti sawit, kelapa, dan hasil bumi lainnya. Kondisi jalan yang baik akan meningkatkan produktifitas serta menurunkan biaya perjalanan sehingga tercapai kesejahteraan daerah yang dilintasi jalan tersebut.
Kondisi  jalan  Batanghari  II  pada  STA  18+500  merupakan  perkerasan  lentur  yang  telah  hancur  permukaannya hingga lapisan pondasi di bawahnya. dan ketika terjadi hujan terdapat genangan air yang tertampung pada perkerasan sehingga  air  tidak  bisa  kemana-mana  hingga  kering  sendiri,  karena  terdapat  lubang-lubang  akibat  beban  pada  roda kendaraan, sehingga jalan menjadi becek dan bisa mengakibatkan antrian akan membuat perjalanan menempuh waktu lebih  lama dari sebelumnya. Ditambah lagi kendaraan berat  juga melintas  sehingga  jalan  akan  semakin rusak parah, kenyamanan dan keamanan pun juga turut diperhitungkan guna keselamatan berlalu lintas.
Berdasarkan permasalahan di atas dapat disimpulkan bahwa perlu dilakukan peningkatan ruas jalan Batanghari II menjadi perkerasan kaku. Sehingga penulis mencoba merencanakan perkerasan kaku dengan metode AASHTO 1993
Rumusan masalah sebagai berikut :
1. Berapakah tebal pelat beton yang dibutuhkan pada perencanaan rigid pavement metode AASHTO 1993 ? 2. Berapakah kebutuhan tulangan pelat beton dalam perencanaan ?
Tujuan studi yang ingin dicapai adalah sebagai berikut :
1. Meningkatkan  struktur  perkerasan  lentur  menjadi  perkerasan  kaku  dengan  menggunakan  metode AASHTO 1993 sebagai alternatif terhadap kerusakan jalan selama ini akibat beban lalu lintas.
2. Menghitung tebal pelat beton yang dibutuhkan pada perkerasan kaku dengan metode AASHTO 1993.
3. Menghitung tulangan yang dibutuhkan dalam perkerasan kaku.

## Perencanaan Dengan Metode AASHTO 1993
 Analisa lalu lintas. Mencakup umur rencana , LHR, pertumbuhan lalulintas, vehicle damage factor
 Traffic Design
W 18 = ∑ LHR J x 𝑉𝐷𝐹 J x D D x D L x 365 Nn
N1 Dimana : W 18 = Traffic Design pada lajur lalu lintas, Equivalent Single Axle Load .
Sigit Kurniawan, M. Asmuni Jatoeb dan Susiana, Perencanaan Perkerasan Kaku dengan Metode AASHTO 1993Studi Kasus Jalan Batanghari II Kabupaten Muaro Jambi
LHR j = Jumlah lalu lintas harian rata-rata 2 arah untuk jenis kendaraan j. VDF j = Vehicle Damage Factor untuk jenis kendaraan j. D D = Faktor Distribusi Arah.
D L = Faktor Distribusi Lajur.
N1   = Lalu lintas pada tahun pertama jalan dibuka. Nn   = Lalu lintas pada akhir umur rencana.
Lalu lintas kumulatif sebagai berikut :
W t = W 18 x (1 + i ) n − 1 i Dimana : W t = Jumlah beban gandar tunggal standar kumulatif. W 18 = Beban gandar standar kumulatif selama 1 tahun.
n = Umur pelayanan, atau umur rencana UR (tahun).
i = Perkembangan lalu lintas (%).
 Serviceability. Nilai serviceability ini diberikan dalam beberapa tingkatan antara lain:
a). Initial Serviceability ( open traffic ) Po = 4,5. b). Terminal Serviceability Index jalur.
Tabel 1. : Terminal serviceability index (pt).
Terminal Serviceability Level Percent of People Stating Unacceptable 3,0 12 2,5 55 2,0 85 Sumber : AASHTO 1993
c). Total loss of Serviceability : ∆PSI = Po  ̶  Pt.
 Reliability
Tabel 2. : Reliability (R) disarankan. Functional Classification Recomended Level of Reliability : R (%) Urban Rural Jalan tol 85 - 99,9 80 - 99,9 Arteri 80 - 99 75 - 95 Kolektor 80 - 95 75 - 95 Lokal 50 - 80 50 - 80 Sumber : AASHTO 1993
 Standar normal deviate (Z R ) berdasarkan nilai reliability yaitu berkisar 0,0 hingga -3,750. Standar deviation untuk rigid pavement : So = 0,30  ̶  0,40.
 CBR dan Modulus Reaksi Tanah Dasar. M R = 1.500 x CBR dan k = M R 19,4 .
Dimana  : M R = Resilient modulus k = modulus of subgrade reaction
Gambar 1. : Correction of Effective Modulus of Subgrade Reaction for Potensial Loss of Subbase Support (6) Sumber : AASHTO 1993
Faktor Loss of Support (LS) memiliki nilai 0 – 3.
 Modulus Elastisitas Beton E C = 57000 (f c ′ ) 0,5 .
Dimana : E C = Modulus elatisitas beton (psi).
𝑓 𝐶 ′ = Kuat tekan beton, silinder (psi).
 Drainage Coefficient AASHTO 1993 memberikan kualitas drainase excellent, Good, Fair, Poor, dan Very poor.
 Persamaan Penentuan Tebal Pelat (D)
log 10 W 18 =   Z R S 0 7,35log 10 (D + 1) − 0,06 + log 10 [ ∆PSI 4,5−1,5 ]
1+ 1,624×107 (D+1)8,46 + (4,22 − 0,32p t ) × log 10 S c C d × [D 0,75 − 1,132]
215,63 × J × [D 0,75 − 18,42 (E c ∶ k) 0,25 ]
Dimana : W 18 = Traffic design, Equivalent single axle load ( ESAL ) Z R = Standar normal deviasi S o = Standar deviasi D = Tebal pelat beton (inci) ∆PSI = Serviceability loss = P o ̶  P t P t = Terminal serviceability index S c ’   = Modulus of rupture sesuai spesifikasi pekerjaan (psi) C d = Drainage coefficient J = Load transfer coefficient E c = Modulus elastisitas (psi) k = Modulus reaksi tanah dasar (pci)
 Perencanaan Penulangan.
Perencanaan dengan Perkerasan beton semen bersambung dengan tulangan
A s = 𝐹.𝐿.𝑀.𝑔.ℎ 2.f s Dimana : As = luas penampang tulangan baja (mm2/m lebar pelat) fs = kuat-tarik ijin tulangan (MPa). Biasanya 0,6 kali tegangan leleh.
g = gravitasi (m/detik2).
h = tebal pelat beton (m)
L = jarak antara sambungan yang tidak diikat dan/atau tepi bebas pelat (m)
M = berat per satuan volume pelat (kg/m3)
F = koefisien gesek antara pelat beton dan pondasi bawah
Tabel 3. : Recommended Friction Factors Type of Material Beneath Slab Friction Factor (F) Surface treatmen 2,2 Lime stabilization 1,8 Ashphal stabilization 1,8 Cement stabilization 1,8 River gravel 1,5 Crushed stone 1,5 Sandstone 1,2 Natural subgrade 0,9 Sumber : AASHTO 1993

##  Tie Bar
Menurut  Pd.T-14-2003.  Sambungan  memanjang  dengan  batang  ulir  dengan  mutu  minimum  BJTU-  24  dan berdiameter 16 mm.
Tabel 4. : Tie Bar Jenis dan mutu baja Tegangan kerja (psi) Tebal perkerasan (in) Diameter batang ½ in Diameter batang 5/8 in Panjang (in) Jarak maximum (in) Panjang (in) Jarak maximum (in) Lebar lajur 10 ft Lebar lajur 11 ft Lebar lajur 12 ft Lebar lajur 10 ft Lebar lajur 11 ft Lebar lajur 12 ft Grade 40 30.000 6 25 48 48 48 30 48 48 48 7 25 48 48 48 30 48 48 48 8 25 48 44 40 30 48 48 48 9 25 48 40 38 30 48 48 48 10 25 48 38 32 30 48 48 48 11 25 35 32 29 30 48 48 48 12 25 32 29 26 30 48 48 48
Sumber : literatur/makalah UI dalam Ari Suryawan (2016)

##  Dowel (Ruji)
Tabel 5. : Diameter ruji No Tebal pelat beton, h (mm) Diameter ruji (mm) 1 125 < h ≤ 140 20 2 140 < h ≤ 160 24 3 160  < h ≤ 190 28 4 190 < h ≤ 220 33 5 220 < h ≤ 250 36 Sumber : Pd.T-14-2003 Tabel 6. : Ukuran dan jarak batang dowel (ruji) yang disarankan Tebal Pelat Perkerasan Dowel Diameter Panjang Jarak inci mm inci mm inci mm inci mm 6 150 ¾ 19 18 450 12 300 7 175 1 25 18 450 12 300 8 200 1 25 18 450 12 300 9 225 1¼ 32 18 450 12 300 10 250 1¼ 32 18 450 12 300 11 275 1¼ 32 18 450 12 300 12 300 1½ 38 18 450 12 300 13 325 1½ 38 18 450 12 300 14 350 1½ 38 18 450 12 300
Sumber  :  principles  of  pavement  design  by  yoder  &  witczak,  1975  dalam  Shirley  L.  Hendarsin, 2000

## METODE
Secara ringkas penelitian ini bisa dilihat dari bagan alir penelitian berikut :

## HASIL DAN PEMBAHASAN Modulus Reaksi Tanah Dasar
Nilai CBR ditetapkan 6%.
M R = 1500 x CBR = 1500 x 6 = 9000
K = M R 19,4 = 9000 19,4 = 464 pci
Lapis subbase : Agregat kelas B
Sigit Kurniawan, M. Asmuni Jatoeb dan Susiana, Perencanaan Perkerasan Kaku dengan Metode AASHTO 1993Studi Kasus Jalan Batanghari II Kabupaten Muaro Jambi
Loss of support (LS) = 3 Koreksi effective modulus of subgrade reaction , dengan gambar 4.1. di bawah didapat : k = 18 pci
Gambar 4. : Effective modulus of subgrade reaction, k (pci)

## Traffic Design
Tabel 7. : LHR, VDF, dan Perhitungan Desain Lalulintas (ESAL) No Jenis Kendaraan Gol LHR VDF DD DL Hari Dalam Setahun W₁₈ 1 Kendaraan Ringan 2 1457 0,0024 0,5 1 365 625,428 2 Angkutan Penumpang 3 35 0,0024 0,5 1 365 15,024 3 Pick Up 4 648 0,0099 0,5 1 365 1175,792 4 Bus kecil 5a 1 0,2397 0,5 1 365 43,740 6 Truk ringan 2 sumbu 6a 467 0,2397 0,5 1 365 20426,455 7 Truk sedang 2 sumbu 6b 428 3,0420 0,5 1 365 237611,645 8 Truk 3 sumbu 7a 411 2,6100 0,5 1 365 195765,968 ∑W₁₈ = 455664,051
Sumber : Hasil Perhitungan 2020
Didapat nilai W 18 dalam setahun, W 18 = 455.664,051
W t = W 18 x (1 + i ) n − 1 i Umur rencana 30 tahun :
W t = 455.664,051 x (1 + 0,05 ) 30 − 1 0,05
= 30.273.794,429 ESAL
Modulus Elastisitas Beton Digunakan f C ′ = 350kg/cm 2 , konversi ke satuan psi = 350 x 14,22 = 4977 psi. Maka, Ec = 57000 (f c ′ ) 0,5 = 57000 (4977) 0,5 = 4.021.228 psi

## Tabel Parameter dan Desain Yang Digunakan
Tabel 8. : Parameter dan data yang digunakan dalam perencanaan NO Parameter AASHTO Desain Keterangan 1 Umur Rencana - 30 20 - 40 Tahun 2 Lalu-lintas, ESA - 30273794,429 > 30 Juta ESAL 3 Terminal Serviceability (pt) 2,0 - 3,0 2,0 Index permukaan perkerasan awal 4 Initial Serviceability (po) 4,5 4,5 Untuk rigid pavement 5 Serviceability Loss (∆PSI) po - pt 2,5 6 Reability (R) 75 - 99,9 95 7 Standar Normal Deviation (Zr) - 0,674 sd - 1,645 -1,645 8 Standar Deviation (So) 0,30 - 0,40 0,35
18 46 4
Sigit Kurniawan, M. Asmuni Jatoeb dan Susiana, Perencanaan Perkerasan Kaku dengan Metode AASHTO 1993Studi Kasus Jalan Batanghari II Kabupaten Muaro Jambi
9 Modulus Reaksi Tanah Dasar (k) 6% Berdasarkan CBR = 6*) 10 Modulus Elastisitas Beton (Ec) 4021227,8 Berdasarkan : f'c = 350 kg/cm^2 11 Flexural Strength (S'c) 45 Berdasarkan : S'c = 45 kg/cm^2 12 Drainage Coefficient (Cd) 1,20 - 1,15 1,175 Baik 13 Load Transfer Coefficient (J) 2,5 - 3,1 2,8 Join dengan dowel Sumber : Data perencanaan 2020

## Perhitungan Tebal Perkerasan Kaku Metode AASHTO 1993
Log 10 W 18 =   Z R S 0 7,35log 10 (D + 1) − 0,06 + log 10 [ ∆PSI
4,5 − 1,5 ] 1 + 1,624 × 10 7 (D + 1) 8,46 + (4,22 − 0,32p t ) ×
log 10 S c C d × [D 0,75 − 1,132]
215,63 × J × [D 0,75 − 18,42 (E c ∶ k) 0,25 ]
LogWt = −1,645 × 0,35 × 7,35log 10 (D + 1) − 0,06 + log 10 [ 2,5 4,5 − 1,5 ] 1 + 1,624 × 10 7 (D + 1) 8,46
+
(4,22 − 0,32 × 2) × log 10 640 × 1,175 × [D 0,75 − 1,132] 215,63 × 2,8 × [D 0,75 − 18,42 (4.020.228 ∶ 18) 0,25 ]
Dari  hasil  perhitungan trial  and  error di  atas  dapatlah  hasil  nilai  D  =  11,04  inci.  yaitu  28  cm  dengan  umur rencana 30 tahun.

## Perhitungan Penulangan
Data yang diketahui :
 Tebal pelat (h)
: 280 mm
 Lebar pelat (b) : 3,5 m  Panjang pelat (p)
: 10 m  Koefisien gesek (F) : 1,5 (batu pecah)
 Tegangan tarik baja izin (fs) : 240 MPa

## Perkerasan Bersambung Dengan Tulangan
1. Tulangan memanjang
A s = F. L. M. g. h 2. f s
A s = 1,5 x 10 x 2400 x 9,81 x 0,28 2 x 240 = 206,01 mm 2 /m
A s min = 0,0014 x 280 x 1000 = 392 mm 2 /m 2. Tulangan melintang
A s = F. L. M. g. h 2. f s A s = 1,5 x 3,5 x 2400 x 9,81 x 0,28
2 x 240
= 72,10 mm 2 /m A s min = 0,0014 x 280 x 1000 = 392 mm 2 /m

## Batang Pengikat (Tie Bar)
Menurut  Pd.T-14-2003  dengan  mutu  minimum  BJTU-  24  dan  berdiameter  16  mm  dengan  jarak  75  cm  atau dengan rumus berikut ini :
At   = 204 x b x h = 204 x 3,5 x 0,28 = 199,92 mm 2 l = (38,3 x φ) + 75 = (38,3 x 16) + 75 = 687,80 mm
Sedangkan menurut literatur/makalah UI dalam Ari Suryawan  (2016) berdasarkan tabel 2.13 dengan  grade 40 dicoba tulangan D1/2 inci (12,70 mm) dengan panjang 25 inci (635 mm) dan jarak maksimum D29 inci (736 mm).

## Dowel
Menurut  Pd.T-14-2003  berdasarkan  tabel  2.14  yaitu  D36  mm.  Sedangkan  menurut principles  of  pavement design by yoder & witczak , 1975 dalam Shirley L.Hendarsin (2000) berdasarkan tabel 2.15 yaitu D32 mm
Pembahasan

## Tebal Pelat Beton
Dari hasil perhitungan didapat tebal pelat beton 28cm
Gambar 5. : Tebal perkerasan Sumber : Gambar olahan tugas akhir, 2020

## Kebutuhan Tulangan
Dari hasil kebutuhan tulangan memanjang dan melintang A s = 392 mm 2 /m, dapat digunakan tulangan wiremesh M10 – 150 mm = 523 mm 2 /m
Gambar 6. : Detail tulangan
Sumber : Gambar olahan tugas akhir, 2020

## Batang Pengikat (Tie Bar)
Maka  dari  hasil  kedua  literatur  tersebut,  penulis  mencoba  menggunakan  menurut  Pd.T-14-2003    tulangan sebagai berikut :
 Diameter tulangan : 16 mm
 Panjang : 700 mm
 Jarak tulangan
: 750 mm
Gambar 7. : Detail tie bar Sumber : Gambar olahan tugas akhir, 2020

## Dowel
Maka  dari  hasil  kedua  literatur  tersebut,  penulis  mencoba  menggunakan  menurut  Pd.T-14-2003    tulangan sebagai berikut :
 Diameter tulangan : 36 mm
 Panjang
: 450 mm
 Jarak tulangan
: 300 mm
Gambar 8. : Detail dowel
Sumber : Gambar olahan tugas akhir, 2020

## SIMPULAN
Berdasarkan  hasil  perhitungan  pada  perencanaan  perkerasan  kaku  dengan  metode AASHTO 1993  pada  jalan Batanghari II, Diperolehlah kesimpulan antara lain : 1. Dengan nilai ESAL umur rencana 30 tahun = 30.273.794,429 juta ESAL didapatlah tebal pelat beton 280 mm 2. Perencanaan menggunakan perkerasan bersambung dengan tulangan dengan lebar pelat 3,5 m dan panjang pelat 10 m dengan kebutuhan tulangan digunakan wiremesh M10 – 150mm.
3. Sambungan memanjang dengan batang pengikat ( tie bar ) digunakan baja ulir 16 mm dengan panjang 700 mm serta jarak tulangan 750 mm.
4. Sambungan  melintang  dengan  ruji/dowel  digunakan  tulangan  polos  36  mm  dengan  panjang  450  mm  serta  jarak tulangan 300 mm.

## DAFTAR PUSTAKA
AASHTO, 1993. AASHTO Guide For Design Of Pavement Structures . Wasington DC, America. Departemen Permukiman Dan Prasarana Wilayah, Perencanaan perkerasan jalan beton semen , Pd T-14-2003. Departemen Permukiman Dan Prasarana Wilayah, Survai Pencacahan Lalu Lintas dengan cara Manual , Pd.T-19- 2004-B.
Hendarsin  Shirley  L,  2000. Penuntun  Praktis  Perencanaan  Teknik  Jalan  Raya .  Politeknik  Negeri  Bandung  – Jurusan Teknik Sipil, Bandung.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia. No.34 Tahun 2006, Tentang Jalan . Perencanaan tebal lapis tambah perkerasan lentur dengan metode lendutan. Pd.T-05-2005-B. Sukirman Silvia, 2010, Perencanaan Tebal Struktur Perkerasan Lentur, Penerbit Nova, Bandung.
Sigit Kurniawan, M. Asmuni Jatoeb dan Susiana, Perencanaan Perkerasan Kaku dengan Metode AASHTO 1993Studi Kasus Jalan Batanghari II Kabupaten Muaro Jambi
Suryawan Ari, 2016. Perkerasan Jalan Beton Semen Portland (Rigid Pavement), Beta Offset, Yogyakarta. Undang Undang Republik Indonesia, Nomor 22 tahun 2009, Tentang Lalu Lintas dan Angkutan Jalan