RPS FT12431 · Ganjil 2026/2027

Perkerasan Bahan

Jalan adalah struktur berlapis yang tugasnya menyebarkan beban roda sampai tanah dasar sanggup menahannya, sambil tetap rata, kesat, dan kedap air selama puluhan tahun. Mata kuliah ini membahas bahan penyusunnya, cara merancang campuran beraspal, dan cara menentukan tebal perkerasan lentur dan kaku.

Potongan perkerasan lentur di bawah roda truk. Seret untuk memutar, cubit atau gulir untuk memperbesar.

Cara belajar di kelas ini

Pertanyaan pemantikSetiap pertemuan dibuka dengan kerusakan atau kejadian nyata di jalan sekitar kampus.

Mekanisme fisikApa yang terjadi pada agregat, aspal, dan tanah dasar saat roda lewat ribuan kali.

Simulasi dan kalkulatorUbah satu besaran dan amati akibatnya: tebal lapis, gradasi, kadar aspal, beban sumbu.

Pedoman sebagai ringkasanRumus dan batas dari MDP 2017, Spesifikasi Umum 2018, dan pedoman Bina Marga muncul setelah mekanismenya dipahami.

Bedah soal, bank soal, cek pemahamanContoh soal bertahap, bank soal dengan angka berbeda untuk setiap NIM, miskonsepsi, dan kuis dengan umpan balik langsung.

Kasus berjalan: Ruas Kolektor Meulaboh–Seuneubok

Satu ruas jalan fiktif dipakai sepanjang semester supaya mahasiswa melihat satu proyek dari data tanah sampai penanganan kerusakan. Angka-angkanya dibuat realistis untuk latihan, bukan data resmi.

Data	Nilai	Minggu
Ruas	Jalan kolektor 2 lajur 2 arah tak terbagi, panjang 4 km, daerah datar dekat pesisir	1
Tanah dasar	10 titik uji CBR lapangan, rata-rata sekitar 6%	2
Agregat dan aspal	Batu pecah dari quarry sungai, aspal pen 60/70	3–6
Lalu lintas	Bus besar 60, truk 2 sumbu 150, truk 3 sumbu 30 kendaraan/hari (dua arah)	7, 9–10
Alternatif kaku	Segmen 500 m dekat pasar dirancang dengan beton semen	11
Jalan lama	Segmen 1 km yang sudah ada diperiksa lendutan dan kerusakannya	12–14

Capaian pembelajaran

Kode	Rumusan
CPL-5	Mampu mengidentifikasi, merumuskan, menganalisis, dan menyelesaikan masalah rekayasa kompleks di bidang struktur, geoteknik, transportasi, sumber daya air, dan manajemen konstruksi.
CPL-6	Mampu merancang komponen, sistem, atau proses bangunan teknik sipil sesuai standar teknis yang berlaku dengan memanfaatkan metode dan perangkat lunak rekayasa modern, serta mempertimbangkan kinerja, biaya, dan kemudahan pelaksanaan.
CPMK-1	Mahasiswa mampu menganalisis karakteristik bahan perkerasan, tanah dasar, beban lalu lintas, dan kondisi perkerasan.
CPMK-2	Mahasiswa mampu merancang campuran beraspal serta tebal perkerasan lentur dan kaku sesuai pedoman.

Rencana pembelajaran 16 minggu

Mg	Materi	CPMK	Penilaian	Bobot

Rencana evaluasi

Partisipasi 32%

Case method 18%

Kuis 15%

UTS 15%

UAS 20%

Unsur nilai	Metode	CPMK-1	CPMK-2	Total
Kuis	Kognitif – kuis	10	5	15
UTS	Kognitif – ujian tengah semester	8	7	15
UAS	Kognitif – ujian akhir semester	10	10	20
Partisipasi	Aktivitas partisipatif	16	16	32
Case method	Kognitif – tugas	6	12	18
Jumlah		50	50	100

Pustaka

Direktorat Jenderal Bina Marga. (2017). Manual Desain Perkerasan Jalan (Revisi 2017). Kementerian PUPR.
Sukirman, S. (2010). Perencanaan Tebal Struktur Perkerasan Lentur. Nova.
Huang, Y. H. (2004). Pavement Analysis and Design (2nd ed.). Pearson Prentice Hall.
Pendukung: Direktorat Jenderal Bina Marga. (2018). Spesifikasi Umum 2018 untuk Pekerjaan Konstruksi Jalan dan Jembatan. Kementerian PUPR.

Tentang angka dari pedoman. Batas spesifikasi dan rumus di halaman ini dikutip dari pedoman yang disebut di setiap bagian. Sebelum dipakai untuk pekerjaan nyata, selalu periksa edisi resmi terbaru dan addendumnya. Bagan desain MDP 2017 (tebal lapis per rentang beban) tidak disalin di sini; bacalah langsung dari dokumen resminya.

Satuan: tebal cm atau mm, tegangan kPa atau MPa, beban kN atau ton, desimal memakai koma. Media: Microsoft Excel, laptop, layar, proyektor.

Minggu 1 · CPMK-1

Perkerasan adalah alat penyebar beban

Tekanan ban truk sekitar 550 kPa, sedangkan tanah dasar yang lunak hanya sanggup menahan beberapa puluh kPa berulang-ulang tanpa melendut permanen. Setiap lapis perkerasan bertugas menurunkan tekanan itu sedikit demi sedikit.

Sub-CPMK 1.1: Mahasiswa mampu menjelaskan jenis dan struktur perkerasan jalan.
Penilaian: Diskusi kelas: keaktifan dan ketepatan penjelasan
Metode: Ceramah interaktif dan diskusi kelas; kontrak perkuliahan
Pustaka: MDP 2017 Bab 1–2; Huang Bab 1
Bobot: 4%

Pertanyaan pemantik

Mengapa jalan aspal di depan kampus tebalnya lebih dari 40 cm, padahal yang terlihat dari atas hanya lapisan hitam setebal beberapa sentimeter?

Susunan lapis perkerasan lentur. Tekanan roda menyebar membentuk kerucut, sehingga makin dalam makin kecil per satuan luas.

Konsep inti tiga jenis perkerasan

Perkerasan lentur (aspal) menyebarkan beban secara bertahap melalui beberapa lapis yang makin ke bawah makin murah dan makin lemah: lapis aus, lapis antara, lapis pondasi, dan lapis pondasi bawah. Tanah dasar ikut memikul sebagian besar beban, sehingga kualitas tanah dasar sangat menentukan tebal.

Perkerasan kaku (beton semen) memakai pelat beton yang sangat kaku. Pelat menyebarkan beban roda ke area yang luas sehingga tekanan ke tanah dasar kecil, dan kekuatan pelat itu sendiri yang paling menentukan.

Perkerasan komposit menggabungkan keduanya, misalnya lapis aspal di atas pelat beton untuk kenyamanan berkendara.

Lapis (perkerasan lentur)	Bahan umum	Fungsi utama
Lapis aus (AC-WC)	Laston, agregat bergradasi rapat + aspal	Kedap air, kesat, tahan aus; memikul tegangan terbesar
Lapis antara (AC-BC)	Laston dengan butir lebih kasar	Menyebarkan beban, menahan alur
Lapis pondasi beraspal (AC-Base)	Laston butir kasar	Lapis struktural utama pada jalan lalu lintas berat
Lapis pondasi agregat (LPA kelas A)	Batu pecah bergradasi, dipadatkan	Menyebarkan beban dan drainase
Lapis pondasi bawah (LPA kelas B)	Agregat lebih murah, sirtu	Menyebarkan beban, lantai kerja, mencegah tanah naik ke lapis atas
Tanah dasar	Tanah asli atau timbunan dipadatkan	Pondasi seluruh struktur

Simulasi penyebaran tegangan

Simulasi berikut memakai solusi Boussinesq untuk beban lingkaran di atas bahan homogen, dan pendekatan tebal ekivalen Odemark untuk melihat pengaruh lapis yang lebih kaku. Ini model sederhana untuk memahami konsep, bukan prosedur desain.

Bedah soal: tekanan roda pada tanah dasar

Roda ganda sumbu standar 8,16 ton: satu ban memikul sekitar 20 kN dengan tekanan ban 550 kPa. Berapa tegangan vertikal di kedalaman 30 cm bila bahan di atasnya sama dengan tanah dasar, dan bila diganti lapis beraspal 25 cm (E = 2.000 MPa) di atas tanah dasar (E = 60 MPa)?

Jari-jari bidang kontak a = √(P/(πq)) = √(20/(π × 550)) = 0,108 m
Tanpa lapis kaku, z = 0,30 m σ_z = q[1 − z³/(a² + z²)^1,5] = 550 × [1 − 0,027/(0,0116 + 0,09)^1,5] = 91 kPa
Dengan lapis aspal 25 cm, tebal ekivalen Odemark h_e = 0,9 × h × (E₁/E₂)^⅓ = 0,9 × 0,25 × (2.000/60)^⅓ = 0,72 m
Tegangan di atas tanah dasar σ_z pada z = 0,72 m ≈ 18 kPa (tanpa lapis kaku pada z = 0,25 m: 124 kPa)

Lapis yang kaku bekerja seperti lapis tanah yang jauh lebih tebal. Tegangan di tanah dasar turun dari 124 kPa menjadi sekitar 18 kPa, cukup kecil untuk tanah dasar yang dipadatkan dengan baik.

Miskonsepsi umum

AnggapanKekuatan jalan terutama ditentukan oleh lapisan aspal di atas.

SebenarnyaPada perkerasan lentur, tanah dasar memikul sebagian besar beban. Tanah dasar yang lemah atau basah membuat lapis di atasnya melentur berlebih dan cepat retak.

AnggapanPerkerasan kaku tidak perlu tanah dasar yang baik karena betonnya kuat.

SebenarnyaTanah dasar yang tidak seragam atau tergerus air membuat pelat kehilangan dukungan di tepi dan sudut, lalu retak. Dukungan yang seragam lebih penting daripada dukungan yang kuat.

Di lapangan

Air adalah musuh utama. Daerah pesisir seperti Meulaboh memiliki muka air tanah tinggi dan curah hujan besar. Tanah dasar yang jenuh kehilangan sebagian besar daya dukungnya, sehingga kemiringan melintang 2–3% dan saluran samping sama pentingnya dengan tebal lapis.

Cek pemahaman

Soal 1Mengapa lapis pondasi bawah memakai bahan yang lebih murah dari lapis aus?

Soal 2Pada perkerasan kaku, bagian yang paling menentukan tebal adalah…

Diskusi 1.1 — Jalan di sekitar kampus

Amati dua ruas jalan di sekitar kampus, satu aspal dan satu beton bila ada. Catat jenis perkerasan, kondisi drainase, dan kerusakan yang terlihat. Diskusikan lapis mana yang kemungkinan bermasalah.

Minggu 2 · CPMK-1

Mengukur seberapa kuat tanah dasar

Satu ruas jalan sepanjang beberapa kilometer melewati tanah yang berbeda-beda. Perencana harus memilih satu angka daya dukung yang mewakili setiap segmen, tidak terlalu optimistis dan tidak terlalu boros.

Sub-CPMK 1.2: Mahasiswa mampu menganalisis daya dukung tanah dasar.
Penilaian: Diskusi kelas & latihan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: MDP 2017 Bab 6; Sukirman 2010
Bobot: 4%

Pertanyaan pemantik

Sepuluh titik uji CBR memberi nilai 4,5% sampai 8%. Bila perencana memakai rata-ratanya, berapa persen panjang jalan yang tanah dasarnya sebenarnya lebih lemah dari angka desain?

Konsep inti CBR dan modulus resilien

CBR (California Bearing Ratio) membandingkan beban yang diperlukan untuk menekan piston berdiameter 50 mm ke dalam tanah dengan beban untuk menekan batu pecah standar. Pada penetrasi 2,54 mm beban standar 13,34 kN, dan pada 5,08 mm 20,0 kN. CBR diambil dari nilai yang lebih besar; bila nilai pada 5,08 mm lebih besar, pengujian diulang dan bila hasilnya sama, nilai 5,08 mm yang dipakai.

Modulus resilien (M_R) adalah kekakuan tanah terhadap beban berulang: tegangan dibagi regangan yang pulih setelah beban lewat. Analisis perkerasan modern memakai M_R. Untuk tanah dasar, MDP 2017 memakai pendekatan M_R (MPa) ≈ 10 × CBR.

Segmentasi membagi ruas menjadi segmen dengan CBR yang relatif seragam. Untuk setiap segmen dipakai CBR karakteristik, yaitu nilai yang dilampaui oleh sebagian besar titik di segmen itu.

CBR = maks( P_2,54/13,34 ; P_5,08/20,0 ) × 100%

CBR_{karakteristik} = CBR_rata-rata − f × s

f = 1,645 (jalan bebas hambatan), 1,282 (arteri dan kolektor), 1,036 (lokal); koefisien variasi s/rata-rata sebaiknya ≤ 25–30%

Bedah soal 1: membaca hasil uji CBR laboratorium

Hasil uji CBR: beban 4,2 kN pada penetrasi 2,54 mm dan 6,9 kN pada 5,08 mm. Pengujian ulang memberi hasil yang hampir sama.

CBR_2,54 = 4,2/13,34 × 100 = 31,5%
CBR_5,08 = 6,9/20,0 × 100 = 34,5%
Nilai 5,08 mm lebih besar dan uji ulang konsisten CBR = 34,5%

CBR = 34,5%. Nilai sebesar ini cocok untuk bahan timbunan pilihan, bukan tanah dasar lunak.

Bedah soal 2: CBR karakteristik segmen kasus berjalan

Kasus berjalan · tanah dasar

Sepuluh titik uji DCP yang dikonversi ke CBR di ruas kolektor: 5,2 ; 6,8 ; 4,9 ; 7,5 ; 6,1 ; 5,6 ; 8,0 ; 4,5 ; 6,3 ; 5,9%.

Rata-rata dan simpangan baku CBR_rata = 6,08% ; s = 1,12%
Koefisien variasi CV = 1,12/6,08 = 18% ≤ 25% → satu segmen boleh
Jalan kolektor, f = 1,282 CBR_{karakteristik} = 6,08 − 1,282 × 1,12 = 4,65%
Modulus tanah dasar M_R ≈ 10 × 4,65 = 46,5 MPa

CBR desain 4,65%, bukan rata-rata 6,08%. Dengan rata-rata, sekitar separuh panjang jalan memiliki tanah dasar yang lebih lemah dari angka desain. Angka ini dipakai pada minggu 10.

Bank soal latihan per NIM

Miskonsepsi umum

AnggapanCBR rendah cukup ditutup dengan lapis pondasi yang lebih tebal.

SebenarnyaMDP 2017 mensyaratkan perbaikan tanah dasar (lapis penopang atau stabilisasi) bila CBR di bawah batas tertentu, karena lapis pondasi tebal di atas tanah sangat lunak sulit dipadatkan dan tetap berdeformasi.

AnggapanCBR lapangan di musim kemarau mewakili kondisi jalan.

SebenarnyaDesain harus memakai kondisi terendam atau terburuk yang realistis. Tanah lempung bisa kehilangan lebih dari separuh daya dukungnya saat jenuh air.

Cek pemahaman

Soal 1Mengapa CBR karakteristik lebih kecil dari rata-rata?

Minggu 3 · CPMK-1

Agregat adalah kerangka perkerasan

Sekitar 90–95% berat campuran beraspal adalah agregat. Butir-butir batu yang saling mengunci itulah yang memikul beban; aspal hanya mengikat dan menutup rongga.

Sub-CPMK 1.3: Mahasiswa mampu menjelaskan persyaratan agregat untuk perkerasan.
Penilaian: Kuis 1: persyaratan agregat
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: Spesifikasi Umum 2018 Divisi 5–6; Sukirman 2010
Bobot: 5%

Pertanyaan pemantik

Mengapa kontraktor tidak boleh memakai batu kali bulat utuh untuk campuran aspal, padahal batunya keras?

Butir besar membentuk kerangka, butir kecil mengisi rongga di antaranya. Gradasi yang baik membuat susunan padat dan saling mengunci.

Konsep inti empat sifat agregat

Gradasi: sebaran ukuran butir, dari analisis saringan. Gradasi rapat (menerus) memberi campuran padat dan kedap; gradasi senjang atau seragam meninggalkan rongga besar.
Kekerasan dan ketahanan aus: diuji dengan mesin Abrasi Los Angeles. Agregat yang mudah aus pecah saat dipadatkan dan saat dilewati kendaraan, sehingga gradasinya berubah.
Bentuk dan tekstur butir: butir bersudut dan bertekstur kasar saling mengunci dan menahan geser. Butir pipih dan lonjong mudah patah; butir bulat licin mudah menggelincir.
Kebersihan dan kelekatan: lempung yang menyelimuti butir menghalangi aspal melekat, lalu aspal mengelupas bila terkena air (stripping).

Sifat agregat kasar untuk campuran beraspal	Batas umum	Mengapa
Abrasi Los Angeles, 500 putaran	≤ 40% (≤ 30% untuk campuran aspal modifikasi)	Butir tidak hancur saat dipadatkan dan dilewati roda
Kelekatan agregat terhadap aspal	≥ 95%	Aspal tidak mengelupas saat basah
Partikel pipih dan lonjong (perbandingan 1:5)	≤ 10%	Butir tidak patah dan tetap saling mengunci
Penyerapan air	≤ 3%	Aspal tidak terserap berlebihan ke dalam pori batu

Ringkasan dari Spesifikasi Umum Bina Marga 2018 Seksi 6.3. Persyaratan lengkap (angularitas, nilai setara pasir, butir pecah, dan lainnya) dibaca langsung dari tabel spesifikasi.

Bedah soal 1: analisis saringan

Contoh agregat gabungan 1.170 g diayak. Berat tertahan (g): 19 mm 0 ; 12,5 mm 60 ; 9,5 mm 170 ; 4,75 mm 250 ; 2,36 mm 190 ; 1,18 mm 140 ; 0,6 mm 110 ; 0,3 mm 90 ; 0,15 mm 70 ; 0,075 mm 50 ; pan 40. Bandingkan dengan amplop AC-WC.

Persen tertahan kumulatif lalu persen lolos 12,5 mm: 60/1.170 = 5,1% tertahan → 94,9% lolos
% lolos: 100 ; 94,9 ; 80,3 ; 59,0 ; 42,7 ; 30,8 ; 21,4 ; 13,7 ; 7,7 ; 3,4
Bandingkan dengan amplop AC-WC (Spesifikasi 2018) semua saringan masuk amplop kecuali 0,075 mm: 3,4% < batas bawah 4%

Gradasi hampir memenuhi, tetapi kekurangan bahan lolos 0,075 mm (filler). Tambahkan bahan pengisi seperti abu batu halus atau semen sekitar 1–2% pada perencanaan campuran minggu 5. Masukkan angka ini ke kalkulator untuk melihat grafiknya.

Bedah soal 2: abrasi Los Angeles

Benda uji 5.000 g diputar 500 kali dalam mesin Los Angeles. Bagian yang tertahan saringan 1,7 mm (No. 12) setelah dicuci dan dikeringkan 3.550 g.

Keausan = (5.000 − 3.550)/5.000 × 100 = 29,0%
29,0% ≤ 40% memenuhi ; ≤ 30% juga memenuhi untuk aspal modifikasi

Agregat cukup keras untuk lapis beraspal, termasuk campuran dengan aspal modifikasi.

Bank soal latihan per NIM

Kuis 1 latihan sebelum kuis

Soal 1Mengapa butir bersudut lebih disukai daripada butir bulat?

Soal 2Agregat dengan abrasi Los Angeles 45% sebaiknya…

Minggu 4 · CPMK-1

Aspal: lem yang sifatnya berubah dengan suhu

Pada suhu pencampuran aspal cair seperti oli, pada siang hari terik ia lunak, dan pada malam hari ia keras dan getas. Hampir semua pengujian aspal mengukur seberapa jauh sifatnya berubah terhadap suhu dan waktu.

Sub-CPMK 1.4: Mahasiswa mampu menjelaskan jenis dan sifat aspal.
Penilaian: Diskusi kelas & latihan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: Spesifikasi Umum 2018 Seksi 6.3; Huang Bab 1
Bobot: 4%

Pertanyaan pemantik

Mengapa jalan aspal di jalur truk yang sering macet di siang hari lebih cepat bergelombang daripada jalan yang lalu lintasnya lancar?

Konsep inti viskoelastis dan peka suhu

Aspal bersifat viskoelastis: di bawah beban cepat (kendaraan melaju) ia berperilaku hampir elastis, di bawah beban lambat atau diam (kendaraan berhenti, macet) ia mengalir seperti cairan kental. Suhu tinggi memperkuat sifat mengalir. Itulah sebabnya alur dan gelombang banyak muncul di persimpangan dan tanjakan.

Aspal keras (penetrasi 60/70 atau 40/50) dipanaskan untuk dicampur dengan agregat panas di AMP (campuran panas).
Aspal emulsi: butir aspal yang terdispersi dalam air dengan pengemulsi. Dipakai dingin untuk lapis resap pengikat, lapis perekat, dan pemeliharaan.
Aspal modifikasi: aspal ditambah polimer (elastomer atau plastomer) atau asbuton agar lebih tahan alur pada suhu tinggi dan lebih lentur pada suhu rendah.

Pengujian aspal pen 60/70	Syarat	Yang diukur
Penetrasi pada 25 °C (0,1 mm)	60–70	Kekerasan: masuknya jarum 100 g selama 5 detik
Titik lembek (cincin dan bola)	≥ 48 °C	Suhu saat aspal mulai melunak
Daktilitas pada 25 °C	≥ 100 cm	Kemampuan memanjang tanpa putus
Titik nyala	≥ 232 °C	Keamanan saat pemanasan
Berat jenis	≥ 1,0	Dipakai dalam hitungan volumetrik
Kehilangan berat setelah pemanasan (TFOT/RTFOT)	≤ 0,8%	Penguapan dan penuaan selama pencampuran
Penetrasi setelah pemanasan	≥ 54% semula	Seberapa cepat aspal mengeras karena penuaan

Ringkasan dari Spesifikasi Umum 2018 untuk aspal keras pen 60/70. Suhu pencampuran dan pemadatan ditentukan dari grafik viskositas–suhu aspal yang dipakai: viskositas sekitar 170 ± 20 cSt untuk pencampuran dan 280 ± 30 cSt untuk pemadatan.

Bedah soal: indeks penetrasi

Aspal dengan penetrasi 65 (0,1 mm) dan titik lembek 50 °C. Hitung indeks penetrasi (PI) dan periksa terhadap syarat pen 60/70.

Anggap penetrasi aspal pada titik lembek sekitar 800 A = (log 800 − log 65)/(50 − 25) = (2,903 − 1,813)/25 = 0,0436
PI = (20 − 500A)/(1 + 50A) = (20 − 21,80)/(1 + 2,18) = −0,57
Syarat penetrasi 65 di antara 60–70 OK ; titik lembek 50 ≥ 48 °C OK

PI = −0,57, di dalam rentang umum aspal jalan (sekitar −1 sampai +1). Makin kecil PI, makin peka aspal terhadap perubahan suhu.

Miskonsepsi umum

AnggapanMakin banyak aspal, campuran makin awet.

SebenarnyaAspal berlebih mengisi hampir semua rongga. Di siang hari aspal memuai dan naik ke permukaan (kegemukan), lalu campuran mudah membentuk alur. Kadar aspal harus optimum, bukan maksimum.

AnggapanAspal yang lebih keras selalu lebih baik untuk daerah panas.

SebenarnyaAspal keras tahan alur, tetapi lebih getas dan cepat retak lelah. Pilihannya menyeimbangkan iklim, beban, dan umur.

Cek pemahaman

Soal 1Mengapa alur paling sering terjadi di dekat lampu lalu lintas?

Minggu 5 · CPMK-2

Mencampur beberapa fraksi agar masuk amplop

Quarry menghasilkan batu pecah dalam beberapa ukuran terpisah. Perencana campuran memilih proporsi setiap fraksi sehingga gradasi gabungannya berada di dalam amplop spesifikasi, sebaiknya dekat titik tengahnya.

Sub-CPMK 2.1: Mahasiswa mampu merancang gradasi campuran agregat.
Penilaian: Diskusi kelas & latihan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: Spesifikasi Umum 2018 Seksi 6.3; Sukirman 2010
Bobot: 4%

Pertanyaan pemantik

Bila semua fraksi dicampur dengan proporsi sama banyak, apakah gradasinya pasti masuk spesifikasi?

Konsep inti rata-rata tertimbang

Persen lolos gradasi gabungan pada setiap saringan adalah rata-rata tertimbang persen lolos masing-masing fraksi:

P = a·A + b·B + c·C dengan a + b + c = 1A, B, C persen lolos tiap fraksi pada saringan yang sama

Proporsi dicari dengan coba-coba (atau aljabar pada saringan kunci), lalu diperiksa di semua saringan. Amplop AC-WC menurut Spesifikasi 2018 (% lolos): 19 mm 100 ; 12,5 mm 90–100 ; 9,5 mm 77–90 ; 4,75 mm 53–69 ; 2,36 mm 33–53 ; 1,18 mm 21–40 ; 0,6 mm 14–30 ; 0,3 mm 9–22 ; 0,15 mm 6–15 ; 0,075 mm 4–9.

Bedah soal: tiga fraksi untuk AC-WC

Tiga fraksi (persen lolos): agregat kasar CA (10–20 mm), agregat sedang MA (5–10 mm), dan abu batu FA (0–5 mm) seperti nilai awal kalkulator. Tentukan proporsi yang masuk amplop AC-WC.

Saringan 2,36 mm sebagai kunci (target tengah 43%) CA 2 ; MA 12 ; FA 72 → 0,02a + 0,12b + 0,72c ≈ 43
Saringan 9,5 mm (target tengah 83,5%) CA 45 ; MA 98 ; FA 100
Coba a = 0,20 ; b = 0,25 ; c = 0,55 2,36 mm: 0,4 + 3,0 + 39,6 = 43,0% ; 9,5 mm: 9,0 + 24,5 + 55,0 = 88,5%
Periksa semua saringan di kalkulator, terutama 0,075 mm 0,075 mm: 0,2 + 0,3 + 6,1 = 6,6% (amplop 4–9)

Proporsi 20% CA, 25% MA, 55% FA memberi gradasi di dalam amplop. Geser penggeser kalkulator dan perhatikan saringan mana yang paling cepat keluar amplop.

Cek pemahaman

Soal 1Persen lolos 4,75 mm: CA 5%, FA 95%. Bila hanya dua fraksi dengan 40% CA dan 60% FA, berapa persen lolos gabungan?

Minggu 6 · CPMK-2

Mencari kadar aspal yang pas

Benda uji Marshall dibuat dengan beberapa kadar aspal, lalu diukur rongga, stabilitas, dan kelelehannya. Kadar aspal optimum adalah kadar yang memenuhi semua syarat sekaligus.

Sub-CPMK 2.2: Mahasiswa mampu merancang campuran beraspal dengan metode Marshall.
Penilaian: Tugas 1: ketepatan dan kelengkapan rancangan campuran
Metode: Case method: rancangan campuran laston lapis aus
Pustaka: Spesifikasi Umum 2018 Seksi 6.3; Sukirman 2010
Bobot: 6%

Pertanyaan pemantik

Campuran beraspal harus kedap air, tetapi juga harus punya rongga. Mengapa rongga udara 3–5% justru disyaratkan?

Benda uji Marshall: silinder 101,6 mm, dipadatkan dengan penumbuk 75 kali tiap sisi, lalu ditekan pada suhu 60 °C.

Konsep inti volumetrik campuran

VIM (rongga dalam campuran): udara yang tersisa. Terlalu kecil membuat aspal terdesak ke permukaan saat lalu lintas memadatkan campuran lebih lanjut; terlalu besar membuat air dan udara masuk sehingga campuran cepat menua.
VMA (rongga di antara agregat): ruang yang tersedia untuk aspal dan udara. VMA yang cukup menjamin selimut aspal cukup tebal.
VFA (rongga terisi aspal): bagian VMA yang terisi aspal.
Stabilitas dan kelelehan: beban maksimum dan deformasi saat benda uji runtuh pada 60 °C, gambaran ketahanan terhadap alur.

VIM = 100 × (G_mm − G_mb)/G_mm

VMA = 100 − G_mb·P_s/G_sb VFA = 100 × (VMA − VIM)/VMA

G_mb berat jenis curah campuran padat · G_mm berat jenis maksimum · G_sb berat jenis curah agregat · P_s persen agregat terhadap berat campuran

Sifat Laston lapis aus (AC-WC)	Syarat
Jumlah tumbukan per bidang	75
Rongga dalam campuran (VIM)	3–5%
Rongga di antara agregat (VMA)	≥ 15%
Rongga terisi aspal (VFA)	≥ 65%
Stabilitas Marshall	≥ 800 kg
Pelelehan	2–4 mm
Stabilitas sisa setelah perendaman 24 jam, 60 °C	≥ 90%
Rongga pada kepadatan membal (refusal)	≥ 2%

Ringkasan dari Spesifikasi Umum 2018 Tabel 6.3.3 untuk Laston AC-WC dengan aspal keras. Perkiraan awal kadar aspal: P_b = 0,035(%CA) + 0,045(%FA) + 0,18(%filler) + K, dengan K sekitar 0,5–1,0 untuk laston.

Bedah soal 1: volumetrik satu benda uji

Kadar aspal P_b = 5,5%, G_sb = 2,650, G_mm = 2,420, G_mb = 2,330.

VIM = 100 × (2,420 − 2,330)/2,420 = 3,72%
P_s = 100 − 5,5 = 94,5% → VMA = 100 − 2,330 × 94,5/2,650 = 16,91%
VFA = 100 × (16,91 − 3,72)/16,91 = 78,0%

VIM 3,72% (3–5), VMA 16,91% (≥ 15), VFA 78,0% (≥ 65): semua sifat volumetrik memenuhi.

Bedah soal 2: kadar aspal optimum kasus berjalan

Kasus berjalan · AC-WC

Hasil uji pada lima kadar aspal (nilai awal kalkulator): 4,5 ; 5,0 ; 5,5 ; 6,0 ; 6,5%. Perkiraan awal dari gradasi minggu 5: agregat kasar (tertahan 2,36 mm) 57%, agregat halus 36,4%, filler (lolos 0,075 mm) 6,6%, sehingga P_b = 0,035 × 57 + 0,045 × 36,4 + 0,18 × 6,6 + 0,75 = 5,57%.

VIM 3–5% terpenuhi untuk P_b antara 4,96% dan 5,89% (interpolasi linear)
VFA ≥ 65% terpenuhi mulai P_b ≈ 4,66%
VMA ≥ 15%, stabilitas ≥ 800 kg terpenuhi di semua kadar
Pelelehan 2–4 mm terpenuhi sampai P_b ≈ 6,07%
Rentang yang memenuhi semua syarat 4,96–5,89% → KAO = (4,96 + 5,89)/2 = 5,42% ≈ 5,4%

Kadar aspal optimum 5,4%, dekat perkiraan awal 5,57%. Di kalkulator, diagram batang memperlihatkan rentang setiap syarat dan irisannya.

Bank soal latihan per NIM

Tugas 1 · Case method

Rancangan campuran laston lapis aus. Kelompok memakai data saringan dan berat jenis agregat dari quarry yang ditentukan dosen. Susun gradasi gabungan (minggu 5), hitung perkiraan kadar aspal, buat tabel volumetrik lima kadar aspal, tentukan KAO dengan diagram batang, dan jelaskan sifat mana yang paling membatasi.

Cek pemahaman

Soal 1Bila kadar aspal dinaikkan, VIM akan…

Minggu 7 · CPMK-1

Satu truk kelebihan muatan merusak seperti ribuan mobil

Kerusakan akibat satu lintasan sumbu naik sangat cepat terhadap beratnya, kira-kira pangkat empat. Karena itu beban lalu lintas dinyatakan dalam jumlah lintasan sumbu standar ekivalen (ESA), bukan jumlah kendaraan.

Sub-CPMK 1.5: Mahasiswa mampu menghitung beban lalu lintas rencana.
Penilaian: Kuis 2: beban lalu lintas rencana
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: MDP 2017 Bab 4; Huang Bab 6
Bobot: 5%

Pertanyaan pemantik

Truk dengan sumbu belakang 12 ton dimuati "sedikit lebih" menjadi 16 ton. Bertambah berapa kali kerusakan yang ditimbulkannya pada jalan?

Konsep inti hukum pangkat empat

Uji jalan AASHO (1958–1960) menunjukkan bahwa daya rusak sumbu berbanding kira-kira dengan pangkat empat bebannya. Setiap konfigurasi sumbu punya beban standar sendiri:

ESA_sumbu = (L / L_s)⁴ VDF = Σ ESA semua sumbu satu kendaraan

L_s: sumbu tunggal roda tunggal 5,40 t ; tunggal roda ganda 8,16 t ; tandem roda ganda 13,76 t ; tridem 18,45 t

VDF = vehicle damage factor. MDP 2017 menyediakan tabel VDF per wilayah; bila ada data timbang, VDF dihitung dari beban sumbu sebenarnya.

CESA = Σ (LHRT × VDF) × 365 × D_D × D_L × R

R = [(1 + 0,01i)^UR − 1] / (0,01i)

D_D faktor distribusi arah (umumnya 0,5) · D_L faktor distribusi lajur (1,0 untuk satu lajur per arah) · i laju pertumbuhan (%/tahun) · UR umur rencana (perkerasan lentur 20 tahun)

Bedah soal 1: daya rusak truk kelebihan muatan

Truk 2 sumbu: sumbu depan roda tunggal 5 t, sumbu belakang roda ganda 10 t. Bandingkan bila sumbu belakang dimuati menjadi 14 t.

Muatan normal VDF = (5/5,40)⁴ + (10/8,16)⁴ = 0,735 + 2,255 = 2,99
Kelebihan muatan VDF = 0,735 + (14/8,16)⁴ = 0,735 + 8,66 = 9,40
Pembanding mobil penumpang 2 t (dua sumbu 1 t) VDF = 2 × (1/5,40)⁴ = 0,0024

Menambah 4 t pada sumbu belakang (40%) menaikkan daya rusak 3,1 kali. Satu truk bermuatan normal setara dengan sekitar 1.200 mobil penumpang.

Bedah soal 2: beban kumulatif ruas kolektor kasus berjalan

Kasus berjalan · lalu lintas

LHRT dua arah: bus besar 60 (sumbu 5 t + 9 t), truk 2 sumbu 150 (6 t + 12 t), truk 3 sumbu 30 (6 t + tandem 20 t). Kendaraan ringan diabaikan. D_D = 0,5, D_L = 1,0, i = 3,97% (MDP 2017, kolektor Sumatera), UR = 20 tahun.

VDF bus: 0,735 + 1,480 = 2,215 ; truk 2 sumbu: 1,524 + 4,677 = 6,201 ; truk 3 sumbu: 1,524 + 4,463 = 5,987
ESA harian dua arah 60 × 2,215 + 150 × 6,201 + 30 × 5,987 = 132,9 + 930,2 + 179,6 = 1.242,7
Faktor pertumbuhan R = [(1,0397)²⁰ − 1]/0,0397 = 29,69
CESA = 1.242,7 × 365 × 0,5 × 1,0 × 29,69 = 6,73 × 10⁶ ESA

Beban kumulatif lajur rencana selama 20 tahun sekitar 6,7 juta ESA, dan 75% di antaranya berasal dari truk 2 sumbu yang bermuatan lebih. Angka ini dipakai pada minggu 9–10.

Bank soal latihan per NIM

Di lapangan

Muatan berlebih (ODOL). Truk pengangkut hasil kebun dan material sering membawa muatan jauh di atas batas. Karena pangkat empat, pengendalian muatan berlebih sering lebih efektif memperpanjang umur jalan daripada menambah tebal perkerasan.

Kuis 2 latihan sebelum kuis

Soal 1Sumbu tunggal roda ganda 16,32 t (dua kali beban standar) setara dengan berapa ESA?

Minggu 8 · CPMK-1 dan CPMK-2

Ujian Tengah Semester

Ujian tertulis materi pertemuan 1–7. Dinilai dari ketepatan dan kelengkapan jawaban teori dan hitungan. Bobot 15%.

Kisi-kisi

No.	Materi	Bentuk	Porsi
1	Jenis perkerasan dan fungsi lapis	Uraian	10%
2	CBR dan segmentasi tanah dasar	Hitungan	20%
3	Agregat dan aspal	Uraian + hitungan singkat	15%
4	Gradasi gabungan dan volumetrik Marshall	Hitungan	30%
5	VDF dan CESA	Hitungan	25%

Contoh soal dan pembahasan

Soal: Benda uji dengan P_b = 6,0%, G_sb = 2,640, G_mm = 2,405, G_mb = 2,345. Hitung VIM, VMA, dan VFA, lalu nilai apakah memenuhi syarat AC-WC.

VIM = 100 × (2,405 − 2,345)/2,405 = 2,49%
VMA = 100 − 2,345 × 94,0/2,640 = 16,50%
VFA = 100 × (16,50 − 2,49)/16,50 = 84,9%

VMA dan VFA memenuhi, tetapi VIM 2,49% < 3%: kadar aspal terlalu tinggi. Campuran berisiko kegemukan dan alur; kadar aspal perlu diturunkan.

Soal: Truk 3 sumbu dengan sumbu depan 7 t (roda tunggal) dan tandem belakang 24 t. Hitung VDF-nya.

(7/5,40)⁴ + (24/13,76)⁴ = 2,82 + 9,25 = 12,08

VDF = 12,1. Bandingkan dengan truk 3 sumbu bermuatan wajar (6 t + 20 t) yang VDF-nya 6,0: hampir dua kali lipat.

Latihan UTS bank soal per NIM

Minggu 9 · CPMK-2

Alur desain perkerasan menurut MDP 2017

MDP 2017 menyusun desain perkerasan sebagai urutan keputusan: umur rencana, beban, tanah dasar, jenis struktur, lalu tebal lapis dari bagan desain. Setiap langkah punya pemeriksaan sendiri.

Sub-CPMK 2.3: Mahasiswa mampu menjelaskan prosedur desain perkerasan lentur.
Penilaian: Diskusi kelas & latihan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: MDP 2017 Bab 2–7
Bobot: 4%

Pertanyaan pemantik

Dua ruas jalan memiliki lalu lintas yang sama. Ruas pertama di atas tanah lempung lunak, ruas kedua di atas tanah berpasir padat. Apakah tebal perkerasannya boleh sama?

Alur desain

1. Umur rencanaPerkerasan lentur umumnya 20 tahun; perkerasan kaku 40 tahun (MDP 2017 Bab 2).

2. Beban lalu lintasLHRT per golongan, VDF, faktor pertumbuhan, distribusi arah dan lajur → CESA untuk lajur rencana (minggu 7).

3. Tanah dasarSegmentasi, CBR karakteristik, kondisi drainase dan muka air (minggu 2). Bila CBR rendah, tentukan perbaikan tanah dasar atau lapis penopang.

4. Pilih jenis perkerasanBerdasarkan rentang beban, kondisi tanah, dan pertimbangan biaya siklus hidup (tabel pemilihan struktur MDP 2017).

5. Tebal lapisDibaca dari bagan desain sesuai rentang beban dan jenis lapis pondasi.

6. Pemeriksaan dan detailDrainase bawah permukaan, bahu jalan, tebal minimum lapis, dan kemudahan pelaksanaan.

Dua pangkat beban. MDP 2017 membedakan beban untuk kerusakan lelah lapis beraspal (dihitung dengan pangkat yang lebih tinggi, CESA5) dan beban untuk kerusakan lapis berbutir dan tanah dasar (CESA4). Dalam latihan ini dipakai CESA dengan pangkat empat seperti minggu 7, dan prosedur pemangkatannya dibahas langsung dari dokumen MDP 2017.

Bagan desain adalah katalog. Bagan desain MDP 2017 disusun dari analisis mekanistik dan pengalaman kinerja jalan di Indonesia. Pada minggu 10 kita memakai metode AASHTO 1993 (diadopsi Bina Marga dalam Pt T-01-2002-B) untuk memahami bagaimana tebal lapis lahir dari beban dan tanah dasar, lalu membandingkannya dengan bagan desain.

Bedah soal: menyusun data desain kasus berjalan

Kasus berjalan

Kumpulkan data ruas kolektor dari minggu 2 dan 7 ke dalam lembar data desain.

Umur rencana UR = 20 tahun (perkerasan lentur)
Beban CESA (pangkat 4) = 6,73 × 10⁶ ESA lajur rencana
Tanah dasar satu segmen, CBR karakteristik 4,65% ; M_R ≈ 46,5 MPa
Drainase muka air tanah tinggi di musim hujan → saluran samping dan lapis pondasi yang dapat mengalirkan air

Data lengkap. Dengan beban 6,7 juta ESA dan CBR di bawah 5%, perencana perlu memeriksa syarat perbaikan tanah dasar dan memilih struktur dengan lapis beraspal yang cukup tebal.

Cek pemahaman

Soal 1Mengapa umur rencana perkerasan kaku lebih panjang dari perkerasan lentur?

Minggu 10 · CPMK-2

Dari beban dan tanah dasar menjadi tebal lapis

Metode AASHTO 1993 merangkum hasil uji jalan menjadi satu persamaan: makin besar beban dan makin lemah tanah dasar, makin besar angka struktural SN yang diperlukan. SN lalu dibagi ke setiap lapis sesuai kekuatan bahannya.

Sub-CPMK 2.4: Mahasiswa mampu merancang tebal perkerasan lentur suatu ruas jalan.
Penilaian: Tugas 2: ketepatan dan kelengkapan desain
Metode: Case method: ruas jalan kabupaten dengan data lalu lintas dan CBR lapangan
Pustaka: MDP 2017 Bab 7; Pt T-01-2002-B; Huang Bab 11
Bobot: 6%

Pertanyaan pemantik

Mengapa 1 cm lapis aspal dihargai jauh lebih "kuat" daripada 1 cm lapis pondasi agregat?

Konsep inti angka struktural

log₁₀W₁₈ = Z_RS₀ + 9,36 log₁₀(SN + 1) − 0,20 + log₁₀(ΔPSI/2,7)/[0,40 + 1.094/(SN + 1)^5,19] + 2,32 log₁₀M_R − 8,07

SN = a₁D₁ + a₂D₂m₂ + a₃D₃m₃

W₁₈ beban kumulatif (ESA) · Z_R deviasi normal untuk reliabilitas R · S₀ simpangan baku keseluruhan (0,40–0,50) · ΔPSI penurunan indeks pelayanan · M_R modulus tanah dasar dalam psi (≈ 1.500 × CBR) · D tebal (inci) · a koefisien lapis · m koefisien drainase

Koefisien lapis a menyatakan "kekuatan per inci" suatu bahan. Nilai umum: laston sekitar 0,40; lapis pondasi agregat kelas A sekitar 0,14; lapis pondasi bawah kelas B sekitar 0,11–0,12. Desain dilakukan dari atas: tebal lapis aspal harus cukup melindungi lapis pondasi (SN₁ dihitung dengan M_R lapis pondasi), lalu lapis pondasi melindungi pondasi bawah, dan seluruhnya melindungi tanah dasar.

Bedah soal: tebal perkerasan ruas kolektor kasus berjalan

Kasus berjalan · desain

W₁₈ = 6,73 × 10⁶ ESA, R = 90% (Z_R = −1,282), S₀ = 0,45, ΔPSI = 4,2 − 2,5 = 1,7, CBR tanah dasar 4,65% (M_R = 6.975 psi). M_R lapis pondasi 30.000 psi, pondasi bawah 15.000 psi. a₁ = 0,40, a₂ = 0,14, a₃ = 0,11, m = 1,0.

SN perlu di atas setiap lapis (selesaikan persamaan AASHTO, lihat kalkulator) SN₁ = 2,80 ; SN₂ = 3,65 ; SN₃ = 4,80
Lapis beraspal D₁ ≥ SN₁/a₁ = 2,80/0,40 = 7,0 in = 17,8 cm → pakai 18 cm (AC-WC 4 + AC-BC 6 + AC-Base 8)
SN yang diberikan lapis aspal SN₁* = 0,40 × 18/2,54 = 2,83
Lapis pondasi agregat D₂ ≥ (3,65 − 2,83)/(0,14 × 1,0) = 5,8 in = 14,7 cm → pakai 15 cm (tebal minimum praktis)
SN₂* = 2,83 + 0,14 × 15/2,54 = 3,66
Lapis pondasi bawah D₃ ≥ (4,80 − 3,66)/(0,11 × 1,0) = 10,3 in = 26,3 cm → pakai 27 cm

Struktur: lapis beraspal 18 cm + LPA kelas A 15 cm + LPA kelas B 27 cm di atas tanah dasar CBR 4,65%. Bandingkan dengan struktur dari bagan desain MDP 2017 untuk rentang beban dan tanah dasar yang sama, lalu jelaskan perbedaannya dalam laporan.

Bank soal latihan per NIM

Tugas 2 · Case method

Ruas jalan kabupaten. Kelompok menerima data LHRT per golongan dan hasil DCP sepanjang 3 km. Lakukan segmentasi, hitung CESA, rancang tebal dengan AASHTO 1993, lalu bandingkan dengan bagan desain MDP 2017. Sertakan gambar potongan melintang dan alasan pemilihan struktur.

Cek pemahaman

Soal 1Bila CBR tanah dasar naik dari 4,65% menjadi 8%, apa yang terjadi pada SN perlu?

Minggu 11 · CPMK-2

Pelat beton yang melentur di atas tanah

Perkerasan kaku bekerja seperti pelat di atas pegas. Pelat menyebar beban ke area yang luas, dan tegangan lentur di dalam pelat yang menentukan tebalnya. Sambungan mengatur di mana beton boleh retak.

Sub-CPMK 2.5: Mahasiswa mampu merancang tebal perkerasan kaku.
Penilaian: Diskusi kelas & latihan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: MDP 2017 Bab 8; Pd T-14-2003; Huang Bab 4–5
Bobot: 4%

Pertanyaan pemantik

Mengapa jalan beton sengaja digergaji membentuk kotak-kotak setiap 4–5 meter, padahal itu justru membuat celah?

Pelat beton dengan sambungan melintang berruji (dowel) dan sambungan memanjang dengan batang pengikat (tie bar).

Konsep inti pelat di atas pondasi Winkler

Westergaard memodelkan tanah dasar sebagai pegas dengan modulus reaksi k. Kekakuan relatif pelat terhadap tanah dinyatakan dengan jari-jari kekakuan relatif ℓ: makin tebal pelat dan makin lunak tanah, makin besar ℓ dan makin luas daerah yang ikut memikul beban.

Sambungan susut melintang digergaji sedalam sekitar seperempat tebal pelat agar retak susut terjadi di tempat yang direncanakan. Jarak umumnya 4–5 m untuk pelat tanpa tulangan.
Ruji (dowel): batang polos yang dilumasi di satu sisi, memindahkan beban roda melintasi sambungan melintang tanpa menahan pelat memuai dan menyusut. Ukuran umum: panjang 450 mm, jarak 300 mm, diameter mengikuti tebal pelat.
Batang pengikat (tie bar): baja ulir di sambungan memanjang yang menahan dua lajur agar tidak saling menjauh.

ℓ = [E h³ / (12(1 − μ²) k)]^¼ σ_interior = 0,316 P/h² × [4 log₁₀(ℓ/b) + 1,069]

Batang pengikat (Pd T-14-2003): A_t = 204 × b × h (mm²/m) ; ℓ_t = 38,3φ + 75 (mm)

b jari-jari ekivalen bidang kontak · pada rumus tie bar: b jarak sambungan ke tepi bebas pelat (m), h tebal pelat (m), φ diameter batang (mm)

Bedah soal 1: tebal pelat dengan AASHTO 1993 kasus berjalan

Kasus berjalan · segmen pasar

Segmen 500 m dekat pasar: W₁₈ = 20 × 10⁶ ESA (umur 40 tahun), R = 90%, S₀ = 0,35, ΔPSI = 4,5 − 2,5 = 2,0, kuat lentur beton S_c = 650 psi (4,5 MPa), E_c = 3,6 × 10⁶ psi, k = 150 pci, J = 3,2 (berruji, bahu aspal), C_d = 1,0.

Selesaikan persamaan AASHTO 1993 perkerasan kaku dengan coba-coba (kalkulator) D = 11,1 in = 28,3 cm
Bila k naik menjadi 250 pci (lapis pondasi lebih baik) D = 10,9 in = 27,6 cm

Pakai pelat 29 cm. Menaikkan k hampir dua kali hanya mengurangi tebal sekitar 7 mm: tebal pelat jauh lebih ditentukan oleh kuat lentur beton dan beban daripada oleh tanah dasar.

Bedah soal 2: batang pengikat dan ruji

Pelat 25 cm, lebar lajur 3,5 m (jarak sambungan memanjang ke tepi bebas 3,5 m), tie bar D16.

A_t = 204 × 3,5 × 0,25 = 178,5 mm²/m → jarak D16 = 201 × 1.000/178,5 = 1.126 mm
Jarak dibatasi praktis 750 mm pakai D16-750
Panjang ℓ_t = 38,3 × 16 + 75 = 688 mm → 700 mm
Ruji di sambungan melintang batang polos, panjang 450 mm, jarak 300 mm, diameter sesuai tabel Pd T-14-2003 untuk tebal 25 cm

Tie bar D16-750 panjang 700 mm di sambungan memanjang, ruji polos panjang 450 mm jarak 300 mm di sambungan melintang.

Simulasi tegangan Westergaard

Ubah tebal pelat dan modulus reaksi tanah dasar. Perhatikan bahwa tebal pelat jauh lebih berpengaruh terhadap tegangan daripada nilai k.

Contoh: E = 27.800 MPa, μ = 0,15, h = 250 mm, k = 0,06 N/mm³, roda 40 kN dengan jari-jari kontak 150 mm, beban di tengah pelat.

ℓ = [27.800 × 250³ / (12 × (1 − 0,15²) × 0,06)]^¼ = 886 mm
a = 150 < 1,724h, jadi b = √(1,6a² + h²) − 0,675h = √(36.000 + 62.500) − 168,75 = 145 mm
σ = 0,316 × 40.000/250² × [4 log(886/145) + 1,069] = 0,202 × 4,213 = 0,85 MPa

Tegangan 0,85 MPa jauh di bawah kuat lentur 4,5 MPa untuk satu lintasan. Tebal pelat ditentukan oleh jutaan lintasan berulang (kelelahan), bukan oleh satu beban.

Bank soal latihan per NIM

Cek pemahaman

Soal 1Mengapa ruji dilumasi di satu sisinya?

Minggu 12 · CPMK-2

Mengukur sisa kekuatan jalan lama

Jalan yang sudah dipakai bertahun-tahun diperiksa dengan mengukur lendutan permukaan di bawah beban truk. Lendutan besar menandakan struktur sudah lemah, dan tebal lapis tambah dihitung untuk menurunkannya ke batas yang aman.

Sub-CPMK 2.6: Mahasiswa mampu merancang lapis tambah perkerasan.
Penilaian: Kuis 3: lapis tambah perkerasan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: MDP 2017 Bab 9; Pd T-05-2005-B
Bobot: 5%

Pertanyaan pemantik

Dua jalan terlihat sama mulus dari atas. Bagaimana mengetahui mana yang strukturnya hampir habis?

Konsep inti lendutan sebagai indikator

Alat Benkelman Beam atau FWD mengukur seberapa jauh permukaan turun di bawah beban sumbu standar. Lendutan dikoreksi terhadap suhu, musim, dan beban, lalu dihitung lendutan wakil setiap segmen: rata-rata ditambah faktor kali simpangan baku (1,645 untuk arteri dan tol, 1,282 untuk kolektor, 1,036 untuk lokal).

Pd T-05-2005-B memberi hubungan antara beban kumulatif rencana dan lendutan yang diizinkan setelah lapis tambah, serta tebal lapis tambah yang diperlukan untuk mencapainya.

D_stl = 22,208 × CESA^−0,2307 (mm)

H_o = [ln(1,0364) + ln(D_sbl) − ln(D_stl)] / 0,0597 (cm)

D_sbl lendutan wakil sebelum lapis tambah · D_stl lendutan rencana setelah lapis tambah · CESA dalam ESA · H_o lalu dikoreksi dengan faktor F_o untuk suhu perkerasan dan modulus campuran (Pd T-05-2005-B)

Bedah soal: lapis tambah segmen jalan lama kasus berjalan

Kasus berjalan · jalan lama

Segmen 1 km: lendutan wakil terkoreksi D_sbl = 1,8 mm. Beban kumulatif rencana selama umur lapis tambah CESA = 3 × 10⁶ ESA. Suhu perkerasan tahunan rata-rata 35 °C.

Lendutan izin setelah lapis tambah D_stl = 22,208 × (3 × 10⁶)^−0,2307 = 0,71 mm
D_sbl > D_stl, jadi perlu lapis tambah H_o = [0,0358 + ln 1,8 − ln 0,71]/0,0597 = [0,0358 + 0,5878 + 0,3403]/0,0597 = 16,1 cm
Koreksi suhu (modulus laston standar) F_o = 0,5032 × e^{0,0194 × 35} = 0,99 → H_t = 16,1 × 0,99 = 16,0 cm

Lapis tambah laston sekitar 16 cm, misalnya AC-WC 4 cm + AC-BC 6 cm + AC-BC 6 cm. Tebal sebesar ini menandakan struktur lama sudah sangat lemah; perencana juga perlu membandingkan dengan pilihan rekonstruksi atau daur ulang.

Bank soal latihan per NIM

Kuis 3 latihan sebelum kuis

Soal 1Bila lendutan wakil lebih kecil dari lendutan rencana, maka…

Minggu 13 · CPMK-1

Membaca kerusakan seperti membaca gejala penyakit

Setiap jenis kerusakan menunjuk ke penyebab yang berbeda: lelah, beban berlebih, air, campuran yang salah, atau pelaksanaan yang buruk. Penanganan yang benar dimulai dari diagnosis yang benar.

Sub-CPMK 1.6: Mahasiswa mampu menganalisis jenis kerusakan perkerasan dan penyebabnya.
Penilaian: Diskusi kelas & latihan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: MDP 2017; ASTM D6433; Huang Bab 13
Bobot: 4%

Pertanyaan pemantik

Retak berbentuk kulit buaya muncul hanya di jalur roda kiri. Apa yang kemungkinan terjadi di bawah permukaan?

Permukaan jalan dengan alur di jalur roda, retak, dan lubang.

Jenis kerusakan perkerasan lentur

Kerusakan	Ciri	Penyebab utama
Retak kulit buaya	Retak saling berhubungan membentuk pola kotak kecil di jalur roda	Lelah akibat beban berulang; struktur terlalu tipis atau tanah dasar lemah dan basah
Retak memanjang dan melintang	Retak lurus searah atau tegak lurus sumbu jalan	Susut termal, sambungan pelaksanaan yang buruk, penurunan timbunan
Alur (rutting)	Cekungan memanjang di jalur roda	Campuran kurang stabil, aspal berlebih, atau deformasi lapis bawah
Lubang (pothole)	Rongga berbentuk mangkuk	Retak yang dibiarkan, air masuk, butir lepas
Kegemukan (bleeding)	Permukaan mengilap dan lengket	Kadar aspal berlebih, VIM terlalu kecil
Pelepasan butir (raveling)	Agregat lepas dari permukaan	Aspal kurang, pemadatan kurang, penuaan, stripping
Sungkur dan keriting	Gelombang melintang, tonjolan di tempat pengereman	Campuran tidak stabil, lapis perekat kurang
Amblas	Penurunan setempat	Pemadatan tanah dasar atau timbunan kurang

Bedah soal: diagnosis kerusakan

Di jalan dekat pelabuhan: alur sedalam 25 mm di jalur roda, permukaan mengilap, tanpa retak. Inti bor menunjukkan VIM 1,5% pada lapis aus.

Alur tanpa retak dan permukaan mengilap mengarah ke deformasi plastis lapis beraspal, bukan kegagalan tanah dasar.
VIM 1,5% di bawah batas 3% (dan di bawah 2% kepadatan membal): kadar aspal terlalu tinggi atau gradasi terlalu halus.
Beban truk lambat dan berhenti di dekat pelabuhan memperbesar waktu pembebanan.

Penyebab: campuran lapis aus tidak stabil (aspal berlebih). Penanganan: kupas lapis aus yang beralur (milling), ganti dengan campuran dengan VIM benar, sebaiknya dengan aspal modifikasi. Menambal di atas alur hanya memindahkan masalah.

Cek pemahaman

Soal 1Retak kulit buaya di jalur roda paling sering menandakan…

Minggu 14 · CPMK-1

Dari survei kondisi ke jenis penanganan

Bina Marga menilai kondisi jalan dengan kerataan (IRI) dan indeks kerusakan permukaan (SDI). Kondisi itu lalu menentukan apakah jalan cukup dipelihara rutin, perlu pemeliharaan berkala, atau harus direhabilitasi.

Sub-CPMK 1.7: Mahasiswa mampu menilai kondisi perkerasan dan menentukan penanganannya.
Penilaian: Tugas 3: ketepatan dan kelengkapan penilaian
Metode: Case method: penilaian kondisi ruas jalan di sekitar kampus
Pustaka: Panduan Survei Kondisi Jalan SMD-03/RCS; MDP 2017
Bobot: 6%

Pertanyaan pemantik

Dengan anggaran terbatas, mana yang lebih dulu diperbaiki: jalan yang rusak berat atau jalan yang mulai rusak ringan?

Konsep inti IRI dan SDI

IRI (International Roughness Index, m/km) mengukur ketidakrataan memanjang yang dirasakan pengendara. SDI (Surface Distress Index) dihitung dari survei visual setiap 100 m: luas dan lebar retak, jumlah lubang, dan kedalaman alur.

Kerusakan permukaan yang ditangani lebih awal jauh lebih murah. Membiarkan jalan dari kondisi sedang menjadi rusak berat biasanya melipatgandakan biaya penanganan.

Langkah SDI	Ketentuan
SDI₁ dari luas retak	tidak ada: 0 ; < 10%: 5 ; 10–30%: 20 ; > 30%: 40
SDI₂ dari lebar retak	lebar > 3 mm: SDI₁ × 2 ; selain itu SDI₂ = SDI₁
SDI₃ dari jumlah lubang per km	0: SDI₂ ; < 10: SDI₂ + 15 ; 10–50: SDI₂ + 75 ; > 50: SDI₂ + 225
SDI₄ dari kedalaman alur	tidak ada: SDI₃ ; < 1 cm: SDI₃ + 5 × 0,5 ; 1–3 cm: SDI₃ + 5 × 2 ; > 3 cm: SDI₃ + 5 × 4

Kondisi	IRI (m/km)	SDI	Penanganan umum
Baik	< 4	< 50	Pemeliharaan rutin
Sedang	4–8	50–100	Pemeliharaan rutin
Rusak ringan	8–12	100–150	Pemeliharaan berkala (misalnya lapis ulang tipis)
Rusak berat	> 12	> 150	Rehabilitasi atau rekonstruksi

Ringkasan dari Panduan Survei Kondisi Jalan Bina Marga (SMD-03/RCS) untuk jalan beraspal. Dalam latihan ini, bila IRI dan SDI memberi kondisi berbeda, kondisi yang lebih buruk dipakai sebagai dasar penanganan.

Bedah soal: satu segmen 100 m kasus berjalan

Kasus berjalan · survei kondisi

Hasil survei: luas retak 15% dengan lebar retak dominan 4 mm, setara 12 lubang per km, alur 1,5 cm. IRI segmen 7,5 m/km.

SDI₁ = 20 (luas retak 10–30%)
SDI₂ = 20 × 2 = 40 (lebar > 3 mm)
SDI₃ = 40 + 75 = 115 (10–50 lubang per km)
SDI₄ = 115 + 5 × 2 = 125 (alur 1–3 cm)
Kondisi SDI 125 → rusak ringan ; IRI 7,5 → sedang ; dipakai yang lebih buruk: rusak ringan

Segmen ini memerlukan pemeliharaan berkala: tambal lubang dan retak lebar lebih dulu, lalu lapis ulang tipis. Kerataan masih sedang, tetapi kerusakan permukaan akan cepat memburuk bila air terus masuk lewat retak lebar.

Bank soal latihan per NIM

Tugas 3 · Case method

Penilaian kondisi ruas jalan di sekitar kampus. Kelompok menyurvei 1 km jalan per 100 m: foto, luas retak, lebar retak, lubang, dan alur. Hitung SDI setiap segmen, perkirakan IRI dengan aplikasi ponsel atau pengamatan, tentukan kondisi dan jenis penanganan, lalu susun urutan prioritas dengan alasan biaya.

Cek pemahaman

Soal 1Mengapa jalan kondisi sedang sering diprioritaskan sebelum jalan rusak berat?

Minggu 15 · CPMK-2

Satu ruas jalan, dari tanah sampai pemeliharaan

Pertemuan ini merangkai langkah perancangan perkerasan dalam satu alur dan menerapkannya pada kasus berjalan.

Sub-CPMK 2.7: Mahasiswa mampu merangkum langkah perancangan perkerasan.
Penilaian: Diskusi kelas: keaktifan dan ketepatan merangkum
Metode: Ceramah interaktif dan diskusi kelas
Pustaka: Seluruh pustaka
Bobot: 4%

Ringkasan kasus berjalan

Langkah	Hasil	Minggu
Tanah dasar	CBR karakteristik 4,65% (f = 1,282), M_R ≈ 46,5 MPa	2
Agregat	Abrasi LA 29%; gradasi gabungan 20% CA, 25% MA, 55% FA	3, 5
Aspal	Pen 60/70, PI −0,57	4
Campuran AC-WC	KAO 5,4%	6
Beban	CESA 6,73 juta ESA (20 tahun)	7
Tebal lentur (AASHTO 1993)	Aspal 18 cm + LPA A 15 cm + LPA B 27 cm	10
Segmen kaku	Pelat 29 cm, tie bar D16-750, ruji 450 mm jarak 300 mm	11
Jalan lama	Lapis tambah 16 cm; segmen survei rusak ringan → pemeliharaan berkala	12, 14

Soal terpadu untuk diskusi

Kelompok 1: bila muatan truk 2 sumbu ditertibkan (sumbu belakang 12 t menjadi 10 t), berapa CESA baru dan berapa sentimeter lapis pondasi bawah yang bisa dihemat?
Kelompok 2: bila tanah dasar distabilisasi sehingga CBR menjadi 8%, susun ulang struktur perkerasan dengan kalkulator minggu 10.
Kelompok 3: pada campuran AC-WC, apa akibatnya bila kontraktor memakai kadar aspal 6,2%? Gunakan data minggu 6.
Kelompok 4: segmen pasar memakai beton dengan kuat lentur 4,0 MPa. Berapa tebal pelat baru?

Pembahasan soal terpadu

Kelompok 1. VDF truk 2 sumbu menjadi (6/5,40)⁴ + (10/8,16)⁴ = 1,524 + 2,255 = 3,779. ESA harian: 132,9 + 150 × 3,779 + 179,6 = 879,4. CESA = 879,4 × 365 × 0,5 × 29,69 = 4,76 juta ESA (turun 29%). Dengan kalkulator minggu 10, SN₃ turun dari 4,80 menjadi 4,56, sehingga lapis pondasi bawah perlu 20,8 cm (pakai 21 cm), hemat 6 cm.

Kelompok 2. M_R = 1.500 × 8 = 12.000 psi. SN₃ turun menjadi 3,96; dengan lapis beraspal 18 cm dan LPA A 15 cm (SN₂* = 3,66), lapis pondasi bawah cukup 7 cm, praktisnya dipakai tebal minimum 15 cm (hemat 12 cm dibanding desain awal).

Kelompok 3. Dari data minggu 6, VIM pada 6,2% sekitar 2,5% (interpolasi antara 2,8% dan 2,1%), di bawah 3%, dan kelelehan sekitar 4,2 mm di atas 4 mm. Campuran berisiko kegemukan dan alur.

Kelompok 4. Dengan S_c = 4,0 MPa = 580 psi, kalkulator minggu 11 memberi D = 11,8 in = 30,0 cm: kuat lentur beton yang lebih rendah langsung menambah tebal pelat.

Bank soal semua topik

Cek pemahaman akhir

Soal 1Dari semua data desain, mana yang biasanya paling besar pengaruhnya terhadap tebal perkerasan lentur?

Minggu 16 · CPMK-1 dan CPMK-2

Ujian Akhir Semester

Ujian tertulis seluruh materi Perkerasan Bahan. Dinilai dari ketepatan analisis, kelengkapan jawaban, dan integrasi seluruh konsep. Bobot 20%.

Kisi-kisi

No.	Materi	Bentuk	Porsi
1	Prosedur MDP 2017 dan pemilihan struktur	Uraian	15%
2	Tebal perkerasan lentur	Hitungan	25%
3	Perkerasan kaku: tebal, sambungan, tie bar	Hitungan + gambar	20%
4	Lapis tambah dari lendutan	Hitungan	20%
5	Kerusakan, SDI, dan penanganan	Uraian + hitungan	20%

Contoh soal dan pembahasan

Soal: Lendutan wakil jalan kolektor 1,2 mm, CESA rencana 2 × 10⁶ ESA. Apakah perlu lapis tambah? Bila perlu, berapa tebalnya (abaikan koreksi suhu)?

D_stl = 22,208 × (2 × 10⁶)^−0,2307 = 0,78 mm
1,2 > 0,78 → perlu lapis tambah
H_o = [0,0358 + ln 1,2 − ln 0,78]/0,0597 = [0,0358 + 0,1823 + 0,2485]/0,0597 = 7,8 cm

Perlu lapis tambah sekitar 8 cm laston, misalnya AC-WC 4 cm + AC-BC 4 cm (tebal minimum lapis mengikuti spesifikasi).

Soal: Segmen 100 m: retak 8% lebar 2 mm, tanpa lubang, alur 0,5 cm, IRI 5,2. Tentukan kondisi dan penanganannya.

SDI₁ = 5 ; SDI₂ = 5 ; SDI₃ = 5 ; SDI₄ = 5 + 2,5 = 7,5
SDI 7,5 → baik ; IRI 5,2 → sedang ; dipakai sedang

Kondisi sedang: pemeliharaan rutin, termasuk menutup retak agar air tidak masuk.