ESTIMASI NILAI PARAMETER KOMPAKSI BERDASARKAN NILAI KLASIFIKASI TANAH YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR PADA PROYEK JALAN RAYA

Transkripsi

1 ESTIMASI NILAI PARAMETER KOMPAKSI BERDASARKAN NILAI KLASIFIKASI TANAH YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR PADA PROYEK JALAN RAYA TUGAS AKHIR Disetujui untuk melengkapi Tugas-Tugas Dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh: CICILIA AMELIA SIMBOLON BIDANG STUDI TRANSPORTASI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2017 i

2 ABSTRAK Kekuatan konstruksi jalan sangat bergantung pada sifat dan kekuatan tanah dasar. Dalam pekerjaan pemadatan/kompaksi tanah dasar perlu dilakukan pengontrolan di lapangan dan membutuhkan biaya yang cukup banyak. Oleh karena itu, perlu suatu cara untuk mengestimasi nilai parameter kompaksi yaitu berat isi kering maksimum (γ d max ) dan kadar air optimum (W opt ) dari nilai klasifikasi tanah dasar yang distabilisasi dengan kapur. Pada penelitian ini akan dibuat sampel tanah dengan tambahan 3% kapur sebanyak 30 sampel. Sebelumnya sampel tanah asli dites parameter kompaksi dan index propertiesnya dahulu lalu dites kembali setelah ditambah 3% kapur. Sampel berasal dari PT. Perkebunan Nusantara II Kecamatan Patumbak Provinsi Sumatera Utara. Sampel tanah dibatasi nilai PI > 10 %. Rentang dari pengujian tanah untuk batas cair (LL) adalah 41,12 % - 41,67 % dengan rata-rata 41,48 %, untuk persen butiran halus (Fines) adalah 48,19 % -53,17 % dengan rata-rata 50,68 %, untuk berat isi kering maksimum (γ d max ) adalah 1,523 gr/cm 3 1,536 gr/cm 3 dengan rata-rata 1,529 gr/cm 3, dan untuk kadar air optimum (Wopt) adalah 12,15 % - 21,95 % dengan rata-rata 21,57 %. Sedangkan rentang dari pengujian tanah ditambah kapur untuk batas cair (LL) adalah 30,44 % - 40,90 % dengan rata-rata 34,85 %, untuk persen butiran halus (Fines) adalah 46,65 % - 58,82 % dengan rata-rata 53,36 %, untuk berat isi kering maksimum (γ d max ) adalah 1,306 gr/cm 3 1,437 gr/cm 3 dengan rata-rata 1,394 gr/cm 3, dan untuk kadar air optimum (Wopt) adalah 23,43 % - 25,94 % dengan rata-rata 24,87 %. Dengan menggunakan persamaan Goswami dalam mengestimasi nilai parameter kompaksi diperoleh persamaan γ d max = -0,1686LogG + 1,8434 dan Wopt = 2,9178logG + 17,086. Kata kunci : subgrade, index properties, kompaksi, berat isi kering maksimum, kadar air optimum, batas cair, persen butiran halus, stabilisasi tanah-kapur i

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulisan Tugas Akhir yang berjudul ESTIMASI NILAI PARAMETER KOMPAKSI BERDASARKAN NILAI KLASIFIKASI TANAH YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR ini dimaksudkan untuk memenuhi syarat penyelesaian Pendidikan Sarjana di Bidang Studi Struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. Dalam penyusunan dan penulisan Tugas Akhir ini hingga dapat terselesaikan tidak terlepas dari keterlibatan berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak yang berperan yaitu: 1. Bapak Ir. Zulkarnain A.Muis, M.Eng, Sc., selaku Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, pikiran, dan tenaga untuk memberikan arahan dan bimbingan dalam penyelesaian tugas akhir ini. 2. Ibu Adina Sari Lubis, S.T., M.T., selaku Co Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, pikiran, dan tenaga untuk memberikan arahan dan bimbingan dalam penyelesaian tugas akhir ini. 3. Bapak Medis S. Surbakti, S.T, MT, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 4. Bapak Ir. Andy Putra Rambe MBA, sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil. 5. Bapak Ir. Indra Jaya Pandia, MT dan Bapak Medis S. Surbakti, S.T, MT., sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 6. Bapak Ir. Indra Jaya Pandia, MT sebagai Kepala Laboratorium Jalan Raya, atas bimbingan kepada penulis selama menjadi asisten Laboratorium Jalan Raya. 7. Ibu Ika Puji Hastuty, ST. MT., sebagai Kepala Laboratorium Mekanika Tanah, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. ii

4 8. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen staf pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik yang telah membimbing dan memberikan pengajaran kepada penulis selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 9. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 10. Teristimewa kepada kedua orang tua saya Ayahanda A.R Simbolon dan Ibunda K.Simamora, yang tak pernah berhenti memberikan doa, dukungan, motivasi, kasih sayang dan segalanya selama ini. Abang saya Brevi Simbolon, Kakak-kakak saya Seprina Simbolon, Monalisa Simbolon, dan Adik-adik saya Maria Simbolon dan Frans Simbolon yang selalu memberi dukungan dan materil serta seluruh keluarga besar saya yang selalu mendukung dan membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 11. Seluruh teman-teman mahasiswa Teknik Sipil 2013 dan 2016 dan Abang kakak 2010 dan 2011 yang telah banyak membantu penulis mulai dari awal proses pengerjaan Tugas Akhir hingga selesai, khususnya: TOP11 (RizkaAmal, Soraya, Maylisa, Artika, Dea, Asafin, Elisa, RizkaMeylani, Regina, Margaret), Kak Fanny Siregar (010), Abangda Imam (011), Abangda Iqbal (010), Abangda Derry (010), Novra, Alby, Benedictus, Agung, Ivan, Mery, Angel dan Angkatan 2013 lainya, juga Teman SMA (Andin, Icha, Dewi, Tira) terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini. 12. Seluruh Asisten Laboratorium Jalan Raya Departemen Teknik Sipil FT USU ( Rijal, Akmal, Zaky, Irpan, bang BJ, bang Wendy, bang Suryadi, bg Kevin) 13. Seluruh Staf Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil FT USU dan PTPN 2 Patumbak. 14. Segenap pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu disini, terimakasih atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. iii

5 Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis menerima kritik dan saran yang membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Medan, 2017 Penulis (Cicilia Amelia Simbolon) iv

6 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... vii DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR NOTASI... ix DAFTAR LAMPIRAN... x BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Lapisan Tanah Dasar Perkerasan (Subgrade) Pemeriksaan/Pengujian Material Subgrade Pemadatan Tanah Jenis-Jenis Pemadatan Parameter Pemadatan Tanah/Kompaksi Energi Pemadatan Stabilisasi Tanah Tipe-Tipe Stabilisasi Tanah v

7 2.4.2 Pemilihan Bahan Tambah Stabilisasi Tanah Kapur Hubungan Parameter Kompaksi dengan Index Properties Penelitian Terdahulu BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Metode dan Lokasi Penelitian Sampel Tahap Persiapan Tahap Pembuatan Benda Uji Tahap Pengujian Benda Uji Tahap Pengolahan Data Estimasi Hubungan Parameter Kompaksi dengan Indeks Properties Analisa Hasil Estimasi BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA 4.1. Hasil Penelitian Hasil Pengujian Tanah Asli di Laboratorium Hasil Pengujian Tanah+Kapur di Laboratorium Hasil Estimasi Hubungan Parameter Kompaksi dengan Nilai indeks Propertis Analisa BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA vi

8 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Karakteristik tanah subgrade oleh AASHTO Tabel 2.2 Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO Tabel 2.3 Klasifikasi Tanah Sistem Unified Soil Classification System Tabel 2.4 Defenisi-defenisi dari parameter pemadatan (Kompaksi) Tabel 2.5 Petunjuk awal untuk pemilihan metode stabilisasi Tabel 2.6 Pengaruh kadar kapur terhadap plastisitas Tabel 2.7 Penentuan Nilai F Tabel 2.8 Sampel tanah yang digunakan dalam membentuk persamaan (Blozt, 1998 dalam Nendi, 2010) Tabel 2.9 Statistik hasil pengujian (Ugbe 2012) Tabel 2.10 Tipe binder dan persen bahan tambah untuk jalan beraspal (Australia Stabilisation Industry Association (AustStab) Tabel 4.1 Hasil Pengujian Tanah Asli di Laboratorium Tabel 4.2 Hasil Pengujian Atterberg Limits Tabel 4.3 Hasil Pengujian Persen Butiran Halus Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kompaksi Tabel 4.5 Rangkuman Hasil Pengujian di Laboratorium Tabel 4.6 Berat Isi Kering Maksimum Estimasi Model Goswami Tabel 4.7 Kadar Air Optimum Estimasi Model Goswami Tabel 4.8 Hasil Estimasi Parameter Kompaksi Model Goswami Tabel 4.9 Perhitung t hitung dan t tabel Berat Isi Kering Tabel 4.10 Perhitung t hitung dan t tabel Kadar Air Optimum vii

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Susunan jenis lapisan perkerasan jalan raya... 6 Gambar 2.2 Smooth wheeled roller Gambar 2.3 Pneumatic-tired rollers Gambar 2.4 Vibratory rollers Gambar 2.5 Vibrating plate compactors Gambar 2.6 Perbandingan Alat Uji Standar dengan Alat Uji Modified Gambar 2.7 Hubungan kadar air optimum dengan berat isi kering maksimum Gambar 2.8 Hubungan antara kadar air dan berat isi kering dengan beberapa jenis tanah yang dipadatkan Gambar 2.9 Pengaruh kadar kapur terhadap berat volume kering Gambar 2.10 MDD Prediksi vs MDD lab Gambar 2.11 OMC Prediksi vs OMC lab Gambar 3.1 Sampel tanah yang akan diuji Gambar 3.2 Diagram alir penelitian Gambar 4.1 Hubungan berat isi kering maksimum dengan Log G Gambar 4.2 Hubungan kadar air optimum dengan Log G Gambar 4.3 Hubungan berat isi kering laboratorium dengan berat isi kering estimasi Gambar 4.4 Hubungan kadar air optimum laboratorium dengan kadar air optimum estimasi Gambar 4.5 Pengaruh penambahan kapur terhadap nilai Indeks Plastisitas (IP) tanah viii

10 Gambar 4.6 Pengaruh penambahan kapur terhadap nilai parameter kompaksi tanah ix

11 DAFTAR NOTASI MDD = Berat isi kering OCD = Kadar air optimum γd = Berat isi kering γd maks = Berat isi kering maksimum γd # maks = Berat isi kering maksimum estimasi model Goswami w w opt # w opt SG LL PL PI = Kadar air = Kadar air optimum = Kadar air optimum estimasi model Goswami = Specific gravity (berat jenis) = Liquid limit (batas cair) = Plastic Limit (batas plastis) = Properties index (indeks properties) FINES = Shirve analisys (analisa saringan) Y m G k = Berat isi kering maksimum atau kadar air optimum = Kemiringan kurva = Konstanta gradasi = Konstanta perpotongan x

12 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran I Lampiran II Data Pengujian Sampel Tanah Data Hasil SPSS Lampiran III Tabel T Lampiran IV Dokumentasi Penelitian xi