Dimensi Teknik Sipil, Vol., No. 1, Maret 01, 2-29 ISSN 110- PENELITIAN PENDAHULUAN PENGGUNAAN BENDA UJI KUBUS BETON PADA PERKERASAN LENTUR TYPE CEMENT TREATED BASE (CTB) Harry Patmadjaja, Suhartono Irawan Dosen Fakultas Teknik & Perencanaan, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Petra Richard Tanara, Fransisca Soeprajogi Alumni Fakultas Teknik & Perencanaan, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Petra ABSTRAK Cement Treated Base (CTB) adalah salah satu type perkerasan lentur dengan menggunakan semen portland sebagai bahan pengikat. Saat ini CTB belum umum digunakan di Indonesia sehingga teknik pembuatannya belum berkembang dan pengujiannya belum dibakukan. AASHTO 19 menggunakan cara Unconfined Compressive Strength (UCS) untuk pengujian CTB. Pengujian dilakukan pada benda uji berbentuk silinder dengan diameter 7,1 cm dan tinggi 1,2 cm, yang tidak umum digunakan di Indonesia. Di Indonesia lebih umum digunakan benda uji berbentuk kubus 1x1x1 cm. Penelitian ini merupakan penelitian pendahuluan di laboratorium untuk mencari hubungan antara kekuatan tekan benda uji bentuk kubus 1x1x1 cm dan UCS benda uji silinder diameter 7,1 cm dengan tinggi 1,2 cm. Dari penelitian ini dihasilkan suatu faktor pengali sebesar 0, untuk mengubah kuat tekan kubus menjadi UCS silinder. Kata kunci : cement treated base, unconfined compressive strength, benda uji. ABSTRACT Cement Treated Base is a structural layer using Portland Cement as a bonding agent.until now CTB is not commonly used in Indonesia, so the production method does not develop and the testing procedures is not standardized. AASHTO 19 specifies a testing procedure for CTB using Unconfined Compressive Strength (UCS). The sample used is a cylinder with diameter 7,1 cm and height 1,2 cm, which is not common in Indonesia. In Indonesia a 1x1x1 cm cube sample is more common. This paper is a preliminary laboratory research to get the relation between the compressive strength of a 1x1x1 cm cube with the UCS of a 7.1 cm diameter and 1.2 cm height cylinder. The result shows that a 0. multiplication factor is needed to convert the cube compressive strength to the cylinder UCS. Keywords: cement treated base, unconfined compressive strength, test sample. PENDAHULUAN Cement Treated Base (CTB) adalah bahan untuk lapis pondasi (base course) pada perkerasan lentur (flexible pavement) dan merupakan pengembangan dari stuktur soil Catatan: Diskusi untuk makalah ini diterima sebelum tanggal 1 Juni 01. Diskusi yang layak muat akan diterbitkan pada Dimensi Teknik Sipil Volume, Nomor 2 September 01. cement atau agregate cement. Walaupun cara pembuatan dan produk akhirnya berupa beton, namum CTB bukan merupakan pengembangan dari rigid pavement. Dalam mengantisipasi pertumbuhan volume lalu lintas kendaraan berat pada daerah industri dan pelabuhan, perkerasan tipe CTB (Cement Treated Base) merupakan alternatif 2 Dimensi Teknik Sipil ISSN 110- print 01 Universitas Kristen Petra http://puslit.petra.ac.id/journals/civil
H. Patmadjaja, et. al / Penggunaan Benda Uji Kubus Beton pada Perkerasan Lentur / DTS, Vol., No. 1, Maret 01, Hal. 2-29 yang dapat digunakan untuk menggantikan perkerasan tipe Asphalt Treated Base (ATB). Penggunaan semen sebagai bahan pengikat pengganti aspal pada perencanaan perkerasan lentur juga didasarkan pada nilai ekonomis, dimana akhir akhir ini harga aspal relatif lebih mahal, masalah yang dihadapi dalam penggunaan CTB di Indonesia adalah belum adanya standart yang ditentukan. AASHTO 19 [1] mensyaratkan pengujian CTB dengan melakukan pengujian Unconfined Compressive Strength (UCS) pada benda uji berbentuk silinder diameter 7,1 cm dan tinggi 1,2 cm. Benda uji seperti ini tidak umum dipakai di Indonesia. Persyaratan untuk lapis pondasi dengan menggunakan bahan pengikat semen harus memiliki kuat tekan sebesar 0-0 psi atau,9 -, kg/cm 2 pada umur 7 hari dengan melakukan pengujian UCS [1] Pengujian kuat tekan kubus beton 1x1x1 cm dan UCS hanya dilakukan dengan menggunakan tiga () macam kadar semen sebesar %, % dan %, terhadap total berat agregat kering dan semen. Masing masing kadar semen tersebut dicampur dengan menggunakan tiga () macam kadar air sebesar %, % dan %, terhadap berat agregat kering. Untuk masing masing kadar air dibuatkan empat () buah sampel benda uji, sehingga didapatkan total sampel sebesar 72 buah benda uji. Pelaksanaan penelitian dilaboratorium dilakukan seperti pada Gambar 1. berikut ini: Tujuan dari penelitian adalah mencari alternatif pengujian pengganti UCS dengan menggunakan uji kuat tekan beton bentuk kubus ukuran 1 x 1 x 1 cm yang sudah umum digunakan di Indonesia. PROGRAM PENELITIAN Penelitian dilakukan di laboratorium bahan jalan Universitas Kristen Petra, dengan menggunakan macam fraksi agregat dari leveransir seperti terlihat pada Tabel 1 berikut ini: Tabel 1. Fraksi Agregat yang Digunakan untuk Penelitian Fraksi Jenis dan Ukuran Agregat Sumber F1 F2 F F Agregat Kasar : - 0 mm. Cipta Alam Agregat Kasar : 10 - mm. Cipta Alam Agregat Kasar : - 10 mm. Cipta Alam Agregat Halus : 0 - mm. Cipta Alam F Pasir Gunung Gangsir Untuk penentuan job mix formula agregat kasar dan halus digunakan spesifikasi dari Bina Marga [2] seperti tertera pada Tabel 2. berikut ini: Tabel 2. Spesifikasi Agregat Kasar dan Halus untuk CTB [2] Agregat Kasar Agregat Halus Ayakan % Lolos Ayakan % Lolos 2" /" 1," 9 - # 9 /" - # 1 0 /" 10-0 # 0 10 0 # 0 - # 2 10 Gambar 1. Diagram Alir Penelitian di Laboratorium HASIL PERCOBAAN DAN ANALISA DATA Pembuatan Job Mix Formula Komposisi campuran (mix design) antara agregat kasar dan halus yang digunakan beserta hasil perhitungannya dapat diikuti pada Tabel dan berikut ini : Tabel. Hasil Mix Design Agregat Kasar F2 (10-) F (-10) F (0-) Ayakan Gabungan Spesifikasi 2% % 1% 2" 1," /" /" # 2 2 0, 0,1 0,1, 1, 0, 1 1 1 1,7, 2,17 1,,7 9 10 0 0 2
H. Patmadjaja, et. al / Penggunaan Benda Uji Kubus Beton pada Perkerasan Lentur / DTS, Vol., No. 1, Maret 01, Hal. 2-29 Tabel. Hasil Ayakan Pasir (Agregat Halus) Ayakan /" # #1 #0 # Pasir % 9, 92,,1 2, 7,2 Spesifikasi 9 - - 0 10-0 2-10 Penentuan Pemadatan (Jumlah Tumbukan) pada Benda Uji Kubus Beton Penentuan jumlah tumbukan dari benda uji bentuk kubus 1x1x1 cm dilakukan dengan pedoman energi pemadatan dari standard proctor dan modified proctor yang sudah umum digunakan dalam perencanaan jalan. Energi pemadatan dapat dihitung dengan menggunakan rumus energi pemadatan [1] berikut ini: N. W.S E = V Dimana: E = Energi (ft lb/cu ft) N = Jumlah tumbukan. V = Volume. (cu ft) W = Berat hamer (lb). S = Tinggi jatuh hamer (ft). Hasil perhitungan energi pemadatan Proctor untuk benda uji silinder diameter 7,1 cm dan tinggi 1,2 cm dapat dilihat di Tabel [] berikut ini: Tabel. Hasil Perhitungan Energi Pemadatan Proctor [] Standard Proctor Modified Proctor Jumlah Tumbukan x x Berat Hamer, lb 10 lb Tinggi Jatuh 1 ft 1, ft Diameter Cetakan in in Tinggi Cetakan, in, in Volume Cetakan 0,07 cu ft 0,07 cu ft Energi Pemadatan 12 ft lb/cu ft 000 ft lb/cu ft Dengan pedoman energi pemadatan benda uji silinder diameter 7,1 cm dan tinggi 1,2 cm yang ditunjukkan dalam Tabel, selanjutnya dapat dihitung jumlah tumbukan yang dibutuhkan untuk cetakan berbentuk kubus beton 1x1x1 cm. Hasil perhitungan dapat dilihat di tabel [] berikut ini: Tabel. Hasil Perhitungan Jumlah Tumbukan Kubus Beton [] Jenis Kubus Beton 1x1x1 cm Pemadatan V (cu ft) W (lb) S (ft) Jumlah Tumbukan Standard 0,119, 1 1 x 2 Modified 0,119 10 1, 1 x Pembuatan Benda Uji Kubus Beton 1x1x1 cm Benda uji kubus beton 1x1x1 cm dipadatkan dengan jumlah tumbukan seperti ditunjukkan dalam Tabel. Ditentukan prakiraan mula mula kadar semen sebesar % dan kadar air sebesar %, dengan menggunakan perbandingan antara fraksi kasar dan fraksi halus dengan tiga () macam variasi (0 :0, 0 :0, :0). Hasil pengujian kuat tekan kubus beton dapat dilihat pada Tabel 7 [] dan Bambar 2 [] berikut ini: Tabel 7. Hasil Uji Kubus Beton dengan Semen % & Air % No. Sampel Ratio A. Kasar/A.Halus Jumlah Tumbukan Berat ( gram ) Kaut Tekan ( kg/cm 2 ) 1 722 9,91 2 0/0 2 71 1,27 71 7, 7 0,2,71 0/0 2 792, 7 77 9,9 71,2 9 2, 10 /0 2 70 9,1 11,9 12 71 7,7 1 71 2, 1 0/0 77 7,19 1 71, 1 79 7,92 17,2 1 0/0 72 7, 19 77 9, 2 7,9 21 79 77, 22 /0 777 7, 2 70 1,1 2 79 71, Pada Gambar 2 terlihat bahwa komposisi perbandingan Fraksi Kasar/Fraksi Halus 0/0 dengan pemadatan cara modified proctor merupakan komposisi campuran yang terbaik, sehingga untuk penelitian selanjutnya dalam menentukan kadar semen dan kadar air yang optimum digunakan komposisi campuran 0/0 ini. 2
H. Patmadjaja, et. al / Penggunaan Benda Uji Kubus Beton pada Perkerasan Lentur / DTS, Vol., No. 1, Maret 01, Hal. 2-29 9 0 7 0/0 0/0 /0 F.Kasar/F.Halus Gambar 2. Hubungan Kubus Beton vs F.Kasar / F.Halus Penentuan Semen dan Air untuk Benda Uji Kubus 1x1x1 cm Dengan menggunakan komposisi campuran Fraksi Kasar/Fraksi Halus 0/0 dan dengan pemadatan cara modified proctor, dibuat benda uji bentuk kubus 1x1x1 cm dengan kadar semen %, %, % dan dengan kadar air %, %, % untuk masing masing kadar semen dengan jumlah sampel buah. Hasil pengujian kuat tekan kubus beton umur 7 hari dapat dilihat di Tabel, 9 dan 10 [] berikut ini: Tabel. Hasil Kubus Beton dengan Semen % Air Berat (gram) 79, 77,1,2 702 29,02 2, 0,2 1,29 77,7 79,2 7,2 72, 70, 7,9 7, 79,1, 2,1, 1,27 2,7 2,9 0, 2,7 Tabel 9. Hasil Kubus Beton dengan Semen % Air Berat (gram) 729,1 79, 79,2 711,7,9 2,1 0,2,1 727, 77,2 79, 72, 7, 2,2 71, 79,9, 71, 7,12 7,02 1,22,7,9,0 Tabel 10. Hasil Kubus Beton dengan Semen % Air Berat (gram) 7, 7779,0 7,9 79,2,17, 0,7, 0 0 0 0 0 772, 7,2 791,7 779, 71,7 712,9 72, 77, 1,, 7,7 7,9 7,,9 0,2,7 2 10 Air Gambar. Hubungan Kubus vs Air (Semen %) 0 0 0 0 0 2 10 Air Gambar. Hubungan Kubus vs Air (Semen %) 0 0 0 0 2 10 Air Gambar. Hubungan Kubus vs Air (Semen %) 27
H. Patmadjaja, et. al / Penggunaan Benda Uji Kubus Beton pada Perkerasan Lentur / DTS, Vol., No. 1, Maret 01, Hal. 2-29 Dari Gambar, dan diperoleh kadar air optimum dari variasi kadar semen dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 11 berikut ini: Tabel 11. Hasil dari Semen, Berat Volume dan Air Optimum Semen Kubus Berat Volume Rata 2 (gr/cm 2 ) Air Optimum 7 2,27, 9 2,2, 2,2, Pengujian Unconfined Compressive Strength (UCS) Dengan menggunakan pedoman kadar air optimum dan berat volume rata rata dari hasil pengujian kubus beton di Tabel 11, dibuat benda uji berbentuk silinder dengan diameter 7,1 cm dan tinggi 1,2 cm untuk dilakukan pengujian UCS sesuai persyaratan AASHTO 19 [1]. Hasil pengujian UCS dapat dilihat pada Tabel 12 dan Gambar berikut ini: Tabel 12. Hasil Uji Unconfined Compressive Strength No. Sampel 1 2 7 9 10 11 12 0 0 0 0 Semen Air Optimum,,,,,,,,,,,, Berat Volume (gr/cm ) 2, 2,27 2,27 2,2 2,27 2,22 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,29 (UCS) 2,29 2,02 2,1 29,2 0,7,2 2,92,1,9 2,07,1,2 Hubungan Antara Kubus dengan Unconfined Compressive Strength Dari hasil pengujian Cement Treated Base dengan menggunakan benda uji berbentuk kubus beton 1x1x1 cm dan benda uji silinder diameter 7,1 cm dan tinggi 1,2 cm, selanjutnya dapat dibuatkan suatu hubungan dari kedua pengujian tersebut sehingga menghasilkan suatu angka faktor pengali, dimana faktor pengali ini nantinya dilapangan dapat digunakan sebagai pengali apabila dilapangan menggunakan benda uji yang berbentuk kubus 1x1x1 cm, hubungan dari hasil pengujian kuat tekan kubus beton 1x1x1cm dengan kuat tekan silinder beton diameter 7,1 cm dan tinggi 1,2 cm dapat dilihat pada Tabel 1 berikut ini: Tabel 1. Hubungan Antara Kubus vs Silinder (UCS) Semen Air Kubus Silinder (UCS) Faktor Pengali, 7 27, 0,9, 9 0,2, 0,7 Faktor Pengali rata rata = 0, Dari Tabel 1 diperoleh koefisien faktor pengali sebesar 0, apabila digunakan benda uji berbentuk kubus 1x1x1 cm. KESIMPULAN Dari hasil penelitian pendahuluan ini dapat disimpulkan: Untuk kemudahan pengontrolan mutu dari Cement Treated Base di lapangan, diusulkan penggunaan benda uji berbentuk kubus 1x1x1 cm yang sudah umum digunakan di Indonesia. Untuk mengkonversikan hasil uji kuat tekan kubus beton 1x1x1 cm ke Unconfined Compressive Strength (UCS) pada benda uji silinder beton diameter 7,1 cm dan tinggi 1,2 cm seperti disyaratkan oleh AASHTO 19 [1], dapat digunakan suatu koefisien faktor pengali sebesar 0,. 2 Semen Gambar. Hubungan UCS Dengan semen 2
H. Patmadjaja, et. al / Penggunaan Benda Uji Kubus Beton pada Perkerasan Lentur / DTS, Vol., No. 1, Maret 01, Hal. 2-29 DAFTAR PUSTAKA 1. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), "AASHTO Guide for Design of Pavement Structures", Washington, D.C.,19. 2. Direktorat Jendral Bina Marga, Depertemen Pekerjaan Umum RI, "Spesifikasi Umum Bina Marga", Jakarta, 199.. Tanara, R., dan Soeprajogi, F., "Pengujian Nilai Struktur Cement Treated Base dan Asphalt Treated Base Diuji dengan Tarik Tak Langsung", Skripsi, Tugas Akhir No 1011 S, Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Petra, 00. 29