Analisis Struktur Perkerasan Jalan di Atas Tanah Ekspansif (Studi Kasus : Ruas Jalan Purwodadi-Blora)

Surat, NIM : S0940809112, 2011, Analisis Struktur Perkerasan Jalan di Atas Tanah Ekspansif (Studi Kasus : Ruas Jalan Purwodadi-Blora). Analysis of Road Pavement Structure on Ekspansive Soil (Case Study : Purwodadi-Blora Roadway). Tesis Program Pasca Sarjana Magister Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret.
Pembimbing I : Ir Ary Setyawan, MSc.(Eng), Pembimbing II : Agus Setiya Budi,ST,MT.
Ruas jalan Purwodadi-Blora, yang terletak di Kabupaten Grobogan-Blora Propinsi Jawa Tengah mengalami kerusakan berat. Kerusakan perkerasan yang terjadi berupa cracking (retak), depression (ambles) , rutting (alur) dan pothole (lubang). Hal ini dicurigai karena sifat ekspansif pada lapisan tanah dasar (subgrade) jalan. Maka untuk menangani permasalahan kerusakan jalan tersebut dilakukan rehabilitasi perkerasan jalan dengan menggunakan desain struktur perkerasan lentur dan struktur perkerasan kaku. Penelitian ini bertujuan menganalisis dan mengevaluasi stabilitas struktur perkerasan eksisting berdasarkan angka keamanan terhadap lendutan dan tegangan sehingga diperoleh alternatif desain perbaikan struktur perkerasan yang tepat.

Metode penelitian dilakukan dengan menganalisis karateristik tanah dasar dan menganalisis 2 (dua) tipe desain rehabilitasi struktur perkerasan yaitu struktur perkerasan lentur yang terdiri dari lapisan ACWC 4 cm, lapisan ACBC 6 cm dan struktur perkerasan kaku yang terdiri dari lapisan beton semen bertulang 25 cm, lapisan WLC 5 cm. Analisis dilakukan dengan program berbasis metode elemen hingga yaitu SAP-2000 dan BISAR 3.0 sebagai pembandingnya. Dalam proses analisis dengan SAP-2000, massa tanah dasar dimodelkan sebagai kumpulan pegas (elastic spring) yang berdiri sendiri dan tidak saling berhubungan sedangkan struktur perkerasan dimodelkan dengan elemen shell. Dalam proses analisis dengan BISAR 3.0, struktur perkerasan dimodelkan sebagai sistem struktur perkerasan banyak lapis (multi-layered system) yang analisisnya didekati dengan teori lapisan elastis (elastic layered system). Pemilihan alternatif desain berdasarkan hasil analisis struktur perkerasan yang dilakukan dengan SAP-2000 dan BISAR 3.0.
Hasil analisis menunjukkan bahwa tanah dasar jalan termasuk lempung lanauan CH (High Clay) dengan potensi pengembangan dan tingkat keaktifan yang tinggi. Desain struktur perkerasan lentur yang terdiri dari lapisan ACWC 4 cm, lapisan ACBC 6 cm dan struktur perkerasan kaku yang terdiri dari perkerasan beton semen bertulang 25 cm, lapisan WLC 5 cm dapat dipakai untuk rehabilitasi ruas jalan Purwodadi-Blora. Alternatif desain struktur perkerasan yang paling baik dipilih adalah struktur perkerasan kaku yang terdiri dari lapis perkerasan beton semen bertulang tebal 25 cm dan lapis WLC tebal 5 cm. Dengan pertimbangan bahwa perkerasan kaku memenuhi persyaratan teknis yaitu momen yang relatif kecil pada dasar perkerasan, daya dukung yang besar, lendutan yang kecil, distribusi tegangan yang merata dan distribusi lendutan yang merata berdasarkan hasil evaluasi output momen, tegangan dan lendutan dari SAP-2000 dan BISAR 3.0.
Kata Kunci : Tanah dasar ekspansif, Perkerasan Lentur, Perkerasan Kaku,SAP-2000, BISAR 3.0.

ABSTRACT
Surat, NIM : S0940908112, 2011, Analysis of Road Pavament Structure on Expansive Soil (Case Study : Purwodadi-Blora Roadway). Thesis : Civil Engineering Department, Post Graduate Programme, Sebelas Maret University of Surakarta. The first Commission of Supervision : Ir. Ary Setyawan, M.Sc.(Eng.), Ph.D; The Second Supervision : Agus Setiya Budi, ST.,M.T.
The serious road damages occurred at the road segment Purwodadi-Blora, in Grobogan-Blora regency, Central Java. Pavement damage that occurs in the form of cracking, depression, rutting and pothole. This damages were suspected by expansive soil of the subgrade layer road. So to address the problem of road damage is done by using a pavement rehabilitation design of flexible pavement structure and rigid pavement structures. This study aims analyze and evaluate the stability of the existing pavement structure based on safety factor of deformation and stress in order to obtain alternative pavement design appropriate structural repairs.
The research methode is done by analyzing the characteristic of soil in the road’s subgrade and analyze two types of rehabilitation design of pavement structure that is flexible pavement structure consisting of layers ACWC 4 cm, layer of ACBC 6 cm and the rigid pavement structure consisting of layers reinforced cement concrete 25 cm, layer of WLC 5 cm. The analysis was performed with the finite element method based program that is SAP-2000 and BISAR 3.0 as comparison. In the process of analysis with SAP-2000, the subgrade mass is modeled as a set of springs (elastic spring) that stands alone and does not relate to each other while the pavement structure is modeled with shell elements. In the process of analysis with BISAR 3.0, pavement structure is modeled as many layers of pavement structure (multi-layered system) that the analysis is approached with the theory of elastic layer (elastic layered system). Selection of alternative designs based on the results of pavement structure analysis performed with SAP-2000 and BISAR 3.0.
The results showed that the road subgrade including clayey silt CH (High Clay) with potential for development and a high level of activity. Design of flexible pavement structure consisting of layers ACWC 4 cm, layer of ACBC 6 cm and the rigid pavement structure consists of reinforced cement concrete pavement 25 cm, layer of WLC 5 cm can be used to rehabilitate roads Purwodadi-Blora. Alternative design of pavement structure was selected best rigid pavement structure consists of 25 cm thick layer of reinforced cement concrete pavement and 5 cm thick layer of WLC. Considering that the rigid pavement meets the technical requirements of a relatively low moment on the basis of pavement, high bearing capacity, low deflection, stress and deflection distribution is equitable based on the evaluation moments, stress and deflection of the SAP-2000 and BISAR 3.0.
Key Words : expansive subgrade, flexible pavement, rigid pavement, SAP-2000, BISAR 3.0