13-Mar-12

1

DefinisiGaya sentrifugal

Lengkung peralihanDiagram superelevasi

Bentuk lengkung horizontalPedoman umum perencanaan alinyemen horizontal

Diagram alir / flowchart pemilihanjenis lengkunghorizontal

Stationing dan panjang lengkungLebar perkerasan pada lengkung horizontal

Jarak pandang pada lengkung horizontal

Alinyemen Horisontal ialah proyeksi sumbu jalan padabidang horizontal atau proyeksi horisontal sumbu jalan tegak lurusbidang horisontal/kertas .

Alinyemen horisontal merupakan trase jalan yang terdiri darigaris lurus dan garis lengkung. Garis lengkung ditempatkan antara2 garis lurus untuk mendapatkan perubahan jurusan yang bertahap

Dalam perencanaan lengkung atau biasanya disebut tikungan,perlu diketahui hubungan design speed - lengkung dan hubungankeduanya dengan superelevasi, yang diturunkan dari rumus-rumusmekanika, dengan batasan-batasan praktis dan faktor-faktor yangditentukan secara empiris.

Kendaraan yang bergerak dengan kecepatan V pada bidangdatar/miring pada lintasan lengkung seperti lingkaran, maka padanya bekerjagaya dengan kecepatan V dan gaya sentrifugal F.

Gaya sentrifugal mendorong kendaraan keluar dari lajur jalan secararadial. Gaya sentrifugal menimbulkan rasa tidak nyaman pada si pengemudi.Dan hal itu akan diimbangi oleh gaya berat kendaraan akibat superelevasi &gesekan samping. Gaya gaya tersebut akan bekerja dalam kesetimbangan.

RUMUS : gaya sentrifugal yang terjadi ; F= m . A= = == = =Sehingga, =

Fs adalah besarnya gesekan yang timbul antara ban denganpermukaan jalan dalam arah melintang jalan yang berfungsi untukmengimbangi gaya sentrifugal.

Perbandingan gaya gesek dan gaya normal yang bekerja =koefisien gesekan melintang/koefisien gesekan samping.

Koefisien gesek tergantung pada : kecepatan kendaraan, type dan kondisi ban, type dan kondisi permukaan jalan cuaca.

Besarnya koefisien gesekan melintang dipengaruhi olehbeberapa factor seperti : jenis dan kondisi ban, tekanan ban,kekasaran permukaan perkerasan, kecepatan kendaraan, dan keadaancuaca

korelasi antara koefisien gesekanmelintang maksimum dan kecepatan

rencana (THE’92)

13-Mar-12

2

Merupakan kemiringan melintang jalan pada lengkunghorisontal yang bertujuan untuk memperoleh komponen berat

kendaraan.Semakin besar superelevasi semakin besar pula

komponen berat kendaraan yang diperolehUntuk kecepatan tertentu, superelevasi maksimum dan anggapan

dari faktor gesekan maksimum bersama-sama menentukan jari-jariminimum.

Superelevasi maksimum yang dapat dipergunakan dibatasi oleh : keadaan cuaca (hujan, berkabut, salju) keadaan medan (berbukit, datar, pegunungan) Keadaan lingkungan, perkotaan atau luar kota Komposisi jenis kendaraan dari lalu lintas

sin + = cossin + cos + sin = cossin + cos = cos − sinsincos + = 1 − tan= tan+ = 1 −+1 − =

Jika V dinyatakan dalam , g = 9.81 ⁄ danR dalam m, maka dapat diperoleh :+ = 127

Ketajaman lengkung horizontal dinyatakan dalamradius lengkungnya atau derajat lengkung

Derajat lengkung merupakan sudutlengkung/pusat yang terjadi dengan busur 100 ft atau 25m

Semakin besar R semakin kecil D dan semakintumpul lengkung horizontal rencana, sebaliknya semakinkecil R semakin besar D semakin tajam lengkunghorizontal yang di rencanakan.

1. superelevasi dan gesekan samping yang berbandinglurus dengan kebalikan dari jari-jari

2. untuk kurva tajam, f tetap sama dengan max f dansuperelevasi kemudian digunakan untuk menopangpercepatan lateral sampai mencapai e e maks. dalamf, metode pertama dan kemudian e meningkatberbanding terbalik dengan jari-jari kelengkungan

3. untuk kurva tajam, e tetap di e max dan hambatansamping ini kemudian digunakan untuk menopangpercepatan lateral sampai, f mencapai f maks. dalammetode ini, e dan f pertama meningkat berbandingterbalik dengan jari-jari kelengkungan

• metode ini adalah sama dengan metode 3,kecuali bahwa hal itu didasarkan padakecepatan berjalan rata-rata bukan kecepatandesain• superelevasi dan gesekan sisi berada dalam

hubungan lengkung dengan kebalikan darijari-jari kurva, dengan nilai antara metode 1dan 3

13-Mar-12

3

lengkung peralihan yang memberikanbentuk yang sama dengan jejak kendaraanketika beralih dari jalan lurus ke tikunganberbentuk busur lingkaran dan sebaliknya,dipengaruhi oleh sifat pengemudi, kecepatankendaraan, radius lengkung, dan kemiringanmelintang jalan. Bentuk lengkung spiral atauclothoid adalah bentuk yang banyakdipergunakan saat ini.

Keuntungan dari penggunaan lengkung peralihan padaalinyemen horizontal :

• Pengemudi dapat dengan mudah mengikuti lajur yang telahdisediakan untuknya, tanpa melintasi lajur lain yang berdampingan.

• Memungkinkan mengadakan perubahan dari lereng jalan normal kekemirigan sebesar superelevasi secara berangsur-angsur sesuaidengan gaya sentrifugal yang timbul.

• Memungkinkan mengadakan peralihan pelebaran perkerasan yangdiperlukan dari jalan lurus ke kebutuhan lebar perkerasan padatikungan-tikungan yang tajam.

• Menambah keamanan dan kenyamanan bagipengemudi, karena sedikit kemungkinan pengemudi

keluar dari lajur.• Menambah keindahan bentuk dari jalan tersebut,

menghindarikesan patahnya jalan pada batasan bagian lurus danlengkung busur lingkaran.

Landai relative adalah besarnya kelandaianakibat perbedaan elevasi tepi perkerasansebelah luar sepanjang lengkung peralihan.Perbedaan elevasi dalam hal ini hanya berdasarperubahan bentuk penampang melintang jalanbelum gabungan dengan akibat kelandaianvertikal.

Besarnya landai relatif maksimumdipengaruhi oleh : Kecepatan dan Tingkah lakupengemudi.

• Bina Marga mempunyai batasan untuk landai relatif sebagaiberikut :

• Rumus diatas ditambah dengan kajian empirismenghasilkan

• dimana :1/m = landai relativeLs = panjang lengkung peralihanB = lebar jalur 1 arah, mE = superelevasi, m/m’en = kemiringan melintang normal, m/m

• Bentuk lengkung peralihan yang terbaik adalah lengkung clothoid atauspiral.

O = titik peralihan dari bagian tangen ke bagian spiralP = titik sembarang pada spiralτ = sudut antara garis singgung dari titik P dan sumbu Xx = absis titik Py = ordinat titik PR = radius pada titik PL = panjang spiral diukur dari titik O ke titik P

sembarang titik pada lengkungperalihan R = R.

dl = R d τ ……………………(a)dx = dl cos dτ dy = dl sin dτ

syarat lengkung clothoid/spiral adalah radius padasembarang titik berbanding terbalik denganpanjang lengkung.

RL = A2

R = A2/L ……………………(b)A2 = konstanta

13-Mar-12

4

Substitusikan persamaan (b) ke persamaan (a)

dL = A2/L dτdτ = L/A2 dL

Selanjutnya diperoleh :• dR = y + R cos τ – R• xm = x – R sin τ

• Dari uraian di atas dapatlah ditentukankoordinat sembarang titik P pada lengkungperalihan yang berbentuk spiral.• Perhatikan sebuah lengkung spiral seperti

pada gambar 4.14 di bawah ini.

• Titik TS, permulaan bagian spiral dengan radius tak berhingga ke titik SC,akhir dari spiral dengan radius = Rc.

• Jika panjang lengkung peralihan dari TS ke SC adalah Ls dan koordinat titikSC adalah Xs

• dan Ys, maka dengan menggunakan persamaan 14 dan 15 diperoleh :

• Gaya sentrifugal akan berubah secara cepat jikapanjang spiral yang dipergunakan pendek, sebaliknyagaya sentrifugal akan berubah secara perlahan – lahanjika panjang spiral cukup panjang.• Dirumuskan sebagai berikut :

Ls = 0,022 – 2,727 .• Ls = panjang lengkung spiral, m• R = jari –jari busur lingkaran, m• V = kecepatan rencana, km/jam

= perubahan percepatan, m/det3, yang bernilaiantara 1-3 m/det3

• Tabel 4.6 memberikan panjang lengkung peralihanminimum yang diperoleh dari panjang terpanjang dariketiga kondisi a, b, dan c di atas, dan besarnyasuperelevasi yang dibutuhkan untuk setiap radius yangdipilih pada kecepatan rencana tertentu dansuperelevasi maksimum = 10%. Kelandaian relatifmaksimum yang dipergunakan dan dasar pengukuranpanjang lengkung peralihan Ls mengikuti yangdiberikan oleh AASHTO.• Tabel 4.7 dipersiapkan untuk nilai kelandaian

ralatif maksimum dan dasar pengukuran panjanglengkung peralihan Ls mengikuti yang diberikan olehBina Marga (luar kota).

13-Mar-12

5

Diagram superelevasi menggambarkan pencapaiansuperelevasi dari lereng normal ke superelevasi penuh,sehingga dengan mempergunakan diagram superelevasidapat ditentukan bentuk penampang melintang padasetiap titik di suatu lengkung horizontal yangdirencanakan. Diagram superelevasi digambarberdasarkan elevasi sumbu jalan sebagai garis nol. Elevasitepi perkerasan diberi tanda positip atau negatip ditinjaudari ketinggian sumbu jalan. Tanda positip untuk elevasitepi perkerasan yang terletak lebih tinggi dari sumbujalan dan tanda negatip untuk elevasi tepi perkerasanyang terletak lebih rendah dari sumbu jalan.

13-Mar-12

6

• Lengkung busur lingkaran sederhana (circle)

• Lengkung busur lingkaran dengan lengkungperalihan (spiral – lingkaran – spiral)

Dari persamaan 14 dan 15 telah ditentukankoordinat sembarang titik P pada spiral yaitu :

Jika panjang lengkung peralihan dari TSke SC adalah LS dan R pada SC adalahRc,

• Lengkung spiral – spiralLengkung horizontal berbentuk spiral–spiral adalah

lengkung tanpa busur lingkaran, sehingga titik SC berimpitdengan titik CS. Panjang busur lingkaran Lc = 0, dan θs = ½β. Rc yang dipilih harus sedemikian rupa sehingga Ls yangdibutuhkan lebih besar dari Ls yang menghasilkan landairelatif minimum yang disyaratkan. Panjang lengkungperalihan Ls yang dipergunakan haruslah yang diperolehdari persamaan 18, sehingga bentuk lengkung adalahlengkung spiral dengan sudut θs = ½ β.

Rumus – rumus untuk lengkung berbentuk spiral –lingkaran – spiral dapat dipergunakan juga untuk lengkungspiral – spiral asalkan memperhatikan hal yang tersebut diatas.l

Kendaraan yang bergerak dari jalan lurus menuju ke tikungan, seringkali takdapat mempertahankan lintasannya pada lajur yang disediakan. Hal inidisebabkan karena:1. Pada waktu membelok yang diberi belokan pertama kali hanya roda

depan, sehingga lintasan roda belakang agak keluar lajur (off tracking).2. Jejak lintasan kendaraan tidak lagi berimpit, karena bemper depan dan

belakang kendaraan akan mempunyai lintasan yang berbeda denganlintasan roda depan dan roda belakang kendaraan.

3. Pengemudi akan mengalami kesukaran dalam mempertahankanlintasannya tetap pada lajur jalannya terutama pada tikungan – tikunganyang tajam atau pada kecepatan – kecepatan yang tinggi.

Untuk menghindari hal tersebut di atas maka pada tikungan –tikungan yang tajam perlu perkerasan jalan diperlebar. Pelebaran perkerasanini merupakan faktor dari jari – jari lengkung, kecepatan kendaraan, jenis danukuran kendaraan rencana yang dipergunakan sebagai dasar perencanaan.Pada umumnya truk tunggal merupakan jenis kendaraan yang dipergunakansebagai dasar penentuan tambahan lebar perkerasan yang dibutuhkan.•

b=lebar kendaraan rencana

B = lebar perkerasan yangditempati satu kendaraanyang ditikungan pada lajursebelah dalam.

U = B – bC = lebar kebebasan samping di

kiri dan kanan kendaraanZ = lebar tambahan akibat

kesukaran mengemudiditikungan.

Bn = lebar total perkerasan padabagian lurus

Bt = lebar total perkerasan ditikungan

n = jumlah lajurBt = n (B + C) + ZΔb = tambahan lebarperkerasan di

tikunganΔb = Bt – Bn

13-Mar-12

7

• Untuk perencanaan geometrik jalan antarkota, Bina Marga memperhitungkan lebar Bdengan mengambil posisi kritis kendaraanyaitu pada saat roda depan kendaraanpertama kali dibelokkan dan tinjauandilakukan untuk lajur sebelah dalam.• Besar lebar total :

• = − ( + ) + + ( + )

Tambahan lebar perkerasan akibat kesukaran dalammengemudi di tikungan diberikan oleh AASHTO sebagai fungsidari kecepatan dan radius lajur sebelah dalam. Semakin tinggikecepatan kendaraan dan semakin tajam tikungan tersebut,semakin besar tambahan pelebaran akibat kesukaran dalammengemudi. Hal ini disebabkan oleh kecendrunganterlemparnya kendaraan ke arah luar dalam gerakan menikungtersebut.

Pelebaran pada lengkung horizontal harus dilakukanperlahan – lahan dari awal lengkung ke bentuk lengkungpenuh dan sebaliknya, hal ini bertujuan untuk memberikanbentuk lintasan yang baik bagi kendaraan yang memasukilengkung atau meninggalkannya.

Pada lengkung–lengkung lingkaran sederhana, tanpalengkung peralihan pelebaran perkerasan dapat dilakukan disepanjang lengkung peralihan akt if, yaitu bersamaan dengantempat perubahan kemiringan melintang.

Pada lengkung–lengkung dengan lengkung peralihantambahan lebar perkerasan dilakukan seluruhnya di sepanjanglengkung peralihan tersebut.

Jarak pandangan pengemudi kendaraan yang bergerak padalajur tepi sebelah dalam seringkali dihalangi oleh gedung–gedung,hutan-hutan kayu, tebing galian dan lain sebagainya. . Dengandemikian terdapat batas minimum jarak antara sumbu lajur sebelahdalam dengan penghalang (m).

Banyaknya penghalang – penghalang yang mungkin terjadi dansifat – sifat yang berbeda dari masing – masing penghalangmengakibatkan sebaiknya setiap faktor yang menimbulkan halangantersebut ditinjau sendiri – sendiri.

Garis AB = garis pandanganLengkung AB =jarak pandangan

Pada perencanaan alinyemen horizontal jalan, tak cukup hanya bagianalinyemen saja yang memenuhi syarat, tetapi keseluruhan bagian haruslahmemberikan kesan aman dan nyaman. Lengkung yang terlampau tajam, kombinasilengkung yang tak baik akan mengurangi aktifitas jalan, dan kenyamanan sertakeamanan pemakai jalan.Guna mencapai tujuan di atas, antara lain perlu diperhatikan :1. Alinyemen jalan sedapat mungkin dibuat lurus, mengikuti keadaan topografi. Hal

ini akan memberikan keindahan bentuk, komposisi yang baik antara jalan danalam dan juga biaya pembangunan yang lebih murah.

2. Pada alinyemen jalan yang relatif lurus dan panjang jangan tiba – tiba terdapatlengkung yang tajam yang akan mengejutkan pengemudi. Jika terpaksa diadakansebaiknya didahului oleh lengkung yang lebih tumpul, sehingga pengemudimempunyai kesempatan memperlambat kecepatan kendaraannya.

13-Mar-12

8

3. Sedapat mungkin menghindari penggunaan radius minimumuntuk kecepatan rencana tertentu, sehingga jalan tersebut lebihmudah disesuaikan dengan perkembangan lingkungan dan fungsijalan.

4. Sedapat mungkin menghindari tikungan ganda, yaitu gabungantikungan searah dengan jari – jari yang berlainan. Tikungan gandaini memberikan rasa ketidak nyamanan kepada si pengemudi.Jika terpaksa diadakan, sebaiknya masing – masing tikunganmempunyailengkung peralihan (lengkung berbentuk s – c – s), sehinggaterdapat tempat penyesuaian keadaan. Jika terpaksa dibuatgabungan lengkung horizontal berbentuk busur lingkaran, makaradius lengkung yang berurutan diambil tidak melampaui 1:1,5.Tikungan ganda umumnya terpaksa dibuat untuk penyesuaiandengan keadaan medan sekeliling, sehingga pekerjaan tanahdapat seefisien mungkin.

5. Hindarkan sedapat mungkin lengkung yang berbalik denganmendadak. Pada keadaan ini pengemudi kendaraan sangat sukarmempertahankan diri pada lajur jalannya dan juga kesukarandalam pelaksanaan kemiringan melintang jalan.