MUH RISTANTO I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 commit to user SKRIPSI

Transkripsi

1 PEMANFAATAN BATU KUNING (DOLOMITE LIMESTONE) SEBAGAI BAHAN SUBBASE COURSE JALAN DITINJAU DARI BESARNYA NILAI kv PADA PENGUJIAN HEAVY COMPACTION DAN CBR DALAM KONDISI UNSOAKED (Utilization of Dolomite Limeston as Subbase Course Road Material Based on The Value of k v on Heavy Compaction and CBR Testing at Condition Unsoaked) SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : MUH RISTANTO I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 i

2 PEMANFAATAN BATU KUNING (DOLOMITE LIMESTONE) SEBAGAI BAHAN SUBBASE COURSE JALAN DITINJAU DARI BESARNYA NILAI kv PADA PENGUJIAN HEAVY COMPACTION DAN CBR DALAM KONDISI UNSOAKED (Utilization of Dolomite Limeston as Subbase Course Road Material Based on The Value of k v on Heavy Compaction and CBR Testing at Condition Unsoaked) SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : MUH RISTANTO NIM I Persetujuan : Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Ir. Ary Setyawan, Msc, PhD Bambang Setiawan, ST, MT NIP NIP ii

3 LEMBAR PENGESAHAN PEMANFAATAN BATU KUNING (DOLOMITE LIMESTONE) SEBAGAI BAHAN SUBBASE COURSE JALAN DITINJAU DARI BESARNYA NILAI kv PADA PENGUJIAN HEAVY COMPACTION DAN CBR DALAM KONDISI UNSOAKED (Utilization of Dolomite Limeston as Subbase Course Road Material Based on The Value of k v on Heavy Compaction and CBR Testing at Condition Unsoaked) Oleh : MUH RISTANTO NIM : I Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Hari : Kamis Tanggal : 4 agustus Ir. Ary Setyawan, Msc, PhD... NIP Bambang Setiawan, ST, MT... NIP Ir. Noegroho Djarwanti, MT... NIP Ir. Budi Susilo, MT... NIP Mengetahui, a.n. Dekan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Pembantu Dekan I Disahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Disahkan, Ketua Program SI Non-Reguler Jurusan Teknik Sipil Kusno A. Sambowo,ST,M.Sc,Ph.D NIP Ir. Bambang Santosa, MT NIP Edy Purwanto, ST., MT NIP iii

4 MOTTO DAN PERSEMBAHAN "Apa artinya lulus cepat, jika akhirnya kita terserap sebagai mesin-mesin kapitalis. Kegagalan pencerahan sebagai efek dari rasio instrumental membuahkan dehumanisasi." (Theodor Adorno) Jadikan diri kita bangga akan hasil kita (ristanto) Kupersembahkan untuk : Allah S.W.T, dan Rasulullah Muhammad S.A.W Bapak,Ibu, kakak-kakak dan adikku Bangsa dan Negara ku Indonesia iv

5 ABSTRAK MUH RISTANTO, Pemanfaatan Batu Kuning (Dolomite Limestone) Sebagai Bahan Subbase Course Ditinjau Dari Besarnya Nilai k v Pada Pengujian Heavy Compaction Dan CBR Dalam Kondisi Unsoaked. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Batu Kuning (Dolomite Limestone) yang diambil di desa Soko kecamatan Miri kabupaten Sragen merupakan langkah awal dari pemanfaatan batu kuning sebagai bahan perkerasan jalan khususnya lapis pondasi bawah (subase course). Penelitian ini bertujuan menganalisis karakteristik material batu kuning, menentukan variasi rancangan material subbase course berupa batu kuning dengan penambahan agregat pilihan berupa kerikil dan pasir, serta menganalisis besar prosentase nilai CBR unsoaked dan nilai k v dengan menggunakan material batu kuning serta menambahkan agregat pilihan berupa pasir dan kerikil sebagai bahan penelitian. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan total benda uji 96 buah yang terdiri dari batu kuning, batu kuning + pasir, batu kuning + kerikil dan batu kuning + pasir + kerikil. Dari tiap sampel terdiri dari 4 variasi campuran, 5 variasi penambahan air sebesar 0ml, 50ml, 100ml, 150ml, 200ml pada tiap benda uji untuk pengujian heavy compaction dilakukan sesuai dengan British standard, kemudian diambil nilai yang maksimum dari tiap sampel variasi pencampuran untuk dilakukan pengujian CBR unsoaked berdasarkan prosedur-prosedur laboratorium sesuai dengan British standard. Untuk menentukan nilai modulus reaksi tanah dasar (kv) dilakukan pendekatan antara hubungan nilai CBR unsoaked dan nilai modulus reaksi tanah dasar (kv). Pada pengujian heavy compaction semua variasi diperoleh kadar air (w) dan berat isi kering (γ d ) tertinggi pada variasi D3 yang terdiri dari 33,30% (3/4,3/8,4,8,40, dan 200) batu kuning (dolomite limestone), 33,30% kerikil (3/8 ) dan 33,30% pasir (10) diperoleh w opt = 6,718 % dan γ d max = 3,003 gr/cm 3 pada penambahan air 150 ml. Sedangkan yang terendah pada variasi B2 yang terdiri dari 75% (3/4,3/8,4,8,40, dan 200 ) batu kuning (dolomite limestone) dan 25% pasir (10) diperoleh w opt = 6,030 % dan γ d max = 2,260 gr/cm 3 pada penambahan air 150 ml. Penelitian ini menunjukkan bahwa Nilai CBR unsoaked tertinggi pada semua variasi sebesar 73,69 % yang terdiri dari 50% (3/4,3/8, dan 4) batu kuning (dolomite limestone) dan 50% (8,40, dan 200) batuan lokal (batu kuning) atau pada variasi A1, sedangkan yang terendah pada semua variasi sebesar 22,73 terdiri dari 25% (3/4,3/8,4,8,40, dan 200) batu kuning (dolomite limestone) dan 75% (1/2,3/8, dan 4) kerikil. Nilai modulus of subgrade reaction (k v ) tertinggi pada semua variasi sebesar ,24 kn/m 2.m -1, sedangkan terendah sebesar 73384,54 kn/m 2.m -1 Kata kunci : berat isi kering, CBR unsoaked dan nilai k v KATA PENGANTAR v

6 Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia- Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pemanfaatan Batu Kuning (Dolomite Limestone) Sebagai Bahan Subbase Course Jalan Ditinjau Dari Besarnya Nilai k v Pada Pengujian Heavy Compaction Dan CBR Dalam Keadaan Unsoaked. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat meraih gelar sarjana pada Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. Proses penyusunan skripsi ini tidak bisa lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penyusun menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Ir. Ary Setyawan, Msc, PhD selaku Dosen Pembimbing I. 2. Bambang Setiawan, ST, MT selaku Dosen Pembimbing II. 3. Ir. Slamet Prayitno, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik. 4. Staf Pengelola/Laboran Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. 5. Saudara Heri, Fahri, Taru, Habib, Bram, Huda yang telah membantu penelitian. 6. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Non Reguler Semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penyusunan skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari skripsi ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu saran dan kritik akan sangat membantu demi kesempurnaan penelitian selanjutnya. Penulis berharap skripsi ini bermanfaat bagi pembaca. Surakarta, Juni 2011 DAFTAR ISI Penyusun HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii vi

7 HALAMAN PENGESAHAN... iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN... iv ABSTRAK... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR LAMPIRAN... xv DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... xvi BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Manfaat Teoritis Manfaat Praktis... 4 BAB 2 LANDASAN TEORI Tinjauan Pustaka Dasar Teori Struktur Lapis Perkerasan Jalan Lapis Pondasi Bawah (Subbase Course) Material Struktur Lapis Perkerasan Pengujian Pemadatan Modifikasi (Heavy Compaction) California Bearing Ratio ( CBR ) Koefisien Reaksi Subgrade Arah Vertikal (k v ).16 BAB 3 METODE PENELITIAN Pengambilan Sampel Material Persiapan Material Pengujian Laboratorium Bahan dan Alat Penelitian vii

8 3.2.2 Pengujian Klasifikasi Pengujian Pemadatan Persiapan Benda Uji Alat dan Bahan Cara Kerja Pengujian Pemadatan CBR ( California Bearing Ratio ) Persiapan Benda Uji Persiapan Benda Uji Alat dan Bahan Cara Kerja Pengujian Penetrasi CBR Unsoaked( Tak terendam ) Alat dan Bahan Cara Kerja Mengestimasi Nilai k v Output/ Keluaran Penelitian Alur Penelitian BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN Hasil Pengujian Agregat Hasil Pengujian Material Lokal (Batu Kuning) Hasil Pengujian Agregat Halus (Pasir) Hasil Pengujian Agregat Kasar (Kerikil) Variasi Rancangan Penelitian Pengujian Pemadatan Pengujian pemadatan Untuk Jenis Sampel Batu Kuning Pengujian pemadatan Untuk Jenis Sampel Batu Kuning + pasir Pengujian pemadatan Untuk Jenis Sampel Batu Kuning + kerikil Pengujian pemadatan Untuk Jenis Sampel Batu Kuning + kerikil + pasir Pengujian CBR Pengujian CBR Unsoaked Untuk Jenis Sampel Batu Kuning...46 viii

9 4.3.2 Pengujian CBR Unsoaked Untuk Jenis Sampel Batu Kuning + pasir Pengujian CBR Unsoaked Untuk Jenis Sampel Batu Kuning + kerikil Penentuan Modulus Reaksi Tanah Dasar (k v ) Koefisien Reaksi Subgrade Arah Vertikal (k v ) Untuk Jenis Sampel Batu Kuning Koefisien Reaksi Subgrade Arah Vertikal (k v ) Untuk Jenis Sampel Batu Kuning + Pasir Koefisien Reaksi Subgrade Arah Vertikal (k v ) Untuk Jenis Sampel Batu Kuning + kerikil Koefisien Reaksi Subgrade Arah Vertikal (k v ) Untuk Jenis Sampel Batu Kuning + kerikil dan Pasir Hasil korelasi antara nilai CBR unsoaked maksimum variasi campuran dengan prosentase batu kuning Perbandingan nilai CBR unsoaked ordinary maksimum dan CBR unsoaked heavy maksimum dengan prosentase batu kuning...59 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... xvii LAMPIRAN DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tebal Subbase course berdasarkan mutu tanah dasar... 8 Tabel 2.2 Distribusi ukuran butiran untuk perkerasan jalan Tabel 2.3 Compaction Procedures Tabel 2.4 Hubungan standar gaya-penetrasi untuk uji CBR(head, Tabel 4.1 Hasil pengujian material lokal (batu kuning) Tabel 4.2 Analisa data gradasi material lokal (batu kuning) Tabel 4.3 Hasil pengujian batas cair, commit batas to plastis user dan indeks plastisitas ix

10 Tabel 4.4 Hasil pengujian agregat halus (pasir) Tabel 4.5 Analisa data gradasi agregat halus (pasir) Tabel 4.6 Hasil pengujian agregat kasar (kerikil) Tabel 4.7 Analisa data gradasi agregat kasar (kerikil) Tabel 4.8 Variasi penelitian material lokal (batu kuning) Tabel 4.9 Variasi penelitian material lokal (batu kuning) + pasir Tabel 4.10 Variasi penelitian material lokal (batu kuning) + kerikil Tabel 4.11 Variasi penelitian material lokal (batu kuning) + kerikil + pasir Tabel 4.12 Hasil pengujian Heavy Compaction (batu kuning) Tabel 4.13 Hasil pengujian Heavy Compaction (batu kuning + pasir) Tabel 4.14 Hasil pengujian Heavy Compaction (batu kuning + kerikil) Tabel 4.15 Hasil pengujian Heavy Compaction (batu kuning + kerikil + pasir).. 45 Tabel 4.16 Nilai CBR unsoaked maksimum variasi A dan prosentase batu kuning Tabel 4.17 Nilai CBR unsoaked maksimum variasi B dan prosentase batu kuning Tabel 4.18 Nilai CBR unsoaked maksimum variasi C dan prosentase batu kuning Tabel 4.19 Perhitungan jarak nilai CBR Unsoaked Tabel 4.20 Hasil perhitungan modulus reaksi tanah dasar nilai k v Tabel 4.21 Rekapitulasi nilai k v dari CBR unsoaked sampel material batu kuning...53 Tabel 4.22 Rekapitulasi nilai k v dari CBR unsoaked sampel material batu kuning + pasir Tabel 4.23 Rekapitulasi nilai k v dari CBR unsoaked sampel material batu kuning + kerikil Tabel 4.24 Rekapitulasi nilai k v dari CBR unsoaked sampel material batu kuning + kerikil dan pasir...57 Tabel 4.25 Nilai CBR unsoaked maksimum variasi campuran dan prosentase batu kuning x

11 Tabel 4.26 Nilai CBR unsoaked dan CBR soaked maksimum variasi campuran dan prosentase batu kuning...59 xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Susunan lapis perkerasan jalan... 7 Gambar 2.2 Dolomite... 9 Gambar 2.3 Kurva hasil pemadatan pada berbagai jenis tanah Gambar 2.4 Grafik beberapa nilai CBR (Head,1980) Gambar 2.5 Grafik hubungan nilai CBR dengan kadar air dan grafik pemadatan (Head, 1980) Gambar 2.6 Hubungan k dan CBR (Oglesby dan Hicks 1996 dalam Firdaus, 2010) Gambar 3.1 Contoh material dalam mould setelah dipadatkan Gambar 3.2 Pengaturan umum untuk uji CBR Gambar 3.4 Alur penelitian Gambar 4.1 Grafik daerah susunan butir material lokal (batu kuning) Gambar 4.2 Penentuan kadar air Gambar 4.4 Grafik daerah susunan butir agregat halus (pasir) Gambar 4.5 Grafik daerah susunan butir agregat kasar (kerikil) Gambar 4.6 Hubungan kadar air (w) dan berat isi kering untuk batu kuning Gambar 4.7 Hubungan kadar air (w) dan berat isi kering untuk batu kuning + pasir Gambar 4.8 Hubungan kadar air (w) dan berat isi kering untuk batu kuning + kerikil Gambar 4.9 Hubungan kadar air (w) dan berat isi kering untuk batu kuning + kerikil + pasir Gambar 4.10 Hubungan prosentase agregat kasar batu kuning dengan nilai CBR Gambar 4.11 Hubungan berat isi kering dan CBR soaked pada material batu kuning...48 Gambar 4.12 Hubungan prosentase batu kuning dengan panambahan pasir terhadap nilai CBR Gambar 4.13 Hubungan berat isi kering dan CBR unsoaked pada sampel batu kuning + pasir...49 Gambar 4.14 Hubungan prosentase batu kuning dengan panambahan kerikil terhadap nilai CBR xii

13 Gambar 4.15 Hubungan kepadatan kering dan CBR unsoaked pada sampel batu kuning + kerikil...51 Gambar 4.17 Penentuan Nilai k v dari Nilai CBR Unsoaked...52 Gambar 4.18 Hubungan nilai k v dan CBR unsoaked pada variasi batu kuning.53. Gambar 4.19 Hubungan nilai k v dan CBR unsoaked pada variasi batu kuning + pasir Gambar 4.20 Hubungan nilai k v dan CBR unsoaked pada variasi batu kuning + kerikil.. 56 Gambar 4.21 Hubungan nilai k v dan CBR unsoaked pada variasi batu kuning + kerikil dan pasir...57 Gambar 4.22 Hasil korelasi antara nilai CBR unsoaked maksimum variasi campuran dengan prosentase batu kuning 58 Gambar 4.23 Hubungan prosentase batu kuning+pasir terhadap nilai CBR kondisi unsoaked ordinary dan unsoaked heavy...59 Gambar 4.24 Hubungan prosentase batu kuning+kerikil terhadap nilai CBR kondisi unsoaked ordinary dan unsoaked heavy...60 xiii

14 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Lampiran B Lampiran C Lampiran D Data Hasil Penelitian Pendahuluan Specific Gravity Test Gradasi Agregat Test Atterberg Limit Test Test Standard Proctor Test Data Hasil Penelitian utama Nilai CBR Soaked Nilai k v Dokumentasi Penelitian Berkas Kelengkapan Skripsi xiv

15 DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL LL = Liquid Limit/ batas cair ( % ) PL = Plasticity Limit/ batas plastis ( % ) PI = Plasticity Index/ indeks plastisitas ( % ) ASTM = American Standar for Testing and Materials SNI = Standar Nasional Indonesia PBI = Persyaratan Bahan Bangunan di Indonesia cm = centimeter gr = gram ml = mililiter % = persentase w = Kadar air CBR = California Bearing Ratio ( % ) γ d = Berat volume kering γ d maks = Kepadatan kering maksimum ( gr/cm 3 ) w opt = Kadar air optimum ( % ) A B C D kn k v = Nomor sampel pada material batu kuning = Nomor sampel pada material batu kuning + pasir = Nomor sampel pada material batu kuning+ kerikil = Nomor sampel pada material batu kuning+ kerikil+ pasir = kilonewton = Modulus reaksi tanah dasar xv

16 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Jalan merupakan prasarana transportasi yang paling banyak digunakan oleh masyarakat Indonesia untuk melakukan mobilitas keseharian sehingga volume kendaraan yang melewati suatu ruas jalan mempengaruhi kapasitas dan kemampuan dukungnya. Sering kita dijumpai kondisi jala-jalan dalam keadaan rusak. Kerusakan struktur lapisan perkerasan jalan dapat disebabkan oleh berbagai faktor. salah satu contoh yaitu lapis pondasi bawah (subbase course), penyebab dari kerusakan pada lapisan ini yaitu kondisi tanah dasar yang kurang stabil, material konstruksi perkerasan yang tidak baik dan proses pemadatan lapisan perkerasan yang kurang baik. Batu kapur sebagai bahan stabilisasi (stabilizing agent) tanah dasar telah lama digunakan untuk pembuatan jalan raya seperti: di Roma, Yunani, India, Cina [Oglesby dan Hicks,1996]. Selain sebagai bahan stabilisasi tanah, batu kapur dapat juga digunakan sebagai bahan pondasi, urugan, dan bahan campuran dalam pembuatan semen Portland. Penggunaan batu kapur sebagai urugan disebabkan karena batu kapur memiliki daya dukung yang cukup baik. Di sragen, batu kuning digunakan sebagai pondasi bawah pada bangunan rumah, pondasi jembatan, dan tembok. Kemudian untuk mendapatkannya relative mudah dan harganya relative murah dibandingkan dengan agregate batu pecah. Kondisi jalan di daerah Miri kabupaten Sragen merupakan daerah yang sering terjadi kerusakan pada struktur lapis perkerasan jalan. Dengan demikian demi penghematan biaya yang dikeluarkan dan efiesiensi waktu terhadap pelaksanaan perbaikan jalan, penggunaan material lokal akan memberikan alternatif yang baik untuk bahan perkerasan jalan. Di daerah kecamatan Miri terdapat hamparan luas batu kuning (dolomite limestone) yang terdapat di perbukitan desa Soko. 1

17 2 Perubahan cuaca atau iklim menyebabkan terjadinya fluktuasi kadar air pada tanah dasar. Pada musim hujan kadar air menjadi lebih besar dibanding musim kemarau. Kekuatan atau kekakuan tanah dasar dipengaruhi oleh perubahan kadar air dan diperhitungkan dengan mengevaluasi parameter kekuatan tanah dasar, misalnya dengan CBR (California Bearing Ratio), Hardiyatmo (2007). Ada beberapa metode untuk menentukan daya dukung tanah seperti CBR (California Bearing Ratio), k (modulus of subgrade reaction), Mr (resilient modulus), DCP (Dynamic Penetrometer) dan HCP (Hand Cone Penetrometer). Di Indonesia daya dukung tanah dasar untuk kebutuhan perencanaan tebal perkerasan jalan ditentukan dengan mempergunakan pemeriksaan CBR (Sukirman, 1999). Vertical Modulus of subgrade reaction (k v ), didefinisikan sebagai nilai banding antara unit tegangan reaksi tanah terhadap penurunan yang terjadi. k v digunakan dalam perhitungan pondasi elastik, yaitu pondasi yang dianggap berperilaku elastik pada saat menerima pembebanan Latar belakang masalah diatas menjadi dasar dalam penelitian ini dengan memanfaatkan material lokal berupa batu kuning, sebagai bahan pembuatan struktur lapisan perkerasan jalan, yang ditinjau pada lapisan subbase course. Dalam penelitian ini merupakan langkah awal dalam mengatasi kerusakan jalan, sarana dan prasarana didaerah tersebut dan diharapkan dalam penelitian tersebut dapat memprediksikan nilai CBR (unsoaked) dan nilai k v di daerah lain, yang ditinjau pada lapisan subbase course. Dengan melihat parameter indeks plastisitas, kepadatan dan nilai CBR (unsoaked) yang terjadi. 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah yang dapat diambil dari uraian latar belakang diatas adalah : 1. Bagaimana karakteristik material batu kuning? 2. Bagaimana komposisi variasi material yang digunakan (batu kuning, pasir dan kerikil) untuk memenuhi standar sebagai bahan lapisan subbase course?

18 3 3. Berapakah besar nilai CBR unsoaked yang dihasilkan dari variasi komposisi material diatas? 4. Berapakah besar nilai k v yang didapat dari hasil nilai CBR unsoaked yang dihasilkan? 1.3 Batasan Masalah 1. Pengujian Pemadatan di laboratorium mengacu pada British Standard dengan jenis "Heavy" Compaction (tabel 2.3). 2. Material batu kuning merupakan material lokal dari daerah desa Soko kecamatan Miri kabupaten Sragen. 3. Pemanfaatan material local tersebut untuk lapisan subbase 4. Variasi pencampuran yang dilakukan pada penelitian ini meliputi : material batu kuning saja (kelompok A), batu kuning + pasir (kelompok B), batu kuning + kerikil (kelompok C), batu kuning + kerikil + pasir (kelompok D). 5. Penentuan modulus reaksi tanah dasar (k v ) menggunakan hubungan nilai CBR dengan k v yang diambil dari literatur Highway Enginering (Teknik Jalan Raya), Oglesby dan Hicks (1996). 1.4 Tujuan Penelitian 1. Menganalisis perilaku karakteristik material batu kuning, pasir dan kerikil. 2. Menentukan variasi rancangan material subbase course berupa batu kuning dengan penambahan pasir dan kerikil. 3. Menganalisis seberapa besar prosentase CBR unsoaked dan nilai k v pada variasi rancangan di atas.

19 4 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat Teoritis Dapat diketahuinya efektifitas pemanfaatan material lokal berupa batu kuning (dolomite limestone) sebagai bahan subbase course yg ditinjau dari besarnya nilai CBR unsoaked dan nilai k v Manfaat Praktis Hasil penelitian ini dapat menjadi petunjuk praktis di lapangan mengenai : 1. Mengetahui karakteristik material batu kuning. 2. Dengan penelitian ini, diharapkan dapat dijadikan salah satu acuan untuk mengetahui variasi campuran material. 3. Sebagai salah satu alternatif penggunaan batu kuning sebagai bahan yang digunakan untuk lapisan perkerasan jalan khususnya untuk lapisan subbase course.

20 5 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka Di Indonesia terdapat beberapa batuan yang mengandung senyawa karbonat, antaralain: batu kapur, batu kapur kerang dan batu kapur magnesia. Batu kapur merupakan salah satu bahan galian industri yang potensinya sangat besar dengan cadangan diperkirakan lebih dari 28 milyar ton yang tersebar di seluruh daerah di Indonesia [NI-7,1979]. Batu kapur merupakan jenis batuan sedimen (sedimentary rock) yang mengandung senyawa karbonat atau organik. Pada umumnya batu kapur yang banyak terdapat adalah batu kapur yang mengandung kalsit. Batu kapur memiliki warna putih, putih kekuningan, abu-abu hingga hitam. Pembentukan warna ini tergantung dari campuran yang ada dalam batu kapur tersebut, misalnya: lempung, kwarts, oksida besi, mangan dan unsur organik. Batu kapur dapat terbentuk dari sisa-sisa kerang di laut maupun dari proses presipitasi kimia. Berat jenis dari batu kapur berkisar 2,6-2,8 dalam keadaan murni dengan bentuk kristal kalsit (CaCO3), sedangkan berat volumenya berkisar 1,7-2,6 gr/cm3. Jenis batuan karbonat dapat di bagi menjadi 2 bagian utama, yaitu: batu kapur (limestone) dan dolomit (dolostone). Suatu batuan disebut batu kapur apabila mengandung kalsit (CaCO3) _ 90 % dan disebut dolomit apabila mengandung dolomit (CaMgCO3) _ 90 % [Boggs, 1987] dalam I. M. Alit K. Salain (2009). Potensi batu kapur (Limestone) yang diambil dari Bukit Sebun Ipil desa Kutampi Kaler kecamatan Nusa Penida kabupaten Klungkung sebagai agregat perkerasan jalan. dengan hasil penelitian agregat batu kapur Nusa Penida cukup baik untuk bahan campuran perkerasan jalan, baik untuk lapisan pondasi bawah, pondasi atas dan lapis campuran perkerasan jalan. Dilihat dari sifat fisik agregat yaitu berat jenis 2,6 gr/cm, abrasi 27,3 %, soundness 5,9%, dan kelekatan terhadap aspal >

21 6 90% masih dalam batas rentang baku mutu standar Bina Marga (Negara dan Putra, 2010). Lapisan perkerasan jalan ialah suatu lapisan yang berada di atas tanah dasar (subgrade) yang telah menjalani proses pemadatan dan bertujuan untuk mendukung beban lalu lintas dan meratakannya ke badan jalan agar tanah dasar tak menerima beban yang melebihi daya dukung tanah yang diijinkan. Tujuan dari pembuatan lapis perkerasan jalan adalah agar dicapai suatu kekuatan tertentu sehingga mampu mendukung beban lalu lintas dan dapat menyalurkan serta menyebarkan beban roda-roda kendaraan yang diterima ke tanah dasar. (Sukirman, 1993). Material struktur lapis perkerasan, seperti lapis pondasi (base course), lapis pondasi-bawah (subbase course), dan lapis permukaan harus terdiri dari campuran material granuler. Struktur pembentuk perkerasan yang stabil secara mekanis, umumnya terdiri dari campuran agregat kasar (kerikil, batu pecah, slag dan sebagainya), agregat halus (abu batu, pasir dan sebagainya), lanau, lempung, yang dicampur dengan proporsi tertentu dan dipadatkan dengan baik, (Hardiyatmo, 2010). Direktorat Jenderal Bina Marga (1992) menjelaskan lapis pondasi harus mempunyai kualitas lebih tinggi dari tanah dasar. Ada dua mutu yang berbeda dari lapis pondasi agregat yaitu kelas A dan kelas B. Umumnya lapis pondasi kelas A ialah mutu lapisan pondasi untuk permukaan dibawah lapis permukaan, dan lapis pondasi kelas B ialah untuk lapis pondasi bawah. Sedangkan sifat material yang disyaratkan harus bebas dari benda-benda organis dan gumpalan lempung atau benda lain yang tidak berguna. Dr. Ir. L. D. Weasley (1997) mengemukakan bahwa cara CBR dikembangkan oleh California Street Highway Department sebagai cara untuk menilai kekuatan tanah dasar jalan (subgrade). Kemudian cara ini dipakai dan dikembangkan lebih lanjut,

22 7 terutama oleh U.S.Army Corps Engineers. Dengan cara ini suatu percobaan penetrasi (disebut percobaan CBR) dipergunakan untuk menilai kekuatan tanah dasar dan bahan lain yang hendak dipakai untuk pembuatan perkerasan. Jadi dianggap bahwa suatu bahan dengan niali CBR tertentu tidak boleh kurang dari suatu angka tertentu. Nilai CBR yang diperoleh kemudian dipakai untuk menentukan tebal perkerasan. Vertikal Modulus of subgrade reaction (k v ), didefinisikan sebagai nilai banding antara unit tegangan reaksi tanah terhadap penurunan yang terjadi. Vertikal Modulus of subgrade reaction (k v ), digunakan dalam perhitungan pondasi elastik, yaitu pondasi yang dianggap berperilaku elastik pada saat menerima pembebanan (Daud, dkk.,2009). 2.2 Dasar Teori Struktur Lapis Perkerasan Struktur perkerasan lentur, umumnya terdiri atas: lapis pondasi bawah (subbase course), lapis pondasi (base course), dan lapis permukaan (surface course). Sedangkan susunan lapis perkerasan adalah seperti diperlihatkan pada Gambar 2.1. Gambar 2.1 Susunan lapis perkerasan jalan Lapis Pondasi Bawah (Subbase course)

23 8 Lapis pondasi bawah adalah bagian dari struktur perkerasan lentur yang terletak antara tanah dasar dan lapis pondasi. Biasanya terdiri atas lapisan dari material berbutir (granular material) yang dipadatkan, distabilisasi ataupun tidak, atau lapisan tanah yang distabilisasi. Fungsi lapis pondasi bawah antara lain : a. Sebagai bagian dari konstruksi perkerasan untuk mendukung dan menyebar beban roda. b. Mencapai efisiensi penggunaan material yang relatif murah agar lapisanlapisan diatasnya dapat dikurangi ketebalannya (penghematan biaya konstruksi). c. Mencegah tanah dasar masuk ke dalam lapis pondasi. d. Sebagai lapis pertama agar pelaksanaan konstruksi berjalan lancar. Lapis pondasi bawah diperlukan sehubungan dengan terlalu lemahnya daya dukung tanah dasar terhadap roda-roda alat berat (terutama pada saat pelaksanaan konstruksi) atau karena kondisi lapangan yang memaksa harus segera menutup tanah dasar dari pengaruh cuaca. Bermacam-macam jenis tanah setempat (CBR > 15%, PI < 10%) yang relatif lebih baik dari tanah dasar dapat digunakan sebagai bahan pondasi bawah. Campuran-campuran tanah setempat dengan kapur atau semen portland, dalam beberapa hal sangat dianjurkan agar diperoleh bantuan yang efektif terhadap kestabilan konstruksi perkerasan. Berikut ini adalah Tebal Sub-base course berdasarkan mutu tanah dasar jalan yang disajikan pada Tabel 2.1 : Tabel 2.1 Tebal Sub-base course berdasarkan mutu tanah dasar (Departemen Pekerjaan Umum, 2002) Jenis sub grade Definisi Tebal sub base minimum Lemah Sub grade dengan CBR 2 % 150 mm Normal Sub grade dengan 2 % CBR 15 % 80 mm

24 9 Stabil CBR 15 % 0 mm Material Struktur Lapis Perkerasan Material struktur lapis perkerasan, seperti lapis pondasi (base course), lapis pondasi-bawah (subbase course), dan lapis permukaan harus terdiri dari campuran material granuler. Struktur pembentuk perkerasan yang stabil secara mekanis, umumnya terdiri dari campuran agregat kasar (kerikil, batu pecah, slag dan sebagainya), agregat halus (abu batu, pasir dan sebagainya), lanau, lempung, yang dicampur dengan proporsi tertentu dan dipadatkan dengan baik, (Hardiyatmo, 2010). Dolomite adalah carbonate mineral yang terdiri dari calcium magnesium carbonate CaMg(CO 3 ) 2. Pada umumnya terdapat pada batuan sedimen yang disebut dolostone. Dolomite mempunyai karakteristik fisik, yaitu berwarna kuning, merah muda, putih, coklat, merah dan berkristal. Dolomite lebih keras dan padat bila disbandingkan batu kapur, dan lebih tahan terhadap asam. Gambar 2.2 Dolomite Distribusi ukuran butiran untuk perkerasan jalan yang paling banyak dipakai (secara umum) untuk pekerjaan perkerasan jalan adalah Department of the Army and The

25 10 Air Force, Berikut ini adalah distribiusi ukuran butiran untuk perkerasan jalan yang disajikan pada Tabel 2.2 : Tabel 2.2 Distribiusi ukuran butiran untuk perkerasan jalan Persen lolos saringan (%) Ukuran saringan Lapis pemukaan Lapis pondasi - bawah (Lapis pondasi) 26,5 mm ,0 mm ,5 mm ,75 mm (no.4) ,36 mm (no.8) 1) ,425 mm (no.40) ,075 mm (no.200) 2) ) Ukuran butiran maksimal lapis pondasi-bawah sering dinaikkan sampai 40 mm 2) Fraksi butiran 0,075 mm adalah fraksi yang mengandung partikel debu Sumber : Department of the Army and The Air Force, Pengujian Pemadatan Modifikasi ( Heavy Compaction Test) Pemadatan tanah merupakan suatu proses mekanis dimana udara dalam pori tanah dikeluarkan. Adapun proses tersebut dilakukan pada tanah yang digunakan sebagai bahan timbunan. Dengan maksud : a) Mempertinggi kekuatan tanah. b) Memperkecil pengaruh air pada tanah. c) Memperkecil compressibility dan daya rembes airnya. Pada derajat kepadatan tinggi berarti : Berat isi tanahnya maksimum (γ b maks dan γ d maks ) Kadar air tanahnya optimum (w opt ). Angka porinya minimum (e min ). Porositasnya minimum (n min ).

26 11 Heavy Compaction Test test ini adalah suatu percobaan tanah disamping percobaan yang lain yaitu Ordinary compaction test untuk memeriksa kadar air tanah dan sifat yang lain. Gambar 2.3 Kurva Hasil Pemadatan Pada Berbagai Jenis Tanah (ASTM D-698) Pada tanah pasir γ d cenderung berkurang saat kadar air (w) bertambah. Pengurangan γ d ini adalah akibat dari pengaruh hilangnya tekanan kapiler saat kadar air bertambah. Pada kadar air rendah, tekanan kapiler dalam tanah yang berada di dalam rongga pori menghalangi kecenderungan partikel untuk bergerak, sehingga butiran cenderung merapat (padat), (Hardiyatmo, 2006).

27 12 Proses pemadatan material batuan dapat digunakan prosedur dalam tabel 2.3 diambil dari buku manual of soil laboratory testing, Head (1980). Tabel 2.3 Prosedur pemadatan ( Head, 1980 ) Type of test (and BS 1377 : 1975 Test No.) "Ordinary" Compaction "Heavy" Compaction Vibrating hammer Dietert Rammer No. Blows Container mass drop of per (kg) (mm) layers layer Old "Proctor" BS mould CBR mould Old "Proctor" BS mould CBR mould CBR 32 to mould 41 (vibration) 3 (1 min) 2 inch 2 10 each diameter ends end California Bearing Ratio (CBR) CBR didefinisikan sebagai perbandingan dari gaya yang dibutuhkan untuk penetrasi sebuah piston dengan luas permukaan 1935 mm 2 ( 3 in 2 ) ke dalam tanah yang ditempatkan di sebuah tempat khusus dengan kelajuan rata rata 1 mm/ mnt ( 0.05 in/ mnt ), dari kebutuhan yang sama untuk penetrasi contoh standar batu pecah yang dipadatkan. Perbandingan yang digunakan adalah penetrasi ke 2.5 dan 5.0 mm ( 0.1 dan 0.2 in ) dan yang digunakan adalah harga tertinggi. Gaya Terukur CBR = 100 % Standar Gaya Menurut Head ( 1986 ) nilai CBR dilaporkan dengan aturan berikut ini :

28 13 1. Untuk nilai CBR dibawah 30 % dibulatkan ke 1 % terdekat. Contoh 25, 3 % dilaporkan 25 %. 2. Untuk nilai CBR antara 30 % sampai 100 % dibulatkan ke 5 % terdekat. Contohnya 42 % dilaporkan menjadi 40 %. 3. Untuk nilai CBR diatas 100 % dibulatkan ke 10 % terdekat, contohnya 104 % dilaporkan menjadi 100 %. Beban permukaan piston berbentuk semi-lingkaran terbuat dari logam, biasanya diletakkan di atas permukaan contoh tanah sebelum diuji. Piston memiliki berat 2 kg setara dengan ketebalan konstruksi beban luar setebal 70 mm, dalam satuan Inggris memiliki berat 5 lb setara dengan ketebalan 3 in. Pengujian CBR menggunakan prinsip penetrasi geser dengan kelajuan tetap dimana standar plunger didorong masuk ke dalam tanah dengan kelajuan tetap dan gaya yang dibutuhkan untuk mempertahankan kelajuan diukur tiap interval tertentu. Hubungan beban penetrasi digambarkan sebagai grafik, mulai dari beban diterapkan menjadi penetrasi standar beban tidak dibaca dan ditunjukkan sebagai perbandingan dari beban standar. Standar gaya dihasilkan dari kisaran penetrasi mulai dari 2 hingga 12 mm. Gaya yang ditunjukkan adalah tipe berat, berdasarkan penetrasi 2.5 dan 5 mm, digunakan dalam perhitungan standar nilai CBR. Pernyataan ini sama dengan kriteria asli untuk tekanan kontak di bawah plunger dengan luas permukaan 3 in 2, adalah 1000 lb/in 2 di penetrasi 0.1 dan 1500 lb/in 2 di penetrasi 0.2, dapat ditunjukkan pada Tabel 2.4 Hubungan standar gaya penetrasi untuk uji CBR (Head, 1980).

29 14 Tabel 2.4 Hubungan standar gaya penetrasi untuk uji CBR (Head, 1980) Penetrasi Gaya Tekanan ( in ) ( mm ) ( kn ) ( lbf ) ( lb/in2 ) Gaya standar ini didasarkan pada uji contoh pemadatan batu pecah, yang didefinisikan sebagai nilai CBR 100%. Berdasarkan beberapa grafik pengujian CBR, dari 20 hingga 200% nilai CBR, dapat diperlihatkan pada Gambar 2.4 grafik beberapa nilai CBR. Gambar 2.4 Grafik beberapa nilai CBR ( Head, 1980 ) Nilai CBR mungkin terjadi melebihi 100%, hal ini terjadi pada pemadatan slag ( limbah peleburan logam ) pecah dan tanah yang telah distabilkan. Pada intinya

30 15 nilai CBR adalah rata rata dari pengumpulan data grafik beban penetrasi sebagai kuantitas numerik tunggal ( harga tunggal ). Nilai CBR yang diberikan oleh tanah tergantung dari kepadatan kering dan kadar airnya. Sesuai dengan derajat kepadatan, nilai CBR akan turun dengan bertambahnya kadar air dan penurunan ini bisa lebih cepat jika berada di atas kadar air optimum. Davis (1949) dalam Head (1980) menyebutkan rata rata penurunan semakin tajam untuk tanah berbutir kasar. Pada Gambar 2.5 hubungan nilai CBR dengan kadar air dan grafik pemadatan dapat digambarkan pada skala logaritmik. Gambar 2.5 Grafik hubungan nilai CBR dengan kadar air dan grafik pemadatan (Head, 1980) Terdapat dua puncak pada kurva c terjadi pada kepadatan kering optimum tanah lempung, terutama untuk usaha pemadatan tingkat rendah. Hubungan yang sama dapat dibuat untuk derajat pemadatan yang lain. Nilai CBR umumnya diaplikasikan pada desain runway atau taxiway lapangan terbang dan jalan raya. Grafik desain standar digunakan para insinyur untuk menentukan ketebalan konstruksi berdasarkan nilai CBR tergantung dari antisipasi

31 16 kondisi lalu-lintas kendaraan atau pesawat terbang sesuai dengan beban sumbu dan frekuensi lalu-lintas. Praktisi Amerika memperkenalkan benda uji CBR dengan cara perendaman. Upaya ini sebagai tindakan pencegahan untuk mengijinkan penambahan kadar air ke dalam tanah selama terjadi banjir atau kenaikan muka air tanah. Perendaman cenderung menghasilkan distribusi kadar air yang tidak rata pada contoh tanah. Geser pada sisi dalam mould menghasilkan pengembangan yang tidak seragam dan 10 mm bagian atas atau lebih tanah cenderung melunak daripada yang terjadi di lapangan Koefisien Reaksi Subgrade Arah Vertikal (k v ) Koefisien subgrade tanah atau lebih dikenal dengan Modulus of subgrade reaction adalah nilai perbandingan tekanan tanah dengan penurunan yang terjadi, yang ditentukan dari uji beban pelat (plate load test). Hardiyatmo, dkk. (2000) menjelaskan pada umumnya persoalan yang menyangkut tanah dasar adalah sebagai berikut: 1. Sifat mengembang dan menyusut akibat perubahan kadar air. 2. Intrusi pemompaan pada sambungan, retak dari tepi tepi pelat sebagai pembebanan lalu lintas. 3. Daya dukung yang tidak merata dan sukar ditentukan secara pasti pada daerah dengan macam tanah yang sangat berbeda sifat dan kedudukanya, atau akibat pelaksanaanya. 4. Tambahan pemadatan akibat pembebanan lalu lintas dan penurunan yang diakibatkannya, yaitu pada tanah berbutir kasar yang tidak dipadatkan secara baik. Rumus dasar perhitungan nilai koefisien tanah subgrade (k v ) untuk pelat kaku (Hardiyatmo dkk., 2000) adalah : p k v =...(2.1) δ

32 17 dengan, k v = nilai modulus reaksi subgrade tanah (kn/m 2.m -1 ) p = tekanan (kn/m 2 ) δ = lendutan pelat (m) Untuk pelat yang fleksibel diusulkan dengan menggunakan persamaan (Hardiyatmo dkk., 2000) adalah: k Q A C v =... (2.2) δ a dengan Q adalah beban titik, A c luas bidang tekan dan δ a adalah nilai defleksi rerata pelat. Khanna, dkk (1976) dalam Nawangalam (2008) menyebutkan bahwa standar untuk penentuan nilai modulus of subgrade reaction adalah tekanan (pressure) yang terbaca saat terjadi penurunan 0,125 cm untuk pelat uji diameter 76 cm. Sedangkan standar dari US Corps of Engineers menyarankan penurunan nilai modulus of subgrade reaction berdasarkan lendutan yang terjadi saat tercapai pressure 0,69 kg/cm2. Pendekatan nilai modulus reaksi tanah dasar (k) dapat menggunakan hubungan nilai CBR dengan k seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.6 diambil dari literatur Highway Engineering (Teknik Jalan Raya), Oglesby dan Hicks, Stanford University & Oregon State University, 1996 dalam Firdaus (2010). Gambar 2.6 Hubungan antara k dan CBR (Oglesby dan Hicks, 1996 dalam Firdaus, 2010)

33 18 BAB 3 METODE PENELITIAN Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dimana pelaksanaan pengujian dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3.1 Pengambilan Sampel Material Pemilihan lokasi pengambilan sampel dilakukan untuk mengetahui jenis dan karakteristik material. Pada pengambilan sampel material ini, dilakukan di tempat penggalian yang terletak didaerah Sokko, Kabupaten Sragen. Karena material yang digunakan merupakan material untuk pembuatan lapisan struktur perkerasan jalan (subbase course) Persiapan Material Sebelum melaksanakan pengujian material batu kuning dipecah-pecah, kemudian disaring sesuai ukuran. Dari batu kuning dibagi menjadi 2 bagian yaitu agregat kasar dan agregat halus, agregat kasar terdiri dari material yang tertahan pada saringan no ¾, 3/8, dan 4, sedangkan agregat kasar terdiri dari material yang tertahan pada saringan no 8, 40, dan 200. Sedangkan untuk kerikil dan pasir langsung disaring sesuai ukuran. Kerikil digolongkan agregat kasar dan pasir agregat halus. 3.2 Pengujian Laboratorium Bahan dan Alat Penelitian Bahan dan alat yang digunakan dalam pengujian contoh tanah penelitian ini adalah sebagai berikut :

34 19 1. Bahan yang digunakan antara lain : Material (batu kuning) yang dipergunakan adalah material yang diambil dari daerah Soko, Kabupaten Sragen. Agregat kasar (kerikil) Pasir 2. Alat yang digunakan antara lain : Mesin Los Angeles Sieve Analysis Apparatus Casagrande Test Apparatus Standard Proctor Test CBR Apparatus Bak Perendaman Dongkrak Jangka sorong Cangkul dan karung Pengujian Klasifikasi Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui jenis tanah dan sifat sifat fisiknya. Pengujian yang dilakukan meliputi : 1. Gradasi agregat (ASTM C - 33), untuk mengetahui susunan ukuran butiran dari agregat tersebut. 2. Abrasi ( SNI ), untuk mengetahui nilai keausan dari agregat kasar 3. Atterberg limit (ASTM D a), untuk mengetahui batas-batas konsistensi tanah (batas cair,batas plastis dan indeks plastisitas).

35 Pengujian Pemadatan Pengujian pemadatan yang dilakukan menggunakan heavy compaction (BS). Pemadatan adalah proses merapatkan antar partikel tanah satu sama lain oleh usaha mekanik. Pemadatan diharapkan dapat mengurangi seluruh rongga udara pada tanah Persiapan Benda Uji Mengambil contoh sampel material kemudian dimasukkan ke dalam oven dengan temperatur ± 110 C selama 24 jam. sampel yang terdiri dari bongkahan besar dihancurkan menggunakan penumbuk, sedangkan material yang berukuran kecil langsung diayak dengan ayakan No. 4 (4.75 mm). Setiap mould uji membutuhkan sekitar 4000 gr sampel, seluruhnya membutuhkan gr untuk lima mould uji sehingga didapatkan grafik hubungan kadar air dengan kepadatan kering maksimum. Setiap 4000 gr sampel ditambahkan dengan air. Penambahan air dimulai dari kondisi terburuk dengan kadar air yang besar, berangsur angsur diturunkan jumlahnya hingga contoh sampel yang terakhir. Hal ini mencerminkan kepadatan kering lebih besar dari kepadatan kering maksimum kemudian turun pada kepadatan kering kurang dari maksimum. Kemudian sampel dimasukkan ke dalam plastik, diikat dan disimpan dalam ruangan sejuk, terhindar dari sinar matahari langsung selama ± 24 jam, proses ini disebut proses pemeraman. Pengujian heavy compaction pada sampel ini dicampur dengan variasi penambahan agregat pilihan (pasir dan agregat kasar) yaitu batu kuning, batu kuning dengan penambahan pasir, batu kuning dengan penambahan agregat kasar (kerikil) dan batu kuning dengan penambahan pasir dan agregat kasar (kerikil). Dimaksudkan dengan adanya variasi material tersebut didapatkan nilai w opt. γ d maks dan

36 Alat dan Bahan 1. Mould logam berbentuk silinder, dengan dimensi 152 mm diameter dan 116,3 mm tinggi. Volume sillinder adalah 2000 cm Penumbuk manual. Diameter penumbuk 50 mm dan berat penumbuk 4,5 kg dan tinggi jatuh 450 mm. 3. Gelas ukur 1000 ml. 4. Kantong plastik. 5. Dongkrak, untuk mengeluarkan tanah padat dari mould. 6. Alat alat pelengkap: pisau tipis, besi perata tipis 300 mm panjang, sekop. 7. Oven dengan suhu C Cara Kerja 1. Menyiapkan alat alat. Mould, tutup mould dan plat dasar harus dalam keadaan kering dan bersih. Diameter mould adalah 10 in, berat penumbuk dan tinggi jatuh diperiksa agar sesuai dengan standar yaitu 4,5 kg dan 450 mm. Bagian dalam mould perlu diberi pelumas untuk membantu mengeluarkan tanah dari dalam. 2. Memadatkan sampel. Sampel yang telah melalui proses pemeraman selama ± 24 jam kemudian dipadatkan. Proses pemadatan menggunakan penumbuk manual. Memasukkan tiap 4000 gr material ke dalam mould dibagi menjadi 5 lapis. Kemudian memulai menumbuk sesuai dengan jumlah pukulan yang telah ditentukan yaitu 25 kali. 3. Memotong sampel. Memindahkan tutup mould secara perlahan lahan. Memotong kelebihan sampel dan menyamakan tinggi sampel dengan tinggi mould, mengecek dengan besi perata.

37 22 4. Menimbang sampel. Memindahkan plat dasar secara perlahan lahan dan memotong tanah pada bagian bawah mould untuk meratakan permukaannya jika perlu. Kemudian menimbang sampel dan mould. 5. Mengeluarkan sampel. Memasang mould pada extruder dan mendongkrak keluar tanah dalam mould. 6. Mengukur kadar air. Mengambil lima sampel yang dianggap mewakili dari tiap lapisan ke dalam cawan, kemudian menimbang berat sampel dan cawan. Memasukkan lima cawan berisi sampel material ke dalam oven dengan temperatur ± 110 C selama ± 24 jam, rata rata dari lima pengukuran disebut kadar air. 7. Mengulang langkah 1 6 untuk 4000 gr sampel dengan penambahan air serta variasi penambahan agregat pilihan yang berbeda Pengujian Pemadatan CBR ( California Bearing Ratio ) Persiapan Benda Uji Dari pengujian pemadatan modifikasi tadi diambil γ dan ( w) opt yang paling d max baik kemudian digunakan pengujian pemadatan CBR. Mencari penambahan air dari grafik kepadatan kering dan kadar air sesuai dengan interval yang diambil tiap 0 ml, 50 ml, 100 ml, 150 ml dan 200 ml.kemudian sampel material tiap 5000 gr dicmapur air yang didapat dari uji pemadatan yang menyatakan kepadatan kering maksimum pada kadar air optimumnya.. Kemudian contoh tanah dimasukkan ke dalam plastik, diikat dan disimpan dalam ruangan sejuk, terhindar dari sinar matahari langsung selama ± 24 jam, proses ini disebut proses pemeraman Cara Pencampuran Material 1. Menentukan takaran atau alat buat pathokan mencampur misal mangkuk.

38 23 2. Mengambil agregat menggunakan mangkuk tersebut sampai memenuhi mangkuk, dari sini kita ulangi dari agregat satu dengan yang lain sampai berat memenuhi dengan yang diharapkan. 3. Dicampur semua, kemudian ditambah air sesuai dengan pengujian proctor. 4. Dimasukkan kedalam plastik selama ± 24 jam, atau disebut pemeraman Alat dan Bahan 1. Mould logam silinder, dengan dimensi 152 mm diameter dan 127 mm tinggi. Mould ini dipasangkan dengan pegangan plat dasar dan tutup yang bisa dilepas. 2. Piringan pembentuk, dengan dimensi mm diameter dan 61.4 mm tebal. Sebelum melakukan pemadatan, memasukkan piringan pembentuk kedalam mould, sehingga tinggi mould menjadi mm sama seperti mould Proctor. 3. Alat penumbuk manual. Diameter penumbuk 50 mm dan berat penumbuk 4,5 kg dan tinggi jatuh 450 mm. 4. Gelas ukur 1000 ml. 5. Kantong plastik. 6. Dongkrak, untuk mengeluarkan material padat dari mould. 7. Alat alat pelengkap: pisau tipis, besi perata tipis 300 mm panjang, sekop. 8. Oven dengan suhu C Cara Kerja 1. Menyiapkan alat alat. Mould CBR yang digunakan berdiameter 152 mm dan tinggi 127 mm. Mengecek berat penumbuk 4,5 kg dan tinggi jatuh 450 mm.

39 24 2. Memadatkan material. Sampel yang telah melalui proses pemeraman selama ± 24 jam kemudian dipadatkan. Memasukkan sampel 5000 gr ke dalam mould. Memasukkan tiap 5000 gr material ke dalam mould dibagi dalam 5 lapis dan setiap lapisnya dipadatkan dengan penumbuk sebanyak 62 kali pukulan. 3. Memotong sampel material. Memotong kelebihan material dan menyamakan tinggi material dengan tinggi mould, mengecek dengan besi perata, seperti terlihat pada Gambar 3.1 sampel dalam mould setelah dipadatkan. Gambar 3.1 Contoh tanah dalam mould setelah dipadatkan (dalam Pratama, 2009) 4. Menimbang sampel material. Memindahkan plat dasar secara perlahan lahan dan memotong material pada bagian bawah mould untuk meratakan permukaannya jika perlu. Kemudian menimbang sampel material dan mould Pengujian Penetrasi CBR Unsoaked (Tak Terendam ) Pengujian CBR dilakukan dengan membuat contoh material yang mendekati pada pengujian proctor. Jika kepadatan dan kadar air pada saat pengujian proctor diketahui, contoh material dapat dipersiapkan untuk di uji penetrasi.

40 Alat dan Bahan 1. Portal beban ( mesin uji tekan ), memberikan gaya tekan yang dapat dikendalikan sesuai standar penetrasi dilakukan menggunakan tangan. 2. Proving ring ( lingkaran kalibrasi beban ). Proving ring digunakan untuk mengukur beban. Terdiri dari lingkaran elastik yang diketahui diameternya dengan alat pengukur yang diletakkan di tengah lingkaran. 3. Plunger logam silinder. Dengan panjang 250 mm, luas penampang 1935 mm 2 ( 3 in 2 ) dan diameter mm. 4. Dial gauge. Dengan kisaran 25 mm, pembacaan tiap 0.01 mm, untuk mengukur penetrasi plunger ke dalam contoh tanah. 5. Beban permukaan semi-lingkaran 2 buah. Diameter luar mm, diameter dalam mm dan berat 2 kg. 6. Pengatur waktu ( stopwatch ) Cara Kerja 1. Mendudukkan mould, plat dasar dan contoh tanah pada tengah dudukan plat mesin uji, dengan dudukan plat berada di paling bawah. Memasang beban permukaan. Memastikan proving ring terpasang baik pada portal beban dan plunger terpasang pada baik pada proving ring. Menggerakkan tuas mesin uji sehingga dudukan plat bergerak ke atas, sampai ujung plunger hampir menyentuh bagian atas contoh tanah. Memasang penetration dial gauge pada plunger dan menghubungkannya dengan tutup mould. Memastikan penetration dial gauge sudah terpasang dengan baik dan memiliki gerak bebas sekitar 10 mm. 2. Memasang plunger. Plunger harus diletakkan diatas contoh tanah dibawah dudukan beban. Menggerakkan tuas mesin uji sehingga dudukan plat bergerak ke atas perlahan lahan hingga proving ring menunjukkan

41 26 pembacaan. Mengatur dial gauge pada posisi nol. Mengatur penetration dial gauge pada posisi nol, seperti terlihat pada Gambar 3.6. Gambar 3.2 Pengaturan umum untuk uji CBR(dalam Pratama, 2009) 3. Menjalankan uji. Menggerakkan tuas mesin uji secara perlahan lahan dengan kecepatan penetrasi tetap, catat bacaan dial gauge pada proving ring setiap interval penetrasi 50 x 0.01 mm dalam interval waktu 30 detik, hingga bacaan penetrasi 500 x 0.01 mm dan waktu 5 menit. Selanjutnya catat bacaan dial gauge pada proving ring setiap interval penetrasi 100 x 0.01 mm dalam interval waktu 60 detik, hingga bacaan penetrasi 700 x 0.01 mm dan waktu 7 menit. Kemudian catat bacaan dial gauge pada proving ring penetrasi 900 x 0.01 mm tepat 9 menit. Mencatat bacaan terakhir saat bacaan dial gauge pada proving ring penetrasi 1000 x 0.01 mm tepat 10 menit. 4. Memindahkan contoh tanah dari mesin uji. Menurunkan dudukan plat dengan memutar tuas mesin uji ke arah berlawanan. Menurunkan beban permukaan, kemudian menurunkan mould dari dudukan plat. 5. Mengeluarkan contoh tanah dari mould. Menggunakan dongkrak dan extruder contoh tanah dikeluarkan dari mouldnya.

42 Mengestimasi Nilai k v Hasil uji CBR juga dapat digunakan untuk mengestimasi nilai k v. Berikut ini akan dipelajari prosedur penentuan modulus reaksi tanah dasar yang dilakukan dengan cara melakukan pendekatan nilai modulus reaksi tanah dasar (k v ) dengan menggunakan hubungan nilai CBR dengan k v, yang diambil dari literatur Highway Engineering (Teknik Jalan Raya), Oglesby dan Hicks, Stanford University & Oregon State University, Berikut merupakan cara perhitungan menentukan nilai k v yang dilakukan dengan cara pendekatan, yaitu dari nilai CBR yang telah dihasilkan, dapat dipergunakan untuk menentukan nilai CBR sesuai dengan jarak pada nomogram Oglesby dan Hicks menurut perhitungan jarak plot, sehingga akan diperoleh nilai jarak CBR. Kemudian dari nilai jarak CBR tersebut ditarik ke atas, untuk didapatkan nilai modulus reaksi tanah dasar atau nilai k v. Menyarankan agar dalam penentuan nilai k v satuan dikonversikan dalam bentuk psi/in yaitu dalam kn/m Output/ Keluaran Penelitian Data data yang telah didapatkan dari pengujian kemudian akan dianalisis untuk mendapatkan nilai keausan, indeks plastisitas, distribusi butiran material, ( γ dan w opt dmaks ), CBR (California Bearing Ratio) unsoaked dan Modulus of subgrade reaction (k v ). Penentuan nilai CBR dan k v diambil dari hasil variasi campuran material yang diuji. Selanjutnya dibuat korelasi (hubungan) antara variasi campuran dengan nilai CBR dan k v yang diwujudkan dalam bentuk grafik.

43 28 Penelitian yang dilakukan merupakan usaha untuk memberikan gambaran kepada penulis dan pembaca agar lebih jelas dalam melihat pemanfatan material lokal batu kuning untuk pembuatan stuktur lapisan perkerasan jalan yang ditinjau dari lapisan subbase course. 3.4 Alur Penelitian

44 29 Mulai Pemilihan Lokasi Pengambilan Sampel Batu Kuning Tahap I Pengujian Abrasi, Aterberg Limit, dan Gradasi Agregat Sistem K lasifikasi Batu Kuning Penambahan Agregat Pilihan Berupa Pasir dan Kerikil Pengujian Modified Proctor Test di peroleh γ d maks dan w opt Tahap II Persiapan Contoh Sampel Uji CBR Unsoaked Pengujian CBR (Unsoaked) Percobaan Hasil Uji No Yes Nilai CBR Unsoaked Tahap III N ilai k v Analisis dan Pem bahasan Tahap IV Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 3.4 Alur penelitian

45 30 BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Agregat Hasil Pengujian Material Batu Kuning (Dolomite Limestone) Pengujian-pengujian yang dilakukan terhadap material batu kuning (dolomite limestone) dalam penelitian ini meliputi abrasi, berat jenis, gradasi agregat kasar dan nilai batas konsistensi agregat kasar. Setelah dilakukan pengujian didapat hasil pengujian yang disajikan dalam Tabel 4.1. Untuk perhitungan dan data-data pengujian secara lengkap terdapat pada Lampiran A. Tabel 4.1 Hasil Pengujian Material Batu Kuning (dolomite limestone) Jenis Pengujian Hasil Pengujian Standar Kesimpulan Abrasi 44 Maks 50 % Memenuhi Bulk Spesific Gravity 2,521 Min 2,5 Memenuhi Bulk Spesific Gravity SSD 2,589 2,5 2,7 Memenuhi Absorbtion 2,67 % Maks 3% Memenuhi Hasil pengujian agregat kasar berdasarkan Department of the Army and The Air Force (1994) dapat dilihat pada Tabel 4.2 dan hasil pengujian dapat dilihat selengkapnya dalam Lampiran A.

46 31 Tabel 4.2. Analisis Data Gradasi Material Batu Kuning (Dolomite Limestone) No Berat tertinggal Berat Department Diameter Lolos of the Army Ayakan Berat Kumulatif % Kumulatif and The Air (mm) (gram) (%) (%) Force (1994) 1 26, ,00 328,5 21,91 21,91 78, ,50 361,5 24,11 46,02 53, ,75 292,2 19,49 65,51 34, ,36 127,7 8,52 74,03 25, , ,3 10,02 84,05 15, , ,2 10,28 94,33 5, Pan 85,1 5, Jumlah ,85 Modulus Kehalusan (MK) = = berat kumulatif tertinggal , = 3,86 ( ,7) x100% Agregat yang hilang = 1500 = 0,486 % Dari Tabel 4.2 gradasi agregat kasar di atas dapat digambarkan grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh Department of the Army and The Air Force (1994) sebagai berikut :

47 32 Gambar 4.1. Grafik Daerah Susunan Butir Material Batu Kuning (Dolomite Limestone) Dari Gambar 4.1. dapat dilihat material batu kuning (dolomite limestone) yang diuiji berada pada batas maksimum dan minimum, sehingga agregat yang digunakan memenuhi syarat dan layak digunakan dalam pembuatan benda uji. Gambar 4.2 Penentuan kadar air

48 33 Dari grafik diperoleh harga LL (batas cair) = 21,22 %. Dengan cara menarik garis vertical yang tegak lurus sumbu X pada 25 ketukan, kemudian memotong garis linear, dari titik perpotongan tersebut ditarik garis horizontal yang memotong sumbu Y untuk mendapatkan harga LL (batas cair). Tabel 4.3 Hasil pengujian batas cair, batas plastis dan indeks plastisitas Batas Cair = 21,22 % Batas Plastis = 17,38 % Indeks Plastisitas = 3,84 % Dari tabel 4.3 dapat dilihat bahwa batu kuning pada hasil batas cair (LL), batas plastis (PL) dan indeks plastisitas (IP) memenuhi syarat sesuai dengan standar ASTM D Pada standar ASTM D 1241 nilai batas cair (LL) tidak lebih dari 25% dan indeks plastisitas (PI) tidak lebih dari Hasil Pengujian Agregat Halus (Pasir) Pengujian-pengujian yang dilakukan terhadap agregat halus (pasir) dalam penelitian ini meliputi pengujian gradasi agregat halus. Setelah dilakukan pengujian didapat hasil pengujian yang disajikan dalam Tabel 4.4 Untuk perhitungan dan data-data pengujian secara lengkap terdapat pada Lampiran A. Tabel 4.4 Hasil Pengujian Agregat Halus (Pasir) Jenis Pengujian Hasil Pengujian Standar Kesimpulan Bulk Spesific Gravity 2,425 Min 2,5 Memenuhi Bulk Spesific Gravity SSD 2,5 2,5 2,7 Memenuhi Absorbtion 3 % Maks 3% Memenuhi Untuk hasil pengujian agregat halus (pasir) serta persyaratan batas dari ASTM C33-97 dapat dilihat pada Tabel 4.2 berikut ini.

49 34 Tabel 4.5 Analisis Data Gradasi Agregat Halus (Pasir) No Berat Tertahan Berat Diameter ASTM Berat Kumulatif Lolos Ayakan % C (gram) (%) Kumulatif , Total Modulus kehalusan ditentukan dengan rumus : Modulus Kehalusan (MK) = = berat kumulatif tertinggal , = 2,48 ( ) x100% Agregat yang hilang = 3000 = 0,833 % Dari Tabel 4.5 gradasi agregat halus (pasir) di atas dapat digambarkan grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh ASTM C33-97 sebagai berikut:

50 35 Gambar 4.4 Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Halus (Pasir) Dari Gambar 4.4 dapat dilihat gradasi agregat halus (pasir) yang diuji berada pada batas maksimum dan minimum, sehingga agregat halus yang digunakan memenuhi syarat dan layak digunakan dalam pembuatan benda uji Hasil Pengujian Agregat Kasar (Kerikil) Pengujian-pengujian yang dilakukan terhadap agregat kasar (kerikil) dalam penelitian ini meliputi pengujian gradasi agregat kasar. Setelah dilakukan pengujian didapat hasil pengujian yang disajikan dalam Tabel 4.6 Untuk perhitungan dan data-data pengujian secara lengkap terdapat pada Lampiran A. Tabel 4.6 Hasil Pengujian Agregat Kasar (Kerikil) Jenis Pengujian Hasil Pengujian Standar Kesimpulan Bulk Spesific Gravity 2,65 Min 2,5 Memenuhi Bulk Spesific Gravity SSD 2,69 2,5 2,7 Memenuhi Absorbtion 1,80 % Maks 3% Memenuhi Untuk hasil pengujian agregat kasar (kerikil) serta persyaratan batas dari ASTM C33-97 dapat dilihat pada Tabel 4.6 berikut ini.