rb jlnraya
-
Upload
farahapple91 -
Category
Documents
-
view
1.281 -
download
6
Transcript of rb jlnraya
FAKTOR YANG PERLU DIAMBIL KIRA DALAM
REKA BENTUK KETEBALAN UNSUR TURAPAN
LENTUR SERTA KAEDAH TATACARA JKR
Falsafah reka bentuk turapan berbeza sedikit daripada reka bentuk
kejuruteraan awam yang lain, seperti struktur dan asas bangunan.
Pendekatan reka bentuk struktur begini melibatkan masalah kegagalan
struktur, sama ada untuk jangka pendek atau jangka panjang.
Walau bagaimanapun, mutu turapan menurun dengan peredaran masa,
dan kadarnya bergantung pada mutu bahan, pengaruh alam sekitar, dan
pembebanan lalu lintas.
Objektif reka bentuk turapan adalah untuk memilih bahan binaan dan
menentukan ketebalan setiap lapisan supaya turapan mampu melindungi
subgred daripada kesan pembebanan lalu lintas.
Tebal tiap-tiap lapisan dikadarkan supaya tegasan beban tayar yang
muncul tidak melampaui had tegasan bahan dan keupayaan galas asas
jalan raya.
Permukaan turapan mestilah menawarkan satu permukaan yang rata,
tidak menggerutu, dan rintangan kelincir yang mencukupi.
Kita inginkan satu reka bentuk yang paling rendah kosnya disamping
memastikan kenderaan dapat bergerak dengan lancar lagi selamat.
1
Terdapat 4 kaedah reka bentuk iaitu; kaedah indeks kumpulan, kaedah
road note 29, kaedah road note 31, kaedah shell, dan kaedah yang
digunakan oleh Jabatan Kerja Raya.
STRUKTUR TURAPAN LENTUR
Lapisan penghausan
Lapisan asas
Tapak jalan
Subtapak
Subgred
Rajah 1.1: Struktur turapan lentur
Terdiri daripada 4 lapisan:
1. Subtapak:
I. Membantu pengagihan beban
II. Membantu penyaliran subgred
III. Jalan sementara
IV. Pelindung subgred
2. Tapak jalan
I. Lapisan pengagih beban utama.
2
3. Pengikat
I. Menyokong lapisan penghausan
II. Menyediakan permukaan yang selesa dan selamat
4. Penghausan
I. Menerima beban lalulintas
II. Menyediakan permukaan yang selesa dan selamat
Peranan turapan
1. Cukup tebal – agih beban subgred tidak berubah bentuk
2. Cukup kuat – tanggung tegasan lalulintas
3. Kalis air – melindungi subgred
4. Tekstur baik – tahan gelincir dan selamat
SKOP REKA BENTUK TURAPAN
Skop reka bentuk turapan berkait rapat dengan fungsi turapan itu sendiri. Secara
ringkas, turapan seharusnya memainkan peranan berikut :
a. Ketebalan turapan mestilah mencukupi untuk mengagihkan beban tayar di
permukaan sehingga lapisan subgred mampu menampungnya tanpa
berubah bentuk.
b. Kekuatan turapan sendiri mestilah sepadan untuk menampung tegasan
yang dibebankan ke atasnya.
c. Turapan jalan raya mestilah kalis air terhadap air permukaan. Jika tidak,
penyusupan air akan melemahkan subgred dan seterusnya
memusnahkan turapan.
d. Tekstur permukaan turapan mestilah memiliki ciri tahan kelincir yang
memuaskan.
3
FAKTOR YANG DIAMBIL KIRA DALAM REKA BENTUK
TURAPAN
KRITERIA KEGAGALAN
Dengan peredaran masa, mutu tunggangan jalan raya menurun kerana
berlakunya pemadatan, dan seterusnya menyebabkan perubahan bentuk
setiap lapisan turapan dan subgred.
Keadaan ini lebih nyata berlaku pada lorong perlahan. Dalam reka bentuk
turapan, rujukan pada satu criteria perlu dibuat untuk menentukan akhir
hayat sesebuah turapan.
Garis panduan ini penting, terutama sekali dalam kerja penyenggaraan,
kerana jurutera senggara lebih berminat mengenal pasti situasi dan masa
prakegagalan supaya keperluan kerja penyenggaraan dapat dikenal pasti
atau turapan dapat dikuatkan.
Croney mendefinisikan kegagalan sebagai perubahan bentuk atau
pesongan sebanyak 20 mm pada lorong tayar tidak laju yang diukur dari
aras asal. Keadaan ini dilambangkan dalam Rajah 2.
Jika keadaan yang digambarkan dalam Rajah 2 berlaku, turapan atau
jalan raya dikatakan telah gagal dan usaha penyenggaraan perlu
dilaksanakan segera.
Apabila had pesongan yang tersebut di atas dilampai, lapisan permukaan
mula retak, dan air dapat menyusup ke subgred serta berupaya
memusnahkan keseluruhan turapan.
4
Lorong Perlahan Lorong Laju
20 mm
Rajah 1.2: Kriteria Kegagalan
PEMBEBANAN LALU LINTAS
Beban lalu lintas termasuklah :
1. Beban gandar dan tayar
2. Susunan gandar dan tayar
3. Tekanan tayar dan luas sentuhan
4. Jumlah bertokok beban tayar atau beban gandar
BEBAN GANDAR DAN TAYAR
Beban kenderaan disalurkan ke permukaan turapan
melalui gandar dan tayar pneumatic.
Walaupun saiz dan berat kenderaan yang menggunakan
turapan berbeza, namun yang penting diambil kira dalam reka bentuk
dan prestasi turapan ialah berat setiap gandar dan tayar.
Kenderaan berat lazimnya mempunyai lebih banyak
gandar untuk mengurangkan berat tiap-tiap gandar, dan kadang kala
mempunyai jumlah tayar yang banyak pada setiap gandar untuk
mengurangkan berat tiap-tiap tayar yang terdapat pada gandar.
Apabila beban tayar dinaikkan, tegasan tegak pada lapisan
bawah didapati meningkat dengan lebih cepat jika dibandingkan
dengan tegasan tegak pada permukaan.
Keadaan ini berlaku kerana kawasan sentuhan di antara
permukaan jalan raya dengan tayar pneumatic menjadi semakin luas
apabila tayar terpesong dangan meningkatnya beban kenaan.
5
Ketika kenderaan berhenti di jalan raya, beban terus
bertindak pada kawasan sentuhan di antara tayar dengan permukaan
jalan raya. Dengan itu, tegasan static muncul.
Tatkala dalam perjalanan pula, kenderaan akan bergerak
ke atas dan ke bawah kerana permukaan jalan raya yang tidak begitu
rata, tiupan angin, dan sebagainya.
Permukaan jalan raya seolah-olah dihentak-hentak oleh
tayar. Oleh itu, di samping tegasan static, tegasan dinamik muncul
juga ketika kenderaan bergerak. Keamatan kedua-dua tegasan
tersebut paling tinggi pada permukaan jalan raya dan tersebar ke
seluruh struktur tegak yang terlibat.
Apabila luas sebaran meningkat, keamatan tegasan
berkurang hingga kepada nilai minimum pada permukaan subgred. Di
sini, nilai tegasan mestilah rendah dan berada dalam batas
kemampuan subgred menyokongnya dengan tidak berubah bentuk.
SUSUNAN GANDAR DAN TAYAR
Kenderaan kereta penumpang menggunakan dua gandar dengan
satu tayar pada tiap-tiap hujungnya.
Kenderaan yang lebih berat mempunyai dua tayar pada hujung
setiap gandar. Kenderaan yang lebih berat lagi mungkin mempunyai
susunan gandar berbilang, dan gandar yang berturutan mungkin
berada berhampiran dengan gandar yang sebelumnya.
Kapal terbang Boeing pula menggunakan susunan gandar dan
tayar yang lebih sulit untuk mengurangkan berat tiap-tiap gandar dan
tayar.
Kajian susunan tayar dan gandar lebih penting untuk reka bentuk
turapan landasan kapal terbang daripada turapan jalan raya. Dalam
reka bentuk turapan jalan raya, kesannya terbatas pada lapisan atas
turapan sahaja.
6
TEKANAN TAYAR DAN LUAS SENTUHAN
Tekanan sentuhan antara permukaan jalan raya dengan tayar, P
mempengaruhi tegasan dan keanjalan yang dikenakan pada lapisan
atas turapan. Jika W ialah berat beban tayar dan A ialah luas
sentuhan, maka
P = W
A
Kawasan sentuhan antara permukaan jalan raya dengan tayar
pneumatic sebenarnya berbentuk elips, tetapi boleh diandaikan
berbentuk bulat. Dalam kes ini, anggaran luas sentuhan A ialah a2 jika
a ialah jejari bulatan.
O’Flaherty telah merumuskan beberapa kajian yang telah dibuat
berkaitan dengan hubungan tiga parameter yang tertera dalam
persamaan.
Magnitud tekanan sentuhan diandaikan bersamaan dengan
tekanan tayar dan nilai terbesar berlaku di tengah kawasan sentuhan
(pada pusat bulatan), tetapi diandaikan sekata.
Bagi beban tayar malar, tekanan tegak di atas permukaan jalan
meningkat secara lelurus dengan meningkatnya tekanan ke atas jalan
pada pertengahan luas sentuhan tayar.
Di samping itu, luas kawasan sentuhan menurun kerana hasil
darab antara luas sentuhan dengan tekanan sentuhan adalah hampir
malar.
7
Dalam reka bentuk turapan, ketebalannya bergantung pada berat
beban tayar, manakala kualiti bahan permukaan dipengaruhi oleh
tekanan tayar.
JUMLAH BERTOKOK BEBAN TAYAR ATAU BEBAN GANDAR
Pengenaan beban tayar meninggalkan kesan yang bertokok ke
atas turapan dan dapat mencetuskan kegagalan lesu.
Oleh yang demikian turapan perlulah direka bentuk untuk suatu
tempoh tertentu sebelum usaha penguatan semula turapan diperlukan.
Pereka bentuk hendaklah menganggarkan jumlah bertokok beban
yang bakal dibawa oleh turapan dalam tempoh tersebut.
KUASA PEMUSNAHAN LALU LINTAS
Lalu lintas yang menggunakan jalan raya terdiri daripada berbagai-bagai
jenis, dengan berat dan jumlah gandar yang berbeza-beza.
Untuk mentaksirkan kesan pemusnahannya ke atas turapan, kesan yang
ditinggalkan oleh beban yang berbeze-beza saiznya mestilah diberi
perhitungan wajar.
Untuk maksud ini, beberapa kaedah reka bentuk turapan menyatakan
kepelbagaian lalu lintas ini dalam bentuk nombor setara beban gandar
piawai.
Berat beban gandar piawai, L yang digunakan ialah 80 kN atau 8200 kg
atau 18000 Ib. Nilai ini ditentukan daripada Ujian Jalan AASHO.
Satu unit gandar piawai menyebabkan satu unit musnah dan kesan
beban setaranya dikira.
8
Konsep beban setara bermakna bahawa sekali pengenaan beban
kenaan, L, bersamaan dengan kuasa pemusnahannya ke atas turapan
dengan F kali pengenaan beban piawai 80 kN. Nilai F ditentukan
daripada hukum kuasa empat, seperti yang dinyatakan oleh
persamaan ini:
F = [L/L5]4
F disifatkan sebagai factor setaraan sesuatu beban. Oleh itu, jika berat
beban kenaan diketahui, maka jumlah pengenaannya didarabkan
dengan factor setaraan untuk menentukan jumlah gandar seberat
8200 kg yang mempunyai kesan pemusnahan setara ke atas turapan.
Contoh:
Jika L = 9 kN,
Maka F = (9/80)4
= 0.00016
= 1/6250
Ertinya 6250 kali pengenaan beban L sama kesan pemusnahannya ke
atas turapan dengan sekali pengenaan beban L.
Berat kereta penumpang lebih kurang 8 kN. Ini bermakna F =
(8/80)4 = 0.0001 = 1/10000 gandar piawai.
Ertinya kuasa pemusnahan 10000 pengenaan kereta setara
dengan kuasa pemusnahan satu gandar piawai 80 kN.
Oleh itu, kuasa pemusnahan kereta penumpang terlalu kecil dan
wajar diabaikan dalam reka bentuk, walaupun jumlahnya banyak.
9
Kebanyakan kaedah reka bentuk turapan mengabaikan kereta
penumpang, tetapi mengambil kira hanya kenderaan perdagangan
yang berat tanpa muatannya melebihi 15000 kg.
KESAN ALAM SEKITAR
Turapan terdedah pada beberapa factor persekitaran yang berupaya
menggagalkan turapan tanpa pengenaan beban lalu lintas.
Dua faktor utama yang berkaitan dengannya ialah lembapan dan suhu.
Kuasa pemusnahan lembapan dan suhu tidak boleh diabaikan.
LEMBAPAN
Lembapan mempengaruhi kestabilan dan kekuatan tanah subgred.
Malahan, lembapan atau air merupakan unsur yang paling
berpengaruh dalam semua kajian kestabilan tanah.
Tanah menjadi lemah apabila kandungan lembapannya meningkat.
Dalam reka bentuk turapan, kekuatan tanah subgred dinyatakan oleh
Nisah Galas California (NGC). Nilai NGC yang tinggi menunjukkan
kekuatan tanah yang kuat.
Apabila turapan dibina, tanah terkedap dan penyejatan air
terhalang. Kandungan lembapan seterusnya meningkat.
Fenomena ini mengambil masa yang panjang untuk mencapai nilai
kandungan lembapan maksimum seimbang, bergantung pada
kedalaman air bumi.
Untuk reka bentuk, ciri tanah pada lembapan yang paling kritis
harus dipastikan.
Apabila air menimpa dan bertakung di atas permukaan jalan raya,
rintangan kelincir menurun.
10
Rintangan kelincir yang rendah sebahagian besarnya disebabkan
oleh kesan pelinciran dan sesaran selaput air di antara muka tayar
dengan turapan.
Kesan yang lebih ketara dirasakan apabila laju kenderaan dan
kedalaman air meningkat. Ketika bergerak dengan deras, lapisan air
cuba merintang daripada disesar. Satu baji air terbentuk pada antara
muka.
Komponen tegak daya rintangan lama-kelamaan akan mengangkat
tayar dan seterusnya mengurangkan luas kawasan sentuhan antara
tayar dengan turapan sehingga akhirnya tayar terangkat terus dari
permukaan.
Apabila keadaan begini berlaku, kenderaan dikatakan sedang
menyatah air. Oleh sebab itulah permukaan jalan raya dikamberkan
untuk menghalang air daripada bertakung supaya fenomena
penyatahan air tidak berlaku.
SUHU
Suhu mempengaruhi sifat mekanik bahan berbitumen, khususnya
kekuatan.
Apabila suhu bertambah, kekuatan bahan berbitumen menurun lalu
menyebabkan lebih banyak beban disalurkan ke bahagian lapisan
bawah. Jika kuantiti bitumen di dalam campuran berlebihan, suhu
tinggi dapat mencetuskan masalah pembengkakan (fatting up).
Beban tayar memaksa keseluruhan agregat masuk dan terbenam
di dalam pengikat dan menyebabkan kehilangan kedua-dua tekstur
mikro dan makro.
Suhu mempengaruhi prestasi turapan tegar juga, khusunya
prestasi papak konkrit. Konkrit mengembang apabila suhu meningkat
dan mengecut apabila suhu menurun.
Untuk menyelesaikan masalah ini, beberapa jenis sambungan
dibina pada turapan tegar.
11
UJIAN JALAN SKALA PENUH DI TAPAK
UJIAN JALAN TRRL
Pada tahun 1957 di United Kingdom, Transport and Road
Research Laboratory (TRRL) telah melancarkan satu ujian reka bentuk
turapan skala penuh di Alconbury Hill, Huntingdonshire.
Panjang seksyen ujian turapan konkrit sahaja lebih kurang 1500 m,
mengandungi 35 seksyen ujian, dan merupakan sabahagian daripada
jalan raya yang menghubungkan London dengan Edinburgh.
Penelitian data yang diperoleh daripada percubaan skala penuh
seperti ini telah digunakan untuk menyemak dan merumuskan tatacara
serta kaedah reka bentuk turapan, seperti yang termaktub di dalam
Road Note 29.
Kebanyakan turapan di United Kingdom direka bentuk
berdasarkan kaedah yang diberikan di dalam buku panduan Road
Note 29 ini.
UJIAN JALAN AASHO
Satu lagi contoh ujian skala penuh besar-besaran telah dilancarkan
di Amerika Syarikat oleh Association of State Highway Officialc
(AASHO).
Tapak ujian ini terletak di Ottawa, Illinois. Berbeza daripada Ujian
Jalan TRRL, beberapa seksyen ujian memang khusus dibina untuk
tujuan ujian dan tidak membentuk sebahagian daripada jalan raya
sedia ada.
12
Seksyen yang dikaji berbentuk gelung 4 lorong, dan terdapat enam
gelung kesemuanya.
Hasil penemuan daripada Ujian Jalan AASHO ini telah banyak
memberi sumbangan terhadap reka bentuk turapan, bukan sahaja di
Amerika Syarikat tetapi di tempat-tempat lain juga.
Banyak kaedah reka bentuk turapan boleh lentur menggunakan
nilai faktor setaraan yang dirumuskan daripada Ujian Jalan AASHO ini
untuk menukarkan tiap-tiap beban gandar menjadi jumlah laluan
gandar piawai (8200 kg) yang setara sebelum lengkung reka bentuk
digunakan.
KAEDAH REKA BENTUK TURAPAN BOLEH
LENTUR
Kaedah reka bentuk turapan boleh lentur digolongkan kepada dua
kategori, iaitu;
kaedah separa ghalib
kaedah rasional,analisis atau teori
Kebanyakkan reka bentuk turapan masih menggunakan tatacara ghalib
yang didasarkan kepada pengalaman. Tatacara reka bentuk dibuat
dengan merujuk prestasi sebenar stuktur turapan sedia ada berdasarkan
ujian jalan yang sebenarnya yang telah dilaksanakan oleh AASHO DAN
TRRL.
Tatacara reka bentuk rasional masih kurang digunakan dengan meluas
kerana tatacara yang sedemikian masih lagi dalam peringkat
penyelidikan.
13
KAEDAH REKA BENTUK GHALIB
Kaedah ghalib berasaskan pengalaman di samping data ujian skala
penuh ke atas jalan raya sedia ada di tapak serta uji kaji makmal
subgred dan bahan turapan.
Tebal turapan dikaitkan dengan keputusan sukatan kualiti
subgred,bahan turapan dan beban lalu lintas.
Tiap- tiap jalan raya ujian dibahagikan kepada beberapa seksyen
pendek. Ketebalan dan jenis satu atau lebih daripada satu lapisan
diubahsuaikan.
Semenjak jalan raya mula dibuka kepada lalu lintas, prestasi sesebuah
seksyen turapan diperhatikan. Keputusan ujian ke atas ratusan
seksyen seumpama ini digabungkan untuk dijadikan asas tatacara
reka bentuk turapan.
Jelasnya kaedah ini didasari oleh ujikaji semata- mata dan tidak
melibatkan teori. Kaedah Indeks kumpulan, Road Note 29 dan Road
Note 31 termasuk dalam kategori ini.
KAEDAH INDEKS KUMPULAN
Berdasarkan maklumat taburan saiz zarah,had cecair dan indeks
keplastikan sesuatu kumpulan tanah subgred diberikan nombor
indeks, GI berasaskan persamaan dibawah :
GI = 0.2a + 0.005ac + 0.01bd
14
Dimana ;
a dan b = melambangkan peratus tanah yang melepasi ayak piawai
tertentu
c dan d = melambangkan had cecair dan indeks keplastikan tanah.
Subgred dan lalu lintas masing – masing digolongkan kepada lima
kategori dan tiga kategori. Berpandukan kategori subgred dan lalu
lintas,ketebalan turapan dapat dikenal pasti daripada lengkung yang
disediakan.
KAEDAH ROAD NOTE 29
Tatacara reka bentuk turapan menurut Road Note 29, yang
dirumus oleh TRRL,digunakan secara meluas di serata dunia.
Jabatan Kerja Raya Malaysia pernah menggunakan kaedah ini
pada masa lalu. Konsep gandar piawai setara digunakan.
Berat gandar piawai ialah 80 kN atau 8200 kg. Kenderaan
perdagangan didefinisikan sebagai kenderaan yang berat tanpa
muatannya melebihi 1500 kg. Kesan pemusnahan kereta penumpang
sangat kecil dan diabaikan.
Sebelum kaedah Road Note 29 digunakan data berikut
hendaklah dikenal pasti terlebih dahulu :
Hayat reka bentuk turapan
Jumlah kenderaan perdagangan selorong pada setiap arah dalam
masa sehari pada waktu pembinaan dan kadar pertumbuhannya.
Jenis serta ciri tanah subgred
15
Aras air bumi
Hayat reka bentuk ialah jangka masa tertentu yang tidak
memerlukan pembaikan struktur atau penguatan semula turapan untuk
melanjutkan usianya. Hayat reka bentuk selama 20 tahun disarankan.
Jadual 1.3 Saranan Aliran Lalu Lintas untuk reka bentuk jalan di kawasan
perumahan
Jenis jalan raya
Anggaran kadar aliran lalu
lintas kenderaan perdagangan
setiap hari (dalam setiap
arah)pada waktu pembinaan
Jalan mati dan jalan raya di
kawasan perumahan yang kecil10
Jalan terus dan laluan khas bas
yang melibatkan 25 kenderaan
awam setiap hari dalam setiap arah
75
Jalan terus utama bersama laluan
khas bas yang membawa antara 25
– 50 kenderaan perkhidmatan
awam setiap arah
175
Pusat membeli – belah utama di
kawasan pembangunan yang
membawa kenderaan punggah dan
jalan terus utama yang membawa
lebih daripada 50 kenderaan
perkhidmatan awam setiap hari
dalam setiap arah
350
16
Anggaran jumlah bertokok gandar piawai Laksanakan satu
tinjauan lalu lintas untuk mendapatkan jumlah kenderaan perdagangan
setiap hari dalam satu arah perjalanan dan kadar pertumbuhannya.
Data bancian lalu lintas jalan raya kecil kawasan perumahan dan
sebagainya sukar diperoleh . Nilai yang disyorkan terdapat di dalam
jadual 1.3.
Berdasarkan maklumat jumlah kenderaan perdagangan setiap hari
searah,jadual 1.4 boleh dirujuk untuk menentukan nilai faktor
penukaran yang bersesuaian.
Jadual 1.4 Faktor penukaran untuk mendapatkan jumlah gandar piawai yang
setara
Jenis jalan raya Jumlah Gandar
Setiap
kenderaan
perdagangan
(a)
Jumlah Gandar
Piawai Setiap
Gandar
Perdagangan
(b)
Jumlah Gandar
Piawai Setiap
Kenderaan
Perdagangan
(a) x (b)
Lebuh raya dan
jalan raya yang
direka bentuk
untuk membawa
lebih daripada
1000 kenderaan
perdagangan
setiap hari
dalam setiap
arah pada waktu
pembinaan
2.7 0.4 1.08
17
Jalan raya
direka bentuk
untuk membawa
250 – 1000
kenderaan
perdagangan
setiap hari
dalam setiap
arah pada waktu
pembinaan
2.4 0.3 0.72
Semua jln yang
lain2.25 0.2 0.45
Jumlah bertokok kenderaan perdagangan didarabkan dengan
faktor penukaran ini untuk mendapatkan nilai jumlah bertokok gandar
piawai (JBGP) yang bakal ditanggung oleh lorong perlahan sepanjang
hayat reka bentuknya.
Terdapat turapan yang membawa lalu lintas khusus yang
berat gandar dan kekerapan laluannya sepanjang hayat reka bentuk
dapat dianggarkan dengan agak tepat, contohnya jalan persendirian di
kawasan industri.
Faktor setaraan yang diperoleh daripada uji kaji jalan
AASHO lihat jadual 1.5, digunakan sebagai factor pendarab untuk
mendapatkan JBGP.
18
Jadual 1.5 Faktor setaraan dan luas pemusnahan pelbagai beban
gandar
Beban gandar Faktor setaraan
kg (Ib)
910
1810
2720
3630
4540
5440
6350
7260
8160
9070
9980
10890
11790
12700
13610
14520
15420
16320
17230
18140
19070
19980
20880
21790
(2000)
(4000)
(6000)
(8000)
(10000)
(12000)
(14000)
(16000)
(18000)
(20000)
(22000)
(24000)
(26000)
(28000)
(30000)
(32000)
(34000)
(36000)
(38000)
(40000)
0.0002
0.0025
0.01
0.04
0.08
0.2
0.3
0.6
1.0
1.6
2.4
3.6
5.2
7.2
9.9
13.3
17.6
22.9
29.4
37.3
47
58
72
87
19
Kekuatan subgred Nilai NGC menjadi petunjuk kekuatan subgred.
Nilai NGC ditentukan sama ada melalui ujian NGC terus atau dengan
memetik nilai daripada data yang diberikan di dalam jadual 1.6. Jika
perlu,ujian NGC dilakukan ke atas tanah yang telah dipadatkan pada
kandungan lembapan semula jadi.
Jadual 1.6 Anggaran nilai nisbah galas california
Jenis tanah Indeks keplastikan Nisbah galas California (peratus)
bagi kedalaman air bumi di bawah
aras bentukan
Melebihi 600 mm 600 mm atau
kurang
Tanah liat padat 70
60
50
40
2
2
2.5
3
1
1.5
2
2
Tanah liat
berkelodak
30 5 3
Tanah liat
berpasir
20
10
6
7
4
5
Kelodak - 2 1
Pasir (bergred
buruk)
Tak plastik 20 10
Pasir ( bergred
baik)
Tak plastik 40 15
Kelikir berpasir
(bergred baik)
Tak plastik 60 20
20
Ketebalan dan bahan subtapak Ketebalan subtapak yang
bergantung pada nilai NGC subgred dan JBGP.
Reka bentuk turapan tirus berpandukan Road Note 29.
Road Note 29 menyediakan kaedah reka bentuk turapan
tirus untuk mengambil kira pengurangan pembebanan kenderaan
perdagangan di atas lorong laju.
Turapan direka bentuk untuk menanggung kenderaan
perdagangan di atas lorong perlahan.
Namun begitu dalam kes lebuh raya terbahagi kepada 4
lorong atau lebih lorong perlahan membawa antara 70% - 90%
kenderaan perdagangan.
Tebal lorong laju dianggap bersamaan dengan tebal lorong
perlahan. Oleh sebab lorong laju kurang membawa kenderaan
perdagangan,maka ketebalannya melebihi yang diperlukan atau
lebih reka bentuk.
Dalam keadaan begini dari sudut ekonomi turapan lebih baik
ditiruskan untuk mengambil kira pengurangan pembebanan
kenderaan perdagangan di atas lorong laju.
Langkah reka bentuk dirumuskan seperti berikut :
Tetapkan jumlah kenderaan perdagangan sehari selorong yang
akan menggunakan jalan sebaik sahaja jalan itu dibuka kepada lalu
lintas.
Tentukan jumlah bertokok kenderaan barangan (satu hala sahaja)
yang dianggarkan akan menggunakan jalan sepanjang hayat reka
bentuk turapan.
Tukarkan nilai yang diperoleh daripada langkah diatas menjadi
jumlah bertokok gandar piawai yang setara.
Berdasarkan maklumat NGC subgred dan jumlah bertokok gandar
piawai setara,pastikan ketebalan lapisan subtapak.
Tetapkan ketebalan lapisan tapak jalan dan lapisan permukaan.
21
Untuk kes jalan utama yang mempunyai lebih daripada satu lorong
sehala,pertimbangkan sama ada keuntungan secara menyeluruh
dapat diperoleh atau tidak jika keratan rentas turapan direka bentuk
secara tirus.
KAEDAH ROAD NOTE 31
Road Note 31 dirumuskan untuk reka bentuk turapan boleh lentur di
negara membangun yang terletak dalam kawasan beriklim tropika dan
subtropika di mana isipadu lalu lintas pada sesetengah jalan rayanya
adalah rendah.
Konsep pembebanan lalu lintasnya adalah sama seperti konsep
pembebanan lalu lintas bagi Road Note 2.
Walaubagaimanapun, tatacara bagi Road Note 31 hanya boleh digunakan
pada jalan raya yang membawa kurang daripada 1500 kenderaan
perdagangan setiap hari pada satu lorong semasa pembinaan.
Kelainan realiti antara keadaan lembapan subgred jalan raya di zon
beriklim sederhana dan zon beriklim tropika diambil kira. Reka bentuk
turapan menurut tatacara kaedah ini mengizinkan turapan direka bentuk
dan dibina secara berperingkat.
Dari segi skop penggunaan, perbezaan antara Roan Note 31 dengan
Road Note 29 dapat disimpulkan seperti yang berikut:
i. Road Note 31 digunakan untuk mereka bentuk turapan boleh lentur di
kawasan tropika dan subtropika, iaitu untuk negara yang sedang
membangun.
ii. Jumlah kenderaan perdagangan sehari searah pada setiap lorong pada
masa pembinaan tidak melebihi 1500 buah.
iii. Kadar pertumbuhan maksimum lalu lintas adalah tinggi, iaitu 20%.
iv. Hayat reka bentuk maksimum turapan dihadkan kepada 20 tahun. Hayat
reka bentuk yang disarankan pula adalah 10 tahun.
22
v. Road Note 31 menyediakan kaedah reka bentuk pembinaan berperingkat.
Hayat Reka Bentuk.
Hayat reka bentuk yang singkat iaitu selama 10 tahun, disyorkan kerana
kadar pertumbuhan lalu lintas perdagangan di Negara sedang
membangun bukan sahaja tinggi, tetapi juga sukar dianggar dengan tepat.
Maka, pembinaan turapan yang sangat tebal untuk menampung lalu lintas
pada tahun ke-20, contohnya, tidak menjimatkan jika dilihat dari sudut
ekonomi.
Turapan seumpama ini biasanya dibina secara berperingkat-peringkat.
Pembebanan Lalu Lintas.
Seperti Road Note 29, Road Note 31 juga mengabaikan kesan
pemusnahan kereta penumpang.
Hanya kenderaan perdagangan yang berat tanpa muatannya melebihi
1500kg sahaja diambil kira untuk direka bentuk.
Jumlah bertokoknya dapat diperoleh daripada rajah 1.7 setelah hayat reka
bentuk dan kadar pertumbuhan lalu lintas dikenal pasti.
Jika diperhatikan, rajah tersebut berpadanan dengan lalu lintas harian
permulaan sebanyak 100 kenderaan.
Jumlah bertokok untuk aliran lain hendaklah dikadarkan untuk mengambil
kira hakikat ini.
Nilai jumlah bertokok kenderaan perdagangan ini mestilah ditukarkan
menjadi jumlah bertokok gandar piawai.
Faktor setaraan yang diterbitkan daripada Ujian Jalan AASHO boleh juga
digunakan.
23
RAJAH 1.7: Hubungan antara Jumlah Bertokok Kenderaan Perdagangan
Semasa Hayat Reka Bentuk dan Kadar Pertumbuhan.
Kekuatan Subgred.
Kekuatan subgred terpadat (daripada anggaran nilai Nisbah Galas
Californianya) bergantung kuat pada jenis dan kandungan lembapan
tanah.
Apabila turapan (andaikan tak boleh telap air) di bina di atas aras
bentukan, kandungan subgred di bawahnya lama kelamaan meningkat ke
tahap muktamad.
24
Nilai NGC pada kandungan lembapan tertinggi harus dikenal pasti untuk
tujuan reka bentuk.
Oleh sebab kandungan lembapan ini dipengaruhi oleh kedudukan aras air
bumi dan juga keadaan cuaca tempatan, maka Road Note 31
membahagikan subgred kepada tiga kategori, iaitu:
i. Subgred yang air buminya cetek.
ii. Subgred yang air buminya dalam dan hujan tahunan melebihi
250mm.
iii. Subgred yang aras air buminya dalam dan hujan tahunan bersamaan
atau kurang daripada 250mm (kawasan kering).
Setelah kandungan lembapan dipastikan, ujikaji NGC pada
kandungan lembapan ini perlu dilaksanakan bagi mendapatkan nilai NGC
subgred.
Nilai NGC ini digunakan untuk tujuan mereka bentuk ketebalan
lapisan.
Walau bagaimanapun, jika turapan telap air, maka kekuatan
subgred dalam kategori satu dan dua di atas harus dianggar berdasarkan
NGC tanah tepu.
Untuk semua kategori subgred, jika taida kepakaran dan
radas, nilai NGC subgred ditaksir daripada jadual 1.8.
Dalam
Air Bumi
dari Aras
Bentukan
(m)
Nilai NGC Minimum (Peratus)
Pasir
Tak
Plastik
Tanah
Liat
Berpasir
IP = 10
Tanah
Liat
Berpasir
IP = 20
Tanah Liat
Berkelodak
IP = 30
Tanah
Liat Jati
IP > 40
Kelodak
0.6 8 5 4 3 2 1
1.0 25 6 5 4 3 2
1.5 25 8 6 5 3 Ujikaji dalam
makmal
perlu
2.0 25 8 7 5 3
2.5 25 8 8 6 4
25
dilaksanaka
n
3.0 25 25 8 7 4
3.5 25 25 8 8 4
5.0 25 25 8 8 5
7.0 25 25 8 8 7
Catatan : IP = Indeks Keplastikan.
JADUAL 1.8: Anggaran Nisbah Galas California pada Subgred.
Ketebalan Subtapak.
Tebal subtapak di atas subgred yang nilai NGC-nya bersamaan atau
kurang daripada 7% diberikan dalam rajah 1.9.
Jika NGC subgred di antara 8% dengan 24%, tebal minimum subtapak
ialah 100mm. lapisan subtapak tidak wujud jika NGC subgred bersamaan
dengan atau melebihi 25%.
Bagi JBGP yang melebihi 0.5 juta, jurutera boleh memilih binaan
berperingkat. Tebal subtapak dapat dipastikan dengan menggunakan
garisan NGC yang tidak putus-putus seperti dalam rajah 1.9. bagi binaan
biasa (JBGP > 0.5 juta), garisan NGC putus-putus digunakan.
Nilai NGC bahan subtapak yang boleh diterima tidak harus kurang
daripada 25%.
26
RAJAH 1.9: Carta Reka Bentuk Turapan Bolah Lentur.
Tebal Tapak Jalan dan Lapisan Permukaan.
Tebal tapak dinyatakan terus dalam rajah 1.12, iaitu 150mm jika JBGP
kurang daripada 0.5 juta dan dandanan permukaan untuk lapisan
permukaan.
Jika jumlah lalu lintas melebihi 0.5 juta gandar piawai, pereka bentuk
boleh mereka bentuk untuk JBGP maksimum sekarang atau membina
jalan raya secara berperingkat-peringkat.
27
Dalam alternatif pertama, tebal lapisan tapak dan permukaan masing-
masing ialah sama ada 150mm dan 50mm atau 200mm dan dandanan
permukaan duaan.
Untuk kes binaan berperingkat, tebal tapak dan permukaan ialah 150mm
dan dandanan permukaan duaan. Apabila jumlah lalu lintas mencapai 0.5
juta, tebal turapan ditambah melalui satu daripada dua pilihan yang
berikut:
i. Tebal lapisan permukaan berbitumen = 50mm.
ii. Tebal lapisan batu terhancur dan dandanan permukaan duaan =
75mm.
KAEDAH TEORI
Kaedah Teori ini juga :
Dikenali sebagai pendekatan ‘analisis’, ‘reka bentuk struktur’ atau
‘rasional’.
Seperti reka bentuk unsur struktur bangunan juga, tiap-tiap lapisan
turapan dikadarkan supaya tegasan dan terikan genting tidak
mengatasi had keupayaan bahan yang dipilih.
Jika tidak, ketebalan dan jenis bahan struktur diubahsuaikan
sehingga kesemua tegasan, terikan dan ubah bentuk yang kritis
berada dalam had yang dibenarkan.
Hubungan ini digunakan untuk mengaitkan pembebanan dengan
sebuah model turapan, dan akhirnya dengan kriteria kegagalan yang
ditentukan pada peringkat awal lagi.
Lima tahap yang terlibat diringkaskan seperti yang berikut:
28
i. Mengambil kira pembebanan yang bakal ditanggung oleh
turapan sepanjang hayat reka bentuk serta keadaan alam
sekitar.
ii. Mengandaikan sebuah model struktur turapan yang telah
dikenal pasti jenis bahan, tebal dan jumlah lapisannya.
iii. Menganalisis dan mendapatkan ciri-ciri genting bahan melalui
ujian makmal.
iv. Mengira tegasan dan terikan yang muncul dalam turapan dan
membandingkannya dengan tegasan genting yang mampu
ditanggung oleh bahan.
v. Menganggapkan suatu model turapan baru (ketebalan dan ciri
bahan) jika tegasan dan terikan yang dikira terlalu tinggi atau
terlalu rendah, dan mengulang langkah 3 dan 4 sehingga reka
bentuk yang memuaskan diperoleh.
Kaedah analisis memerlukan penilaian taburan tegasan dan terikan
dan kadang kala memerlukan pesongan secara teori.
Namun begitu, kaedah ini kadang kala turut melibatkan ujian
makmal ke atas subgred atau bahan turapan.
Percubaan terawal yang menghitung secara teori taburan tegasan
dalam turapan telah dibuat oleh Boussinesq dalam tahun 1885
berdasarkan teori keanjalan mudah.
Dalam analisis, turapan dan subgred diandaikan membentuk
sebuah struktur tak terhingga yang satu, homogen, anjal dan isotropik.
Nilai modulus keanjalan tanah dan turapan, E, dianggap seragam.
Berdasarkan andaian ini, tegasan tegak, σ2, dan tegasan datar, σx,
pada sebarang titik dalam turapan, rujuk rajah 1.10, dapat dihitung
dengan menggunakan persamaan di bawah, iaitu:
σ 2 = [ 1 – z 3 ]
29
(a2 + z2)3/2
σ x = P [ 1 + 2µ - 2z(1 + µ) + z 3 ]
2 (a2 + z2)1/2 (a2 + z2)3/2
Dengan P ialah tekanan seunit luas (tekanan sentuhan), a ialah jejari plat
berbeban bulat (luas kawasan sentuhan diandaikan berbentuk bulat), z
ialah kedalaman, dan µ ialah nisbah Poisson.
RAJAH 1.10: Tegasan yang Bertindak Di Atas Unsur Sebagai Akibat Beban Titik.
Seterusnya, tegasan ricih maksimum dapat ditentukan. Tebal turapan
yang mencukupi, h, disediakan supaya tegasan ricih pada antara muka
turapan dan sungred tidak melampaui tegasan ricih tanah subgred.
Dalam pendekatan Boussinesq, wujud beberapa banyak andaian yang
tidak dapat menepati kenyataan sebenar.
Konsep satu bahan yang tak terhingga tidak selaras dengan falsafah reka
bentuk turapan, iaitu meletakkan bahan kuat di atas tanah subgred
supaya tanah subgred dilindungi daripada beban lalu lintas.
30
Turapan sebenar pula terdiri daripada tindihan beberapa lapisan dan
bahan pada tiap-tiap lapisan mempunyai nilai modulus keanjalan yang
tersendiri.
Maka itu, andaian bahawa nilai E seragam untuk semua bahan adalah
tidak benar. Andaian bahawa tanah bersifat homogen dan juga kenyal
sempurna adalah tidak tepat.
Perkembangan selanjutnya berjalan lancar berikutan dengan penemuan
penyelesaian secara berkomputer kerana teori analisis turapan
melibatkan jumlah lelaran dan kiraan matematik yang banyak dan rumit.
Analisis turapan berbilang lapisan telah berkembang daripada kajian awal
yang dibuat oleh Burmister dalam tahun 1943. Burmister mencadangkan
bahawa dua lapisan, lapisan terhingga di atas (melambangkan turapan,
iaitu lapisan permukaan, tapak jalan dan subtapak), disokong oleh lapisan
setara tak terhingga (tanah subgred).
Model turapan Burmister ditunjukkan dalam rajah 1.11 dengan h ialah
tebal turapan,E1 adalah modulus keanjalan turapan, dan E2 adalah
modulus keanjalan subgred.(menurut pendekatan Boussinesq, E1 = E2)
RAJAH 1.11: Model Turapan Menurut Burmister
Burmister telah menerbitkan beberapa beberapa persamaan untuk
pesongan dan tegasan bagi sistem struktur dua dan tiga lapisan.
Walau bagaimanapun, beliau hanya menyediakan penyelesaian
persamaan pesongan persamaan struktur dua lapisan sahaja.
31
Persamaan ini menentukan pesongan permukaan, δ, di bawah
pertengahan kawasan berbeban ialah:
δ = 1.5 PaF w
E2
(untuk turapan boleh lentur)
δ = 1.18 PaF w
E2
(untuk turapan tegar)
Fw adalah factor pesongan yang bergantung pada nilai h dan E1/E2.
Nilai Fw dapat diperoleh daripada carta yang disediakan oleh Burmister.
P ialah tekanan tayar, manakala a adalah jejari kawasan sentuhan.
Dengan mengehadkan magnitude pesongan kepada nilai yang boleh
diterima, maka tebal turapan, h, dapat ditentukan.
Bumister mengehadkan pesongan sebanyak 5mm bagi turapan boleh
lentur dan 1mm bagi turapan tegar.
Seperti pendekatan Boussinesq, pendekatan ala Burmidter melahirkan
tebal turapan kiraan yang melebihi tebal sebenar.
Namun begitu, kedua-dua pendekatan menunjukkan kepentingan
kekukuhan turapan dalam mengawal tegasan pada subgred.
Konsep tersebut telah dikembangkan untuk analisis sistem turapan 3, 4,
5, 6 lapisan.
Secara umumnya, pembebanan, criteria kegagalan dan sifat bahan
digabungkan dalam analisis yang menjadi semakin mudah dengan
bantuan komputer.
Susunan tiga lapisan tipikal ditunjukkan dalam rajah 1.12. bagi turapan
boleh lentur, lapisan 1 melambangkan bahagian bahan bitumen, lapisan 2
32
melambangkan lapisan tapak jalan dan subtapak yang tak terikat dan
lapisan terakhir adalah subgred.
RAJAH 1.12: Model Struktur Turapan Tiga Lpis
Tegasan dan terikan dalam sistem ini dianalisis dan dipersembahkan di
dalam beberapa jadual. Untuk memudahkan lagi usaha menentudalaman,
satu siri graf telah disediakan oleh Peattie.
Sebelum jadual ataupun graf digunakan, empat parameter iaitu a, H, K1
dan K2 mesti dikira terlebih dahulu.
Setelah itu, nilai teori dapat ditentukan:
i. Tegasan dan terikan mampatan tegak pada bahagian atas subgred dan
lapisan tak terikat.
ii. Tegasan tegak dan datar pada bahagian bawah lapisan berbutir tak
terikat.
iii. Tegasan tegangan datar pada bahagian bawah lapisan terikat
berbitumen.
iv. Pesongan permukaan.
Nilai teori di atas kemudiannya dibandingkan dengan tegasan reka
bentuk yang mampu ditanggung oleh bahan dalam lapisan yang tebalnya
telah ditentukan terlebih dahulu.
Penilaian ciri bahan adalah satu langkah yang agak kritis dalam
kaedah analisis.
33
Satu kriteria reka bentuk diperlukan merupakan ubah bentuk atau
pesongan berkekalan dan retakan akibat penggunaan secara berulang
beban lalu lintas.
Magnitud pesongan diminimumkan dengan mengehadkan tegasan
maksimum dalam turapan.
Tegasan yang diizinkan dapat dikenal pasti daripada turapan sedia
ada yang menunjukkan prestasi yang baik.
Selain itu, kriteria tegasan subgred di ambil kira untuk
mengehadkan pesongan berkekalan turapan.
Ulangan beban lalu lintas menyebabkan retakan permukaan
sebagai akibat kegagalan lesu bahan berbitumen.
Jumlah beban berulang, N, yang diperlukan untuk memulakan dan
menyiarkan retakan dinyatakan oleh persamaan:
N = C [ 1 / ε ]m
Dengan ε adalah terikan tegangan kenaan maksimum, sementara C dan
m ialah pemalar yang bergantung pada jenis dan komposisi campuran
berbitumen.
Untuk menyelamatkan turapan daripada kegagalan lesu, pastikan bahawa
nilai ε tidak dilampaui. Kesimpulannya, kriteria terikan tegangan dianalisis
untuk mengambil kira keadaan lesu dalam lapisan berbitumen.
Antara contoh kaedah teori termasuklah Kaedah Shell, Kaedah Kentucky
dan Kaedah Chevron.
Oleh sebab pendekatan teori adalah sangat kompleks, hanya garis kasar
Kaedah Shell sahaja akan diketengahkan.
KAEDAH SHELL.
Satu kaedah reka bentuk turapan telah dikemukakan daripada kajian
makmal yang dijalankan oleh Syarikat Petroleum Antarabangsa Shell.
34
Pada peringkat awal, iaitu dalam tahun 1963, tatacara reka bentuk dibuat
dengan merujuk beberapa carta reka bentuk. Dan dalam tahun 1978,
terbitlah Shell Pavement Design Manual.
Kriteria reka bentuk ialah kegagalan lesu sebagai akibat daripada ulangan
tegasan lenturan.
Turapan yang terdedah kepada kegagalan lesu akan retak atau merekah.
Kemunculan retak ini berkait rapat dengan jumlah bertokok terikan sisi
yang mengakibatkan ubah bentuk.
Komputer digunakan untuk mengira tegasan dan terikan dalam struktur
turapan yang dianggap terdiri daripada satu sistem pelbagai lapisan yang
kenyal.
Tatacara reka bentuk melibatkan pemilihan tebal setiap lapisan supaya
terikan yang muncul akibat pembebanan lalu lintas pada titik genting
mampu ditanggung oleh beban.
Dalam Shell Pavement Design Manual, beberapa carta reka bentuk telah
diterbitkan, yang meliputi pelbagai keadaan subgred dan lalu lintas.
Seperti biasa, pereka bentuk memerlukan maklumat seperti sifat bahan,
kekuatan subgred dan pembebanan lalu lintas.
Walau bagaimanapun, dalam usaha menghasilkan kaedah reka bentuk,
beberapa keputusan utama daripada Ujian Jalan AASHO boleh
dimanfaatkan. Ini termasuklah:
Konsep beban gandar yang setara.
Hubungan antara kebolehgunaan dengan kedalaman kesan roda.
Dalam tahun 1987, tatacara reka bentuk ketebalan turapan boleh
lentur yang melibatkan penggunaan carta reka bentuk telah diganti
dengan satu perisian komputer BISAR-PC yang boleh digunakan pada
komputer peribadi IBM atau jenis yang serasi dengannya.
35
Shell sedang giat memperkembangkan perisian ini supaya lebih
mudah digunakan.
BANDINGAN ANTARA KAEDAH TEORI DENGAN KAEDAH GHALIB.
Oleh sebab Kaedah Ghalib melibatkan kos yang tinggi, maka Kaedah
Teori kian menjadi popular. Kemasyhuran kaedah teori disemarakkan oleh
penemuan komputer.
Dengan itu, model turapan yang lebih menepati turapan sebenar dapat
dikaji dengan bantuan komputer.
Kaedah teori tidak melibatkan ujian turapan skala penuh yang mahal dan
memakan masa yang panjang sebelum rumusan dapat dibuat.
Pada masa yang sama, penggunaan dan pendedahan turapan kepada
jenis bahan, pembebanan dan persekitaran yang baru tidak dikongkong
oleh parameter yang telah ditetapkan dalam ujian skala penuh.
Ini lebih nyata dengan meningkatnya isipadu dan beban lalu lintas yang
amat ketara dan penemuan bahan baru sejak kebelakangan ini. Kaedah
teori ini juga tidak terikat dengan keadaan; ertinya kaedah ini boleh
digunakan di mana-mana sahaja.
REKA BENTUK TURAPAN BOLEH LENTUR
BERPANDUKAN TATACARA JKR
36
Kaedah rekabentuk tatacara JKR Malaysia digunakan dengan meluas
bagi merekabentuk struktur turapan jalan raya di Malaysia.
Rekabentuk ketebalan struktur turapan mengambil guna nomograf yang
dirumuskan daripada Uji Kaji Jalan AASHO.
Kaedah rekabentuk menyediakan ruang untuk menyemak sama ada
muatan lebuh raya pada penghujung hayat rekabentuk telah dilampaui
atau tidak.
Tebal turapan bergantung pada nilai NGC dan JBGP. Oleh sebab
rekabentuk turapan struktur diasaskan kepada keputusan Uji Kaji Jalan
AASHO, maka berat struktur piawai sebanyak 8200 kg digunakan.
Sebelum rekabentuk dilaksanakan, data yang berikut perlu dipungut
terlebih dahulu:
i. Hayat rekabentuk.
ii. Hierarki jalan menurut pengelasan JKR.
iii. Purata isipadu lalulintas harian pada masa jalan raya mula dibuka.
iv. Peratus kenderaan perdagangan.
v. Kadar pertumbuhan lalulintas tahunan.
vi. Nilai NGC subgred.
vii. Keadaan rupa bumi.
HAYAT REKABENTUK
Hayat rekabentuk selama 10 tahun adalah disarankan. Hayat
rekabentuk bermula dari masa jalan raya mula-mula dibuka kepada
lalulintas hinggalah apabila kerja penguatan semula turapan diperlukan.
Istilah hayat rekabentuk tidak harus dikelirukan dengan jangka
masa penggunaan atau umur turapan.
Melalui kerja penyenggaraan dan penindihan atas, jangka masa
penggunaan jalan dapat dilanjutkan untuk selama-lamanya.
Kaedah Road Note 29 mengesyorkan hayat rekabentuk selama 20
tahun.
37
Walau bagaimanapun, seperti Kaedah Road Note 31, hayat
rekabentuk selama 10 tahun diambil guna oleh sebab jangka masa ini
dianggap lebih berfaedah dari segi ekonomi.
ANGGARAN LALULINTAS UNTUK REKABENTUK KETEBALAN
Seperti Road Note 29 dan 31, yang berpotensi memusnahkan turapan
ialah kenderaan perdagangan yang berat tanpa muatannya melebihi 1500
kg.
Pereka bentuk haruslah mengenal pasti terlebih dahulu purata lalulintas
harian (PLH) permulaan pada kedua-dua arah pada waktu jalan raya mula
dibuka.
Kemudian, pereka bentuk harus mendapatkan peratusan kenderaan
perdagangan tahunan, Pc, dan kadar petumbuhannya, r. Jika Vo ialah
jumlah kenderaan perdagangan tahunan permulaan searah, maka:
Vo = PLH x ½ x 365 x Pc/100
PLH ialah purata lalulintas harian (dua arah). Jumlah bertokok kenderaan
perdagangan searah Vc, sepanjang hayat rekabentuk dapat dikira
daripada persamaan yang berikut:
Vc = Vc[(1 + r) x – 1]
R
Vc ialah jumlah bertokok kenderaan perdagangan searah selama x tahun,
Vo ialah jumlah kenderaan perdagangan tahunan pada waktu jalan raya
mula dibuka, r ialah kadar pertumbuhan lalulintas (perpuluhan), dan x
ialah hayat rekabentuk (tahun).
38
Untuk menyelaraskan lalulintas perdagangan yang bercampur baur,
konsep beban gandar piawai setara digunakan.
Anggaran jumlah beban lalulintas yang bakal melalui turapan boleh
didarab dengan faktor setaraan tertentu untuk menentukan jumlah
bertokok gandar piawai seberat 8200 kg yang meninggalkan kesan yang
setara ke atas turapan.
Nilai faktor setaraan dapat diperoleh daripada rumusan ujian jalan
AASHO. Jika ukur beban gandat tidak kedapatan, maka anggaran jumlah
bertokok gandar piawai 8200 kg sepanjang hayat rekabentuk dapat
diperolehi daripada hasil darab antara jumlah bertokok kenderaan
perdagangan dengan faktor setaraan, e, dengan nilai e seperti yang
diberikan di dalam Jadual 1.13. Maka:
JBGP = Vc x e
Peratusan
Kenderaan
Berat
0 – 15% 16 – 50% 51 – 100%
Jenis Jalan
Raya
Tempatan Utama
3.0 3.7
Faktor
Setaraan
1.2 2.0
Jadual 1.13 Garis Panduan Pemilihan Faktor Setaraan
ANGGARAN LALULINTAS UNTUK MUATAN
Buku panduan rekabentuk menyediakan kaedah menyemak sama ada
jumlah isipadu lalulintas (perdagangan dan bukan perdagangan) pada
penghujung hayat reka bentuk turapan, Vx, melebihi atau tidak melebihi
39
muatan maksimum turapan, c. Ini dibuat dengan membandingkan nilai Vx
dengan muatan lalulintas 24 jam sehala, C.
Vx = V1(1 + r)x
V1 ialah lalulintas harian permulaan pada satu arah, r ialah kadar
pertumbuhan lalulintas tahunan, x ialah hayat rekabentuk dan Vx ialah
isipadu lalulintas searah selepas x tahun. C ialah muatan maksimum
sejam searah dan diperoleh daripada persamaan berikut:
C = I X R T
Dengan I ialah muatan jam unggul seperti yang diberikan di dalam jadual
1.14, R ialah faktor pengurangan seperti yang diberikan di dalam Jadual
1.15 dan T ialah faktor pengurangan lalulintas seperti yang diberikan di
dalam Jadual 1.16. Di dalam Jadual 1.16, Pc ialah peratus kenderaan
perdagangan.
Jenis Jalan Raya Unit Kereta Penumpang Sejam
Berbilang lorong 2000 tiap-tiap lorong
2 lorong (dua hala) 2000 untuk kedua-dua arah
3 lorong (dua hala) 4000 untuk kedua-dua arah
Jadual 1.14 Muatan Jam Maksimum dalam Keadaan Unggul
Lebar Lebuh
Raya (m)
Lebar Bahu Jalan (m)
2.00 1.50 1.25 1.00
7.5 1.00 0.97 0.94 0.90
7.0 0.88 0.86 0.83 0.79
40
6.0 0.81 0.78 0.76 0.73
5.0 0.72 0.70 0.67 0.64
Jadual 1.15 Faktor Pengurangan Jalan Raya
Jenis Rupa Bumi Rumus Faktor Pengurang
Datar T = 100/(100 + Pc)
Beralun T = 100/(100 + 2Pc)
Berbukit T = 100/(100 + 5Pc)
Jadual 1.16 Faktor Pengurangan Lalulintas
Piawaian JKR mengandaikan muatan sejam bersamaan dengan 10%
muatan harian. Ertinya, nilai c melambangkan 10% daripada muatan
selama 24 jam.
Jika C sebagai muatan harian atau muatan lalu lintas 24 jam sehala,
maka:
C = 10 x c
Nilai C > Vx hendaklah dipastikan untuk menunjukkan bahawa isipadu
laulintas pada penghujung hayat rekabentuk tidak melampaui kemampuan
lebuh raya yang menangunggnya. Jika Vx > C atau anggaran isipadu
lalulintas pada penghujung hayat rekabentuk melebihi muatan harian, C,
maka jumlah tahun, n, yang diperlukan untuk mencapai muatan harian
dikira melalui persamaan:
C = V(1 + r)n
Atau
41
n = log (C/V)
log (1 + r)
C ialah muatan lalulintas 24 jam sehala, V ialah isipadu lalulintas harian
sehala, dan r ialah kadar pertumbuhan tahunan lalulintas.
Dalam kes muatan lebuh raya dilampaui, maka isipadu tahunan malar
bersamaan dengan muatan lebuh raya yang harus digunakan dari tahun
lalulintas tepu dicapai sehingga penghujung hayat rekabentuk.
MENENTUKAN NILAI NGC SUBGRED
Kekuatan subgred ditaksir melalui nilai NGCnya.
Ujian NGC dilaksanakan sama ada di tapak atau di makmal ke atas
mana-mana sampel tanah yang terletak sejauh 1 m di bawah aras
bentukan.
Jumlah sampel yang cukup harus diuji.
REKABENTUK KETEBALAN
Setelah NGC rekabentuk dan JBGP dikenal pasti, indeks ketebalan setara
terpinda, TA’, diperoleh dengan merujuk nomograf carta rekabentuk
ketebalan.
Nomograf ini dirumuskan daripada Ujian Jalan AASHO.
Laksanakan langkah yang berikut:
1. Dalam Ujian Jalan AASHO, nilai NGC subgred 3% diambil guna untuk
setiap seksyen turapan yang diuji. Oleh itu, sebagai permulaan, kenal
pastikan titik 1 pada garisan A yang bersamaan dengan nilai NGC 3%.
42
2. Pada garisan B, tentukan titik 2 yang sepadan dengan JBGP yang bakal
ditampung oleh turapan.
3. Sambungkan titik 1 dan 2 menerusi satu garisan lurus dan unjurkan
garisan supaya memintas titik 3 pada garisan c. Titik 3 bersamaan dengan
tebal setara TA bagi nilai NGC 3%.
4. Masukkan nilai NGC rekabentuk pada titik tertentu (titik 4) pada garisan
A.
5. Sambungkan titik 3 dan 4 menerusi satu garisan lurus. Unjurkan garisan
supaya memintas garisan D pada titik 5. Bacakan nilai TA’ yang
dikehendaki, iaitu yang bertepatan dengan titik 5. TA’ disebut juga nombor
struktur.
Komponen Jenis Lapisan Ciri Pekali
Lapisan
penghausan dan
pengikat
Konkrit terasfalt 1.00
Tapak Jalan
Macadam
berbitumen
tumpat
Jenis 1:
Kestabilan > 400
kg
0.80
Jenis 2:
Kestabilan > 300
kg
0.55
Distabilkan oleh
simen
Kekuatan
mampatan tak
berkurang (7 hari)
30-40 kg/cm2
0.45
Agregat terhancur
yang distabilkan
secara mekanik
NGC ≥ 80% 0.32
43
Subtapak
Pasir, laterit, dan
lain-lain.NGC ≥ 20% 0.23
Agregat terhancur NGC ≥ 30% 0.25
Distabilkan oleh
simenNGC ≥ 60% 0.28
Jadual 1.17 Pekali Struktur Lapisan
Ketebalan setara terpinda, TA’ melambangkan ketebalan turapan
yang diperlukan jika keseluruhan turapan diperbuat sama ada
daripada campuran lapisan penghausan atau daripada tapak jalan.
Jika Sn ialah pekali struktur, maka tebal tiap-tiap lapisan turapan
dapat diperoleh daripada persamaan:
Sn = a1D1 + a2D2 + a3D3
Dalam persamaan ini a1, a2 dan a3 masing-masing ialah pekali
struktur lapisan permukaan, tapak jalan, dan subtapak, seperti yang
tertera di dalam Jadual 10.11. Pekali ini disebut juga pekali kekuatan
relatif. D1, D2 dan D3 masing-masing merupakan anggaran ketebalan
lapisan permukaan, tapak jalan dan subtapak yang tebal
minimumnya ditunjukkan di dalam Jadual 1.18.
Jenis Lapisan Ketebalan minimum (m)
Lapisan penghausan 4
Lapisan pengikat 5
44
Tapak jalan
Berbitumen 5
Campuran basah 10
Dirawat simen 10
Subtapak Berbutir 10
Dirawat simen 15
Jadual 1.18 Ketebalan Minimum Lapisan
Gabungan ketebalan lapisan tapak jalan, asas dan subtapak yang dapat
menjana nilai ketebalan setara terpinda, TA’ dapat dikenal pasti.
Jenis bahan setiap lapisan hendaklah dipastikan, dan nilai pekali dapat
ditentukan daripada Jadual 1.17.
Tebal tertentu bagi setiap lapisan hendaklah dianggarkan sebagai
percubaan. Untuk melahirkan satu rekabentuk yang praktis,
Jadual 1.18 dijadikan panduan untuk menetapkan ketebalan setiap
lapisan.
Tebal minimum lapisan berbitumen supaya terikan dan tegangan genting
terdapat pada asas lapisan berbitumen ditunjukkan dalam Jadual 1.19.
Jenis lapisan Ketebalan piawai
(cm)
Tebal lapisan
tambahan (cm)
Lapisan penghausan 4 – 5 4 – 5
Lapisan pengikat 5 – 10 5 – 10
Tapak jalan
Berbitumen 5 – 20 5 – 15
Campuran basah 10 – 20 10 – 15
Dirawat simen 10 – 20 10 – 20
Subtapak Berbutir 10 – 30 10 – 20
Dirawat simen 15 – 20 10 - 20
Jadual 1.19 Ketebalan Lapisan Piawai dan Pembinaan
45
TA’ (cm) Tebal Keseluruhan Minimum Lapisan
Berbitumen (cm)
< 17.5 5.0
17.5 – 22.5 10.0
23.0 – 29.5 15.0
> 30.0 17.5
Jadual 1.20 Ketebalan Minimum Lapisan Berbitumen
Setelah itu, kirakan nilai SN. Pastikan SN > TA’.
CONTOH:
Rekabentuk ketebalan sebatang jalan raya berturapan anjal berdasarkan data
berikut:
1. Purata lalulintas harian permulaan pada kedua-dua arah 6800
2. Kadar pertumbuhan lalulintas 7%
3. Peratus kenderaan perdagangan 25%
4. Hayat rekabentuk jalan 10 tahun
5. Jenis subgred ialah tanah liat berkelodak
6. Kedalaman aras air bumi dari aras bentukan 3.5 m
7. Bentuk rupa bumi datar
8. Lebar jalan 7.5 m
9. Lebar bahu jalan 2.0 m
10.Lapisan penghausan dan asas/pengikat konkrit asfalt
11.Lapisan tapak agregat terhancur
12.Lapisan subtapak agregat terhancur
Penyelesaian
1. Tentukan jumlah kenderaan perdagangan.
46
PLH = 6800 pada kedua-dua arah
Pc = 25%
Vo = PLH (1/2 x 365 x Pc/100)
Vo = 6800(1/2 x 365 x 25/100)
= 310250
2. Tentukan jumlah bertokok kenderaan perdagangan searah selama hayat
rekabentuk.
r = 7%
= 0.07
x = 10 tahun
Vc = Vo[(1 + r ) x – 1]
r
Vc = 310250[(1+ 0.07) 10 – 1 ]
0.07
= 0.429 x 107
3. Tentukan jumlah bertokok gandar piawai bagi lalulintas yang mempunyai
pelbagai kelas.
Dari Jadual 1.13, Pc = 25% maka, e = 3.0
JBGP = Vc x e
= 0.429 x 107 x 3.0
= 1.29 x 107
4. Semakan muatan lalulintas
a. Jumlah lalulintas searah selepas ‘x’ tahun.
V1 = PLH / 2
= 6800 / 2
47
= 3400
Vx = V1 (1 + r) x
= 3400 (1+ 0.07) 10
= 6688.3
= 6689 kend/hari/lorong/arah
b. Muatan maksimum sejam searah
Dari Jadual 1.14, I = 2000 / 2 untuk dua arah
= 1000 satu arah
Dari Jadual 1.15, Lebar jalan = 7.5 m,
Lebar bahu jalan = 2.0 m
Maka, R = 1.00
Dari Jadual 1.16, Rupa bumi adalah datar
T = 100
100 + Pc
= 100
100 + 25
= 0.8
c = I x R x T
= 1000 x 1.0 x 0.8
= 800
c. Muatan lalu lintas harian (24 jam)
C = 10 x c
= 10 800
= 8000 kend/hari/lorong/arah
48
Oleh itu C . Vx ; 8000 > 6689
Ini menunjukkan kemampuan jalan raya masih dapat
menanggung isipadu lalulintas pada penghujung haya
rekabentuk.
5. Tentukan nilai NGC subgred rujuk jadual 10.6
Tanah liat berkelodak, aras air bumi 3.5 m dari aras bentukan
NGC = 8%
6. Tentukan tebal turapan setara dari Rajah 10.18, Nomograf
Kaedah menggunakan Rajah 10.18, Nomograf
Hubungkan titik NGC 3% (tetap) di garisan A dengan JBGP dengan
JBGP di garisan B sehingga memintas garisan C. Tebal setara (TA).
Garisan A , NGCtetap = 3%
Garisan B, JBGP = 1.29 x 107
Pada garisan A masukkan nilai NGC rekabentuk dan hubungkan satu
garisan lurus dengan TA di garisan C yang terdahulu hingga memintas
garisan D.
Garisan A, NGCrekabentuk = 8%
Garisan C, TA = 32 cm
Tentukan nilai Tebal Setara Terpinda, TA’ (dlm cm) di garisan D. Nilai
TA’ adalah ketebalan turapan yang diperlukan.
Garisan D, TA’ = 26.2 cm
7. Tentukan ketebalan setiap lapisan
49
TA’ = Sn = a1D1 + a2D2 + a3D3
Dari Jadual 10.11 dan !0.12
Lapisan Bahan Pekali Tebal Minimum
(cm)
a1 Konkrit berasfalt 1.00 9
a2
Agregat terhancur
yang distabilkan
secara mekanik
0.32 10
a3 Pasir 0.25 10
Cubaan pertama; D1 = 12 cm, D2 = 15 cm, D3 = 18 cm
Sn = 1(12) + 032(15) + 0.25(18)
= 21.3 cm < 26.2 cm
Cubaan kedua; D1 = 20 cm, D2 = 25 cm, D3 = 30 cm
Sn = 1(20) + 0.32(25) + 0.25(30)
= 35.5 cm > 26.2 cm
Ini bermakna gabungan ketebalan dalam cubaan kedua dapat diterima.
Perhatikan bahawa D1 ialah gabungan ketebalan lapisan penghausan dan
pengikat.
Dengan mengambil kira keperluan tebal minimum, maka tebal tiap-tiap
lapisan turapan adalah seperti berikut:
Lapisan penghausan = 8 cm
Lapisan pengikat = 12 cm
Lapisan tapak jalan = 25 cm
Lapisan subtapak = 30 cm
50
51