ANALISIS TEGANGAN DAN LENDUTAN PERKERASAN PAVING BLOCK DENGAN METODE THREE DIMENTIONAL FINITE ELEMENT (Studi Kasus: Jalan Lingkar Timur UGM)

Mohammad Rivan, Dr. Ir. Latif Budi Suparna, M.Sc.

2014 | Tesis | S2 Mag. S. & T.Transportasi

Seiring meluasnya penggunaan paving block, penelitian tentang perilaku struktur perkerasan paving block terhadap beban lalulintas yang bekerja juga mulai banyak dilakukan. Penggunaan metode elemen hingga dalam analisis perilaku struktur perkerasan paving block dianggap metode yang terbaik, karena pada analisis dilakukan pemodelan struktur yang membagi struktur menjadi bagian-bagian yang lebih kecil sehingga dapat merepresentasikan keadaan sesungguhnya di lapangan. Pada penelitian ini dilakukan analisis perkerasan aspal dan paving block. Perkerasan aspal dianalisis dengan metode three-layer systems dan metode elemen hingga dengan program SAP 2000. Tinjauan perilaku struktur pada penelitian ini adalah tegangan dan lendutan yang terjadi di bawah lapis permukaan. Hasil analisis dari metode three-layer systems pada perkerasan aspal digunakan sebagai kontrol perhitungan program SAP 2000. Selanjutnya, dilakukan analisis perkerasan paving block menggunakan program SAP 2000 dengan berbagai variasi koefisien shear springs, nilai beban dan letak pusat beban. Variasi koefisien shear springs yang digunakan adalah 390 MPa, 440 MPa, 490 MPa, 540 MPa dan 590 MPa, sedangkan variasi beban yang digunakan adalah 15 kN, 20 kN, 25 kN, 30 kN dan 35 kN, serta variasi letak bebannya adalah di tepi dan tengah blok. simulasi Dari hasil diperoleh perbedaan antara hasil perhitungan metode three-layer systems dan SAP 2000 yakni 1,61 % untuk lendutan dan 4,33 % untuk tegangan. Pada simulasi variasi koefisien shear springs diperoleh hasil bahwa lendutan yang terjadi akan berkurang 0,001 mm tiap peningkatan nilai koefisien shear springs 50 MPa, sedangkan antara koefisien shear springs dengan tegangan diperoleh hubungan polynomial orde 2. Pada perkerasan paving block menunjukkan adanya hubungan yang linier antara penambahan beban dengan lendutan dan tegangan yang terjadi. Lendutan akan meningkat 0,009 mm tiap penambahan beban 5 kN, sedangkan tegangan akan meningkat 99,81 kN/m 2 tiap penambahan beban 5 kN. Letak pusat beban di tengah blok menghasilkan lendutan dan tegangan yang lebih kecil dibandingkan letak pusat beban di tepi blok.

ing As the widespread us of paving blocks, pavement structure research on the behavior of paving blocks to provide traffic loads also began much done. The using of finite element method to analyze paving blocks pavement structure is considered as the best method, because the analysis divides the structure into smaller parts, so it can represent the real condition of the structure. coefficient value used are This research conducted analysis of asphalt and paving blocks pavements. Asphalt pavement were analyzed by three-layer systems and finite element method by SAP 2000 program. Structural behavior study of this research are stresses and deflection that occurs below of the surface layer. Analysis results of three-layer systems on asphalt pavement is used as a control for SAP 2000 calculation. Furthermore, analysis of paving blocks pavement using SAP 2000 program with a variety of shear springs coefficient, loads and placement of the load center are conducted. Variation of shear springs 390 MPa, 440 MPa, 490 MPa, 540 MPa and 590 MPa. Variation of loads used are 15 kN, 20 kN, 25 kN, 30 kN and 30 kN. While variation of load center point locations are at the middle and the edge of the block. are The result showed there small differences between three-layer systems and SAP 2000 calculation which is 1,61 % for deflection and 4,33 % for stress. In testing the effect of shear springs coefficient value, deflection that occurs will be reduced per 0.001 mm by increasing the shear springs coefficient per 50 MPa. The relationship between shear springs coefficient value with stresses is polynomial order 2. Research findings on the paving blocks pavement showed a linear relationship between deflection and load increasing. Deflection will increas 0,009 mm by increasing load 5 kN and stress will increas 99,81 kN/m 2 by increasing load 5 kN. While load center point location at the center of the block will give smaller both of deflecetion and stresses than at the edge of the block.

Kata Kunci : Paving block, koefisien shear springs, lendutan, tegangan