Road Geometric Design

Program DRoads (Design Roads) merupakan alat bantu desain yang cukup lengkap untuk memperoleh hasil desain geometrik jalan yang dapat diandalkan baik secara teknis maupun secara ekonomis. Akurasi data desain, proses desain dan produk desain dapat dikontrol oleh program DRoads dengan fasilitas grafik yang sangat ilustratif.

Program DRoads pada dasarnya menawarkan proses desain yang terintegrasi mulai dari data topografi sampai pada produk desain. Gambar berikut memperlihatkan proses desain iteratif yang dilakukan dengan program DRoads untuk mendapatkan produk desain yang sesuai dengan standar desain yang diinginkan dan biaya pekerjaan tanah yang minimum.

Prosedur Desain:

Pengoperasian program DRoads menggunakan bahasa Inggris.

Proses desain iteratif yang panjang tersebut tetap akan dapat dikerjakan dengan cepat dan murah mengingat setiap tahapan desain dapat dilakukan secara interaktif pada layar monitor, termasuk menarik trase jalan dan garis kelandaian jalan. Gambar desain geometrik jalan hanya perlu dicetak setelah proses desain selesai dikerjakan. Bahkan, data gambar desain geometrik jalan yang tersimpan di dalam database dapat menjadi referensi kegiatan pembinaan/pemeliharaan jalan di kemudian hari.

Lima proses utama berikut memperlihatkan keunggulan dari program DRoads:

  1. Pembentukan peta kontur dan gambar profil-3D koridor rencana jalan secara otomatis.
  2. Proses desain alinemen horizontal dan alinemen vertikal, khususnya dalam hal penentuan Vrencana, Rtikungan, gradien jalan dan panjang lengkung vertikal yang dapat dilakukan secara interaktif pada layar monitor dengan bantuan gambar perspektif 3D.
  3. Pembentukan gambar data desain profil memanjang jalan sepanjang garis rencana jalan dan gambar data desain potongan melintang jalan secara otomatis.
  4. Penentuan standar desain geometrik jalan optimum yang melalui proses iterasi yang relatif mudah.
  5. Perencanaan pekerjaan pemindahan tanah galian/timbunan secara otomatis sesuai dengan Mass Haul Diagram yang dihasilkan.

Struktur Menu Program:

Proses desain geometrik jalan pada dasarnya melakukan banyak aktivitas (modul) yang saling berkaitan. Untuk memudahkan pengoperasian masing-masing modul desain tersebut, struktur menu program DRoads telah dirancang dengan empat kelompok menu utama, yaitu data topografi, desain alinemen horizontal, desain alinemen vertikal dan desain potongan melintang jalan. Disamping itu, untuk setiap modul desain disiapkan state-transition diagram yang menggambarkan urutan langkah-langkah rinci dari data desain, proses desain dan hasil desain. Secara lengkap, state-transition diagram diberikan pada Ref. 03.


Struktur Menu   Contoh state-transition diagram

Data Desain:

Ada tiga jenis data input utama (data topografi, data desain alinemen dan data harga satuan) yang diperlukan untuk program DRoads. Berikut diperlihatkan, hanya sebagai ilustrasi saja, format data input tersebut.

Data survai poligon

Data survai profil memanjang

Data survai potongan melintang

Data desain alinemen horizontal

Data desain alinemen

vertikal

Data desain potongan melintang

Data poligon – koord (x,y)

Data profil memanjang –

koord (STA,Elev)

Data potongan melintang – koord (Jarak,Elev)

Data harga satuan

Data topografi dapat diperoleh dari beberapa sumber, seperti dari data survai topografi, dari data survai GPS, atau dari peta dasar. Formulir data survai topografi tipikal dapat dilihat di sini untuk formulir data survai poligon, di sini untuk formulir data survai profil memanjang dan di sini untuk formulir data potongan melintang.

Untuk menjamin portabilitas data dan produk desain, program DRoads menyediakan fasilitas export/import ke dalam format Ms-Excel*).

Standar Desain Geometrik Jalan:

Standar desain geometrik pada dasarnya dapat disesuaikan secara interaktif berdasarkan kondisi yang berlaku di masing-masing proyek jalan. Standar desain geometrik tipikal yang digunakan dalam program DRoads sebagai default, dapat dilihat di sini untuk alinemen horizontal dan di sini untuk alinemen vertikal serta di sini untuk potongan melintang jalan.

Kriteria Desain:

Kriteria desain untuk menentukan jari-jari tikungan dan panjang lengkung vertikal juga disediakan cukup beragam.

Tiga kriteria desain jari-jari tikungan dapat dipilih dalam program DRoads, yaitu panjang tangen (Ts), panjang offset (Es) atau jari-jari tikungan (R). Kriteria panjang Ts biasanya digunakan jika tikungan harus menghindari lokasi jembatan atau jika dua tikungan harus saling menyambung; kriteria panjang Es perlu digunakan jika posisi badan jalan sangat dipengaruhi oleh guna lahan atau kondisi medan yang ada atau jika harus memenuhi persyaratan jarak pandangan yang telah ditetapkan; sedangkan, kriteria jari-jari tikungan digunakan jika keseragaman tikungan di sepanjang ruas jalan tertentu harus dipenuhi.

Untuk setiap kriteria desain jari-jari tikungan, tujuh bentuk tikungan desain dapat dipilih, yaitu:

+ Auto (membiarkan program DRoads untuk memilih bentuk tikungan yang terbaik sesuai dengan standar peraturan pemilihan bentuk tikungan dan sesuai dengan kriteria desain yang telah dipilih oleh pemakai)

+ Full Circle |

+ Spiral-Circle-Spiral | hanya didasarkan pada standar peraturan pemilihan bentuk tikungan

+ Full Spiral |

+ Full Circle* |

+ Spiral-Circle-Spiral* | hanya didasarkan pada kriteria desain

+ Full Spiral* |

*

Kriteria desain panjang lengkung vertikal yang dapat dipilih dalam program DRoads terdiri dari:

+ Maneuver Sight Distance (hanya untuk lengkung cembung)

+ Stopping Sight Distance (hanya untuk lengkung cembung – default)

+ Continuation Sight Distance (hanya untuk lengkung cembung)

+ Passing Sight Distance (hanya untuk lengkung cembung)

+ Headlight Beam (hanya untuk lengkung cekung – default)

+ Overhead Structure (hanya untuk lengkung cekung)

+ Comfort (persyaratan minimum absolut)

+ Selected Lv (-)

Konsistensi Desain:

Konsistensi desain juga dikontrol oleh program DRoads dengan memberikan pesan kesalahan/peringatan terhadap kesalahan yang terjadi dalam proses desain alinemen horizontal dan alinemen vertikal jalan. Berdasarkan pesan kesalahan/peringatan tersebut pemakai dapat melakukan langkah-langkah perbaikan seperlunya apakah pada data desain,

*

Pesan kesalahan/peringatan pada proses desain alinemen horizontal jalan:

– *V : the design speed difference between two consecutive curves is more than 10 kph.

– *e : the superelevation difference between two consecutive curves is more than the normal crossfall – warning only.

– *d : the curve overlaps with either the previous or the next curve.

– *p : the shift of the circular curve is less than 15 cm.

– *Lc : the circle length is less than 25 m.

– *T : the curve type is not correct.

Pesan kesalahan/peringatan pada proses desain alinemen vertikal jalan:

– *d1 : the critical gradient length prior to the VIP is exceeded.

– *d2 : the critical gradient length after the VIP is exceeded.

– *g1 : the maximum gradient prior to the VIP is exceeded.

– *g2 : the maximum gradient after the VIP is exceeded..

– *k : k-value is more than 40 m/%; special consideration must be given in the provision of drainage facilities.

– *Lv : the curve overlaps with either the previous or the next curve.

– *V : the design speed difference between two consecutive curves is more than 10 kph or the design speed is less than 20 kph.

– *STA : the last STA of the road profile is not the same as that of the road plan.

Program Penunjang:

  1. Perhitungan jarak pandangan
  2. Perhitungan tabel superelevasi dan panjang Ls

Dokumentasi Program DRoads:

  1. Program DRoads Main Results – Executive Summary [Ref. 01]
  2. Program DRoads Main Features – General Overview [Ref. 02]
  3. A Complete Example of Program DRoads – Tutorial Guide [Ref. 03] ¿
  4. Operating Program DRoads – User’s Manual [Ref. 04]

Dokumen Sejenis:

  1. Road Materials, Design, Construction Standards Study: Highways – Project Report [Ref. 05]

*) MsExcel adalah trade-mark dari Microsoft Corporation


Institut Teknologi Bandung



Djunaedi Kosasih

Personal Website of Djunaedi Kosasih



Photo Credit **


In Harmonia Progressio


Analytical Pavement Design

Program PastDean yang dikembangkan berlandaskan pada program DAMA dari The Asphalt Institute merupakan program aplikasi teknik untuk keperluan proses desain dan analisis struktur perkerasan lentur yang menerapkan pendekatan analitis. Analisis struktural dilakukan dengan menggunakan teori elastis untuk struktur berlapis banyak.

Salah satu keunggulan dari pendekatan analitis dalam proses desain dan analisis struktur perkerasan adalah proses looping yang disediakan untuk dapat melakukan analisis terhadap berbagai kondisi tanah dasar akibat pengaruh musim dan kondisi lapisan beraspal akibat pengaruh temperatur dalam setahun. Sebagai contoh, untuk kondisi di Indonesia yang memiliki dua musim, 12 variasi kondisi perkerasan dapat dimodelkan dengan 3 variasi musim (hujan, peralihan dan kemarau) dan 4 variasi temperatur (pagi, siang, sore dan malam). Teori Miner kemudian digunakan untuk memperhitungkan pengaruh gabungan dari keseluruhan kondisi yang dianalisis, sebagai berikut:

dki = ( Nbulanan / Nkapasitas ) * 100%

dktotal = n * S dki @< 100%

dimana: Nbulanan adalah beban lalu lintas bulanan aktual (ESA)

Nkapasitas adalah beban lalu lintas bulanan maksimum yang mampu dipikul oleh struktur perkerasan (ESA)

dki adalah derajat kerusakan yang terjadi dalam bulan ke-i (%)

dktotal adalah total kerusakan yang terjadi dalam setahun (%)

n adalah masa layan rencana struktur perkerasan (tahun)

Pada setiap loop, proses iterasi dapat dilakukan untuk memperhitungkan sifat bahan tanah dasar dan lapisan agregat yang bergantung pada tegangan yang bekerja. Berikut adalah model karakteristik bahan yang digunakan:

*

Model umum karakteristik bahan tanah dasar:

Etanah dasar = k1 * sd k2 dimana: sd adalah tegangan deviator (= s1 – s3, KPa)

Etanah dasar adalah modulus resilient tanah dasar (MPa)

*

Model umum karakteristik bahan lapisan agregat:

Elapisan agregat = k1 * q k2 dimana: q adalah tegangan total (= s1 + s2 + s3, KPa)

Elapisan agregat adalah modulus resilient lapisan agregat (MPa)

Program penunjang yang disediakan dalam program PastDean:

a) Analisis beban lalu lintas

b) Analisis nilai CBR

*) DAMA adalah trade-mark dari The Asphalt Institute.