BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Umum Perkerasan jalan adalah konstruksi yang dibangun diatas lapis tanah dasar (subgrade), yang berfungsi untuk menopang beban lalu lintas. Apapun jenis perkerasan lalu lintas, dia harus dapat memfasilitas sejumlah pergerakan lalu lintas, apakah berupa jasa angkutan manusia, atau jasa angkutan barang berupa seluruh komoditas yang diijinkan untuk berlalu lalang disitu. Dengan beragam jenis kenderaan dengan angkutan barangnya, akan memberikan variasi beban ringan sampai sedang. ini harus dapat didukung oleh perkerasan jalan. Jenis konstruksi perkerasan jalan pada umumnya, bertitik tolak pada prinsip bahwa perkerasan direncanakan dan dibangun untuk melayani lalu lintas secara nyaman, aman dan kuat, perwujudan perkerasan akan mencukup dua hal pokok : a. Kerataan permukaan, yang mempengaruhi kualitas perjalanan,dan b. Kerusakan permukaan, yang mempegaruhi kemampuan struktural perkerasan dalam melayani beban lalu lintas. 2.2 Bahan Perkerasan Jalan Secara umum, perkerasan jalan raya harus cukup kuat terhadap tiga tinjauan kekuatan, Secara keluruhan harus kuat terhadap beban lalu lintas yang melaluinya, permukaan jalan harus tahan terhadap keausan akibat ban kenderaan, air dan hujan, permukaan jalan harus cukup tahan terhadap cuaca dan temperatur, di mana jalan berada. Material Perkerasan yang umum dingunakan di indonesia, adalah: a. Material untuk Lapis Permukaan : 1. Struktur jalan dengan campuran aspal 2. Struktur jalan dengan beton semen slab/pelat beton. b. Material untuk Lapis Pondasi Atas : 1. Agregat Kelas A 2. Stabilitas tanah dengan semen, kapur, atau dengan bahan kimia.
3. Cement Treated Base. c. Material untuk Lapis pondasi Bawah : 1. Agregat Kelas B 2. Stabilitas tanah dengan semen,kapur,atau dengan bahan kimia. 3. Struktur beton semen kurus ( perkerasan kaku ). Dalam proses perancangan perkerasan jalan bahan perkerasan jalan merupakan bagian yang diutamakan dalam pertimbangan analisis parameter perancangan, karena salah satu parameter kekuatan kontruksi jalan, terletak pada pamilihan yang tepat dari material yang akan dingunakan dalam suatu rancangan perkerasan jalan. 2.2.1 Agregat berbutir Kasar Agregat adalah merupakan elemen perkerasan jalan yang mempunyai kandungan 90-95% acuan volume dari komposisi perkerasan, sehingga otomatis menyumbangkan faktor kekuatan utama dalam perkerasan jalan. Berfungsi sebagai penstabil mekanis, agregat harus mempunyai suatu kekuatan dan kekerasan, untuk menghindarkan terjadinya kerusakan akibat beban lalu lintas. Sifat kekuatan dan keawetan dipengaruhi oleh : a. Gradasi b. Kompak dan keras ( toughness ) c. Ukuran maksimum d. Kadar lempung e. Tekstur permukaan Gradasi seragam ( uniform graded) dari komposisi butiran, akan menghasilkan suatu kepadatan yang bervariasi akibat kontak butir sebagian, sedang stabilitas tergantung pada sifat penyekatan ( confined). Untuk mengukur kekompakan diukur dengan tiga gradasi tersebut, dan untuk mengukur kekerasan diukur dengan abrasi dengan kehilangan berat didekati dengan angka abrasi yang diperoleh dari hasil Los Angeles Abration test. Indikasinya bila abrasi memberikan keausan lebih dari 40% (SNI 03-2417-1991), agregat dinyatakan tidak baik untuk di jadikan bahan perkerasan jalan.
Tabel 2.1 Gradasi Lapis Pondasi Agregat (Balitbang PU, 2010) Ukuran saringan % lolos ASTM (mm) Kelas A Kelas B Kelas S 2" 50 100 1½" 37,5 100 88-95 1" 25,0 79-85 70-85 89-100 3/8" 9,50 44-58 30-65 55-90 No.4 4,75 29-44 25-55 40-75 No.10 2,0 17-30 15-40 26-59 No.40 0,425 7-17 8-20 12-33 No.200 0,075 2-8 2-8 4-22 Elemen perkerasan terdiri dari komposisi butiran yang terdistribusi dari ukuran besar sampai kecil, sehingga bila mana ada ukuran butiran melebihi tebal lapisan ada sebagian permukaan yang tidak akan terselimuti oleh aspal. Hal ini dibatasi dengan persyaratan ukuran maksimum agregat dari tebal lapisan atau bila dibalik tebal lapisan diambil dari diameter butir maksimum. Pada dasarnya agregat kasar harus bersih dan bebas dari lempung, lumpur, debu dan lain sebagainya. Maksimum kandungan bagian lunak adalah 5%. Sedangkan untuk agregat halus, bahan yang lolos saringan no.40 harus terdiri dari material non plastis. Bentuk butir sangat menentukan kekuatan selain gradasi kelompok dan kekerasan. Bentuk butir bisa bundar, lonjong, kubus, pipih atau bahkan tidak beraturan bentuknya. Bentuk yang bundar relatif kurang stabil tertahan saringan no.4 minimum mempunyai 40% agregat, paling tidak mempunyai satu bidang patah atau pecah lurus.
2.2.2 Agregat Berbutir Halus. Agregat berbutir halus, adalah bahan yang lewat saringan no.4 dan tertahan saringan no. 200, biasanya berupa pasir murni, hasil screening dari mesin pemecah batu, atau kombinasi dari keduanya. Agregat halus harus bersih,keras,tahan lama,bebas dari lumpur,dan bahan organis. Butiran yang lewat saringan no 40, harus non-plastis, atau mempunyai nilai plastisitas yang masih dalam batas toleransi. Agregat halus yang lolos ayakan 4,75 mm harus terdiri dari partikel pasir alami atau batu pecah halus dan partikel halus lainnya. Bila pasir berasal dari sumber alam, kehilangan soundness pada material yang tetahan pada saringan no. 50 adalah <_15 %. Bila pasir yang mengandung garam dari sumber di pantai,diyakini tidak mengganggu campuran,bahan tersebut dapat dipakai. 2.3 Lapisan Pondasi Bawah. Lapis pondasi bawah ( subbase) adalah suatu lapisan perkerasan jalan yang terletak antara lapis tanah dasar dan lapis pondasi atas ( base), yang berfungsi sebagai bagian perkerasan yang meneruskan beban di atasnya, dan selanjutnya menyebarkan tegangan ke lapis tanah dasar. Lapis pondasi bawah dibuat diatas tanah dasar yang berfungsi diantaranya sebagai: a. Sebagai bagian dari konstruksi perkerasan untuk mendukung dan menyebarkan beban roda. b. Menjaga efesiensi penggunaan material yang relatif murah agar lapisan-lapisan selebihnya dapat dikurangi tebalnya atau penghematan biaya konstruksi. c. Untuk mencegah tanah dasar masuk kedalam lapis pondasi. d. Sebagai lapis pertama agar pelaksanaannya berjalan lancar. Hal ini sehubungan dengan terlalu lemahnya daya dukung tanah dasar terhadap roda-roda alat-alat berat atau kondisi lapangan yang memaksa harus menutup tanah dasar dari pengaruh cuaca. Bermacam-macam material setempat
(CBR > 60%, PI, 0-10 ) yang relatif lebih baik dari tanah dasar dapat digunakan sebagai bahan pondasi bawah. Ada berbagai jenis lapis pondasi bawah yang sering dilaksanakan, yaitu: a. Pondasi bawah yang menggunakan batu pecah, dengan balas pasir. b. Pondasi bawah yang menggunakan sirtu yang mengandung sedikit tanah. c. Pondasi bawah yang menggunakan tanah pasir. d. Pondasi bawah yang menggunakan agregat. e. Pondasi bawah yang menggunakan material ATSB (Asphalt Treated Sub-Base) atau disebut Laston Bawah (Lapis Aspal Beton Pondasi Bawah). f. Pondasi bawah menggunakan stabilisasi tanah. 2.4 Pemadatan Tanah Pemadatan adalah peristiwa bertambahnya berat volume kering oleh beban dinamis. Bertambahnya berat volume kering tanah ini adalah sebagai akibat merapatnya partikel tanah yang diikuti dengan berkurangnya volume udara pada volume air tetap (Hardiyatmo, 2010). Maksud pemadatan tanah yaitu : 1. Mempertinggi kuat geser tanah. 2. Mengurangi sifat mudah mampat (kompresbilitas). 3. Mengurangi permeabilitas. 4. Mengurangi perubahan volume sebagai akibat perubahan kadar air dan lainlainnya. Zero Air Void Dry Berat volume kering (γd) γ d (maks) W opt Kadar air W, (%) Gambar 2.1 Grafik hubungan kadar air (W) dan berat volume kering (γ d ) (Hardiyatmo, 2001).
Grafik hubungan kadar air dan berat volume kering seperti dalam Gambar 2.1, kurva yang dihasilkan memperlihatkan nilai kadar air optimum ( W opt ) yang terbaik untuk mencapai berat volume kering (γ d ) terbesar atau kepadatan maksimum (γ d maks). Tanah pada nilai kadar air rendah cenderung bersifat kaku dan sulit dipadatkan. Setelah kadar air ditambah, tanah menjadi lunak. Berat volume kering berkurang pada kondisi kadar air yang tinggi. Bila seluruh udara di dalam tanah dapat dipaksa keluar pada waktu pemadatan, tanah akan berada dalam kedudukan jenuh dan berat volume kering akan menjadi maksimum (Hardiyatmo, 2010). 2.5 CBR (California Bearing Ratio) CBR dikembangkan oleh California State Highway Departement sebagai cara untuk menilai kekuatan tanah. Dengan cara ini suatu percobaan penetrasi (CBR) yang dipergunakan untuk menilai kekuatan tanah atau bahan lain yang akan digunakkan untuk bahan perkerasan jalan seperti pada Gambar (2.2). Nilai CBR adalah perbandingan (%) antara tekanan yang diperlukan untuk menembus tanah dengan piston berpenampang bulat seluas 3 in 2 dengan kecepatan 0,05 in/menit terhadap tekanan yang diperlukan untuk menembus standar tertentu. Nilai CBR yang diperoleh kemudian dipakai untuk menentukan tebal lapisan perkerasan yang diperlukan. Pengujian ini dimaksudkan untuk menentukan nilai CBR tanah dan campuran tanah agregat yang dipadatkan di laboratorium pada kadar air tertentu yang akan digunakan untuk perencanaan pembangunan perkerasan jalan (Wesley, 1977). Nilai CBR adalah nilai yang menyatakan kualitas tanah dasar dibandingkan dengan bahan standar berupa batu pecah yang mempunyai nilai CBR ssebesar 100%, Makin tinggi nilai CBR tanah maka lapisan perkerasan diatasnya akan semakin tipis dan semakin kecil nilai CBR (daya dukung tanah rendah) maka akan semakin tebal lapisan perkerasan di atasnya sesuai beban yang akan dipikulnya.
Beban (lbs) Gambar 2.2 Grafik CBR (Wesley, 1977) Bahan lapis pondasi agregat harus dipilih dari sumber yang disetujui direksi pekerjaan sesuai sifat-sifat lapis pondasi agregat dalam Tabel 2.2, untuk itu agregat harus melewati beberapa tahapan pengujian. Pengujian agregat diperlukan untuk mengetahui sifat karakteristik agregat sebelum digunakann sebagai bahan untuk lapis pondasi bawah. Tabel 2.2 Sifat-sifat Lapis Pondasi Agregat (Balitbang PU, 2010) Sifat sifat Kelas A Kelas B Abrasi dari Agregat Kasar (SNI 03-2417- mak. mak. 2008) 40% 40% Indeks Plastis (SNI-03-1996-2008). mak. 6 mak. 10 4 15 Hasil kali Indeks Plastisitas dengan % Lolos Saringan No.200 Batas Cair (SNI 03-1967-2008) mak. 25 mak. 35 mak. 35 Gumpalan Lempung dan Butir-Butir Mudah Pecah dalam Agregat (SNI- 03-4141-1996) CBR (SNI 03-1744-1989) Penetrasi (inch) mak. 25 Mak.5% min. 90% mak. 5% mak. 5% min. 60% Kelas S mak. 40% -- -- min. 50% Perbandingan persen lolos #200 dan #40 mak. 2/3 mak. 2/3 mak. 2/3
Jenis pengujian agregat yaitu : 1.Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Berat jenis suatu agregat adalah perbandingan berat dari suatu satuan volume bahan terhadap berat jenis air dengan volume yang sama pada temperatur 20 C- 25 C. Tujuan dari pemeriksaan ini adalah untuk menentukan berat jenis jenuh permukaan, serta penyerapan dari agregat. 2. Pemeriksaan Abrasi Metode ini dimaksudkan sebagai pegangan untuk menentukan ketahanan agregat kasar terhadap keausan dengan menggunakan mesin abrasi Los Angeles yang dinyatakan dengan perbandingan antara berat bahan aus lolos saringan no.12 terhadap berat semula (%). Agregat yang digunakan dalam perkerasan memerlukan kekerasan dan mempunyai daya tahan keausan. Agregat dengan nilai keausan yang besar mudah pecah selama pemadatan atau pengaruh beban lalu lintas. Maka dilakukan pengujian keausan agregat dengan mesin abrasi Los Angeles. 3. Pemeriksaan Batas-batas Atterberg Suatu hal yang sangat penting pada agregat berbutir halus adalah sifat plastisnya. Plastisitas disebabkan oleh adanya partikel mineral lempung dalam tanah. Pengujian Indeks Plastis adalah selisih antara batas cair dan batas plastisnya suatu agregat. Batas cair tujuannya untuk menentukan batas cair (%) dari suatu agregat halus, batas cair tersebut adalah peralihan antara keadaan cair dan keadaan plastis. Batas plastis adalah kadar air minimum (%) suatu agregat halus dalam keadaan plastis. 4. Gumpalan Lempung dan Butir-butir Mudah Pecah dalam Agregat Pengujian gumpalan lempung dan butir-butir mudah pecah dalam agregat dimaksudkan sebagai acuan dan pegangan dalam pelaksanaan pengujian untuk menentukan gumpalan lempung dan butir-butir mudah pecah dalam agregat alam. Tujuan metode ini adalah untuk memperoleh persen gumpalan lempung dan butirbutir mudah pecah dalam agregat halus dan kasar, sehingga dapat digunakan oleh perencana dan pelaksana pembangunan jalan.
Untuk benda uji agregat kasar persen gumpalan lempung dan butir-butir mudah pecah dihitung sebagai harga rata-rata dari persen gumpalan lempung dan butirbutir mudah pecah untuk masing-masing fraksi yang dikoreksi dengan berat benda uji sesuai gradasi sebelum pemisahan. 5. Pengujian Pemadatan Modified Tujuan dari pemeriksaan ini adalah untuk menentukan hubungan antara kadar air dan kepadatan. - Hitungan berat isi basah dengan menggunakan rumus : b = W 2 W1 ( gr / cm 3 )...(2.1) V dengan : b : berat isi basah (gr/cm 3 ), W 1 : berat cetakan dan keping alas (gr), W 2 : berat cetakan, keping alas dan benda uji (gr), V : isi cetakan (cm 3 ). - Hitung berat isi kering dengan rumus : d = b ( gr/cm 3 )...(2.2) (1 w) dengan : d : berat isi kering (gr/cm 3 ), b : berat isi basah (gr/cm 3 ), w : kadar air (%).