KORELASI KEPADATAN LAPIS PONDASI BAWAH JALAN RAYA DENGAN KADAR AIR SPEEDY TEST DAN OVEN TEST Anwar Muda Balai Besar Pelaksanaan Jalan Nasional VII/Kementerian Pekerjaan Umum Dosen Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Palangkaraya ABSTRAK Kepadatan Lapis Pondasi Bawah (LPB) jalan raya sangat dipengaruhi oleh kadar airnya. Sehingga, kadar air harus dilakukan dengan tahapan-tahapan yang ada, agar tercapai derajat kepadatan LPB dengan persyaratan teknis yang telah ditetapkan. Pengujian kadar air dapat dilakukan beberapa cara diantaranya dengan speedy test maupun oven test. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui derajat kepadatan LPB dengan sand cone yang kadar airnya dengan speedy test dan oven test serta melakukan korelasi kepadatan LPB dari pengujian kedua kadar air tersebut. Metode yang digunakan pertama-tama adalah melakukan pengujian kepadatan LPB laboratorium untuk mendapatkan berat isi kering laboratorium (γ d lab). Pengujian kepadatan laboratorium dilakukan di Laboratorium Pengujian Dinas Pekerjaan Umum Provinsi Kalimantan Tengah. Dilanjutkan sand cone LPB di pelebaran jalan Tjilik Riwut Palangka Raya untuk mendapatkan berat isi kering tanah lapangan (γ d lap) pada sta 0+350, sta 0+450, sta 0+550, sta 0+65 dan sta 0+750 dengan kadar air speedy test dan oven test. Pengujian kadar air oven test dilakukan di Laboratorium Transportasi Universitas Muhammadiyah Palangkaraya. Hasil penelitian menunjukkan, bahwa kepadatan LPB di laboratorium adalah 2,15 t/m 3. Kemudian derajat kepadatan LPB dengan kadar air uji speedy test di sta 0+350 sebesar 100,18%, sta 0+450 sebesar 1010,07%, sta 0+550 sebesar 100,48%, sta 0+650 sebesar 100,83% dan sta 0+750 sebesar 100,57%. Sedangkan derajat kepadatan LPB dengan kadar air oven test di sta 0+350 adalah 102,23%, sta 0+450 sebesar 102,14%, sta 0+550 sebesar 102,14%, sta 0+650 sebesar 102,32% dan sta 0+750 sebesar 102,14%. Kenaikan derajat kepadatan LPB dengan kadar air oven test dilakukan korelasi atau hubungan persamaan terhadap derajat kepadatan speedy test. Dimana derajat kepadatan LPB dengan kadar air oven test sebagai variabel bebas y dan derajat kepadatan speedy test sebagai variabel terikat x. Sehingga, persamaan korelasi atau hubungan derajat kepadatan LPB yaitu y = 1,02x. Kata kunci : korelasi, kepadatan, lapis pondasi, speedy test, oven test 1
PENDAHULUAN Latar Belakang Salah satu hal penting pada pekerjaan lapis pondasi jalan raya di lapangan adalah kepadatannya. Karena itu, jika kepadatan lapis pondasi jalan raya seperti Lapis Pondasi Bawah (LPB) tidak mencapai derajat kepadatan yang dipersyaratan akan berpotensi lebih cepat mengalami kerusakan. Bahkan akibat kerusakan tersebut dapat mempengaruhi Lapis Pondasi Atas (LPA) dan Lapis Permukaan (LP). Menurut Bina Marga 2012, bahwa derajat kepadatan adalah perbandingan antara kepadatan lapangan dengan kepadatan laboratorium minimal mencapai 100%. Dimana, kepadatan lapangan merupakan berat isi kering LPB yang diperoleh dari pengujian kerucut pasir (sand cone) sedangkan kepadatan laboratorium adalah berat isi kering LPB yang didapatkan dari hasil pengujian pemadatan. Kepadatan lapangan atau berat isi kering LPB di lapangan dilakukan dengan sand cone dengan pengujian 2 (dua) kadar air yang berbeda. Pengujian kadar air yang pertama dilakukan dari contoh tanah dari galian sand cone dengan speedy test sedangkan yang kedua dilakukan dari contoh tanah dari galian sand cone juga, namun kadar airnya dilakukan dengan di oven test selama 24 jam. Setelah melakukan proses pengujian kepadatan LPB di laboratorium dan kepadatan LPB di lapangan, selanjutnya akan dilakukan korelasi atau hubungan kepadatan LPB kedua kadar air tersebut yaitu kadar air speedy test dan di oven test dan akan diperoleh korelasi kepadatan LPB dengan kedua kadar air tersebut. Alasan Melakukan Penelitian Alasan melakukan penelitian ini adalah untuk mencari derajat kepadatan LPB dilapangan dengan perbandingan nilai kadar air speedy test dan di oven test. Kemudian lain adalah untuk mengetahui apakah nilai derajat kepadatan LPB dilapangan dengan kadar air speedy test sama hasilnya dengan kadar air di oven test ataukah berbeda nilai derajat kepadatan LPB nya. Kalau derajat kepadatan LPB nya sama dari kedua kadar air tesebut maka dapat digambarkan bahwa korelasi derajat kepadatan LPB nya dalam hubungan satu garis linier. Namun jika berbeda derajat kepadatan LPB nya dari kedua kadar air tesebut, maka akan dicari nilai korelasi kepadatan LPB nya. Inilah gambaran alasan melakukan penelitian ini. Tujuan Dilakukan Penelitian Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah untuk mengetahui derajat kepadatan LPB dilapangan dengan kadar air speedy test dan di oven test. Kemudian melakukan korelasi atau hubungan derajat kepadatan LPB dilapangan dari kedua kadar air tersebut. Kajian Pustaka Yang Relevan Saodang H, (2005) dalam bukunya yang berjudul Konstruksi Jalan Raya menyatakan, bahwa Lapis pondasi bawah (sub base) 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 yang menjadi ke lapis tanah dasar. Dengan fungsi sebagai meneruskan beban, maka lapis pondasi bawah harus benar-benar kuat dan stabil terhadap beban struktur maupun non struktur. Untuk mencapai lapis pondasi bawah (sub base) jalan kuat dan stabil diperlukan teknik 2
pemadatan. Dengan pemadatan, akan mengalami pengurangan volume dan kadar air namun nilai berat volume bertambah sehingga kepadatan lapis pondasi bawah jalan akan bertambah. Sedangkan kepadatan di lapangan diukur dari derajat kepadatannya. Derajat kepadatan merupakan perbandingan kepadatan di lapangan dan kepadatan di laboratorium minimal mencapai 100% (Spesifikasi Bina Marga, 2010). Lapis Pondasi Bawah (LPB) jalan harus dilakukan dengan pengujian kepadatan berat di laboratorium, artinya diperlukan pemadatan dengan berat palu dan jumlah pukulan lebih banyak dibandingkan pemadatan ringan. Menurut SNI 03-1743-1989, bahwa pemadatan berat bertujuan untuk menentukan hubungan kadar air dan berat isi tanah dengan memadatkan di dalam cetakan silinder berukuran tertentu dengan menggunakan alat penumbuk 4,54 kg dan tinggi jatuh 45,70 cm. Untuk menentukan hubungan kadar air dengan berat volume, dan untuk mengevaluasi tanah agar memenuhi persyaratan kepadatan, maka umumnya dilakukan uji pemadatan. Menurut Proctor (1933) (dalam Hardiyatmo, 2006), telah mengamati bahwa ada hubungan yang pasti antara kadar air dan berat volume kering tanah padat. Untuk berbagai jenis tanah pada umumnya, terdapat satu nilai kadar air optimum tertentu untuk mencapai berat volume kering maksimumnya. Hubungan berat volume kering (γd) dengan berat volume basah (γb) dan kadar air (w) dinyatakan dalam Persamaan 1.1. b d 1.1 1 w Karateristik kepadatan tanah dapat di nilai dari pengujian standar di laboratorium yang disebut standar Proctor. Prinsip pengujiaan menggunakan pemadat berupa silinder mould yang mempunyai volume 9,44 x 10-4 m 3. Tanah di dalam mould dipadatkan dengan penumbuk yang beratnya 2,5 kg dengan tinggi jatuh 30,50 cm. Tanah dipadatkan dalam tiga lapisan dengan tiap lapisan ditumbuk 25 kali. Sedangkan kepadatan dengan pengujian berat (modified Proctor), mould yang digunakan tetap sama, hanya berat penumbuknya diganti dengan yang 4,54 kg dengan tinggi jatuh penumbuk 45,72 cm. Pada pengujian ini, material dalam mould ditumbuk dalam 5 lapisan (Hardiyamo, 2006). Pada Gambar 1.2 memperlihatkan hubungan kadar air dengan berat isi kering seperti berikut. Gambar 1.2 Kurva hubungan kadar air dan berat volume kering (Hardiyatmo, 2006) Kemungkinan berat volume kering maksimum dinyatakan sebagai berat volume kering dengan tanpa rongga udara (zero air void) atau berat volume kering saat tanah menjadi jenuh (γzav) dapat dihitung pada Persamaan 1.3. Gs. w zav. 1.3 1 wgs. Dimana, γ zav berat isi kering pada keadaan zero air void (tanpa rongga udara), γ w adalah berat isi air, w adalah kadar air dari hasil uji sand cone dan Gs adalah berat jenis sampel. Sedangkan pengujian kepadatan lapisan pondasi bawah jalan di lapangan dilakukan dengan metode kerucut pasir (sand cone). Metode sand cone ini sebenarnya lebih cocok digunakan untuk material tanah berbutir halus seperti tanah 3
timbunan. Namun, menurut SNI 03-2828-1992 bahwa lapisan tanah atau lapis pondasi bawah berupa sirtu dan batu pecah yang akan diuji yang mengandung butir berukuran tidak lebih dari 5 cm, harus dipersiapkan terlebih dahulu dengan membuat lubang berdiameter 16,51 cm, kedalaman 10 cm sampai 15 cm. Setelah melakukan sand cone, dimana contoh tanah dari galian lubang sand cone diambil untuk pengujian kadar air. Pengujian kadar air dari contoh tanah ini dilakukan 2 (dua) cara yaitu dengan speedy test dan oven test selama 24 jam di laboratorium. Menurut SNI 1965 :2008 bahwa pengujian kadar air di laboratorium dengan benda uji dikeringkan dalam oven selama 12 sampai 16 jam hingga beratnya konstan. Kehilangan berat akibat pengeringan merupakan berat air. Kadar air dihitung dengan menggunakan berat air dengan berat benda uji kering. Adapun perhitungan kadar air dinyatakan dengan persamaan 1.4 berikut.. b w.... 1.4 1 w Dimana, γ b berat isi basah dari sampel, dan w adalah kadar air dari hasil uji sand cone Sedangkan kadar air lapis pondasi bawah jalan di lapangan dengan speedy test dilakukan dengan mengguncang akan diperoleh kadar air lapangan. Menurut SNI 03-1965.1-2000, bahwa lingkup pengujian standar kadar air dengan speedy test. Standar ini menetapkan metode pengujian kadar air tanah dengan alat speedy. Metode ini tidak boleh digunakan untuk material berbutir dengan ukuran partikel-partikel cukup besar yang dapat mempengaruhi keakuratan pengujian. Banyaknya material yang tertahan saringan 4,75 mm, secara umum harus diperhatikan. Alat uji super 200 D dirancang digunakan untuk agregat. Untuk menghitung derajat kepadatan akan dihitung dengan persamaan 1.5 berikut. dlapangan R x100%. 1.5 lab Dimana, γd lapangan adalah berat isi kering lapangan dan, dan γd lab adalah berat isi kering dilaboratorium dan R adalah derajat kepadatan minimal mencapai 100% Metode Penelitian Metode penelitian dari awal hingga berakhirnya penelitian mengacu pada diagram alir seperti pada Gambar 1.1 Gambar 1.1 Diagram Alir Tahapan Penelitian Hasil dan Pembahasan a. Karakteristik Kepadatan Lapis Pondasi Bawah Laboratorium Mulai Menyiapkan alat Sand Cone Test Speedy Test Oven Test Pengujian Kepadatan LPB Laboratorium Pengujian Kepadatan LPB Lapangan Kadar Air Speedy Test Kadar Air Oven Test Hasil Penelitian Selesai Adapun karakteristik hasil pemadatan Lapis Pondasi Bawah (LPB) di laboratorium pada Pelebaran Jalan Tjilik Riwut Palangkaraya seperti Tabel 1.1 sebagai berikut : 4
Kadar air, w (%) Tabel 1.1 Karateristik Pemadatan Lapis Pondasi Bawah Uraian Simbol Satuan Hasil Berat Isi Kering Maks γ d maks kg/cm 3 2,15 8,50 8,00 7,50 7,00 6,50 8,2 6,53 Speedy Test 6,6 6,6 Oven Test 7,5 7,3 Kadar Air Optimum W opt % 7,40 Berdasarkan Tabel 1.1 di atas menunjukkan bahwa dari pengujian pemadatan metode pemadatan berat didapatkan berat isi kering maksimum γ d maks sebesar 2,15 kg/cm 3 pada kadar air optimum 8,44%. Menurut Hardiyatmo (2006), bahwa kepadatan LPB laboratorium Pelebaran Jalan Tjilik Riwut Palangkaraya terjadi pada 2,15 kg/cm 3 dimana jumlah pukulan pada mould diameter 6 inch adalah 25 pukulan per lapis dengan ketentuan sebanyak 5 lapis. Kemudian, SNI 03-1743-1989 menyatakan, bahwa pemadatan berat yang terjadi di Pelebaran Jalan Tjilik Riwut seperti Tabel 1.1 telah memberikan kadar air optimum 8,44% dan berat isi tanah 2,15 kg/cm 3 dengan memadatkan di dalam cetakan silinder berukuran tertentu dengan menggunakan alat penumbuk 4,54 kg dan tinggi jatuh 45,70 cm. b. Karakteristik Kadar Air Speedy Test dan Oven Test Adapun karakteristik kadar air speedy test dan oven test dari Lapis Pondasi Bawah di lapangan dari contoh material dari galian sand cone seperti Gambar 1.2 dan kepadatan LPB lapangan Pelebaran Jalan Tjilik Riwut Palangkaraya pada Tabel 1.2 berikut : 6,00 5,89 5,50 5,45 5,53 5,64 5,00 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 Sta Gambar 1.2 Karakteristik Kadar Air Speedy Test dan Oven Test Berdasarkan Gambar 1.2 di atas, bahwa kadar air LPB dengan speedy test dari sta 0+350 sampai 0+750 terlihat paling tertinggi 8,20% dan paling terendah 6,60%. Kemudian kadar air dengan oven test paling tertinggi 6,53% dan paling terendah 5,45%. Ini menunjukkan bahwa kadar air pada LPB dengan oven test lebih rendah sehingga kadar air LPB dengan oven test lebih akurat dibanding dengan kadar air speedy test. Keakuratan kadar air dengan oven test ini dikarenakan sampel kadar air yang diambil dari lubang sand cone dikeringkan hingga 24 jam sedangkan speedy hanya butuh waktu beberapa saat yaitu 2 5 menit dan kemungkinan adanya partikel cukup besar.. Menurut SNI 03-1965.1-2000, bahwa pengujian kadar air tanah dengan alat speedy test tidak boleh digunakan untuk material berbutir dengan ukuran partikel-partikel cukup besar yang dapat mempengaruhi keakuratan pengujian. Sedangkan Menurut SNI 1965:2008 bahwa pengujian kadar air di laboratorium dengan benda uji dikeringkan dalam oven selama 12 sampai 16 jam hingga beratnya konstan. Kehilangan berat akibat pengeringan merupakan berat air. 5
Kadar air, w (%) Tabel 1.2 Karakteristik Kepadatan LPB dengan Kadar Air Speedy Test dan Oven Test No Uraian Satuan STA 0+350 0+450 0+550 0+650 0+750 1 Kadar air Speedy Test % 8,20 6,60 6,60 7,50 7,30 2 Kadar Air Oven Test % 6,53 5,45 5,53 5,89 5,64 3 Berat Isi Kering Speedy Test kg/cm 3 2,154 2,173 2,160 2,168 2,162 4 Berat Isi Kering Oven Test kg/cm 3 2,155 2,196 2,196 2,200 2,196 5 Derajat Kepadatan Speedy Test % 100,18 101,07 100,48 100,83 100,57 6 Derajat Kepadatan Oven Test % 102,23 102,14 102,14 102,32 102,14 c. Korelasi Kepadatan LPB dengan kadar air speedy test dan oven test seperti Gambar 1.3 berikut. 103,00 102,50 102,00 101,50 101,00 100,50 102,23 Gambar 1.3 Grafik Korelasi Kepadatan LPB Pada Gambar 1.3 terlihat, bahwa derajat kepadatan LPB dengan kadar air speedy test paling tertinggi di sta 0+450 yaitu 101,07% dan paling terendah di sta 0+350 yaitu 100,18%. Kemudian, derajat kepadatan LPB dengan kadar oven test paling tertinggi di sta 0+650 yaitu 102,32% dan paling terendah di sta 0+450, 0+550 dan 0+750 yaitu masing-masing 102,14%. Ini menunjukkan bahwa derajat kepadatan LPB dengan kadar air oven test lebih akurat dibandingkan dengan kadar air speedy test. Keakuratan derajat kepadatan LPB kadar air oven Speedy Test Rata-rata Speedy Test Linear (Rata-rata Speedy Test) y = 102,19 102,14 102,14 101,07 y = 100,63 100,48 Oven Test Rata-rata Oven Test Linear (Rata-rata Oven Test) 102,32 100,83 100,18 100,00 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 Sta 102,14 100,57 test terjadi dikarenakan proses pengeringan sampel di oven test hingga 24 jam, sedangkan speedy test hanya waktu 2 5 menit atau jarum kadar air menunjukkan konstan. Menurut Spesifikasi Bina Marga (2010), bahwa kepadatan di lapangan diukur dari derajat kepadatannya. Derajat kepadatan merupakan perbandingan kepadatan di lapangan dan kepadatan di laboratorium minimal mencapai 100%. Namun secara keseluruhan derajat kepadatan rata-rata LPB dengan kadar air speedy test adalah 100,63% sehingga memenuhi syarat teknis Bina Marga yaitu derajat kepadatan minimal 100%. Kemudian, derajat kepadatan rata-rata LPB dengan kadar air oven test terjadi kenaikan dari derajat kepadatan LPB dengan kadar air speedy test yaitu 102,19%. Besarnya kenaikan derajat kepadatan LPB dengan kadar air oven test dilakukan korelasi atau hubungan persamaan yaitu derajat kepadatan oven test sebagai variabel bebas y dan derajat kepadatan speedy test sebagai variabel terikat x. Sehingga, persamaan korelasi atau hubungan derajat kepadatan LPB yaitu y = 1,02x. 6
Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Derajat kepadatan rata-rata LPB dengan kadar air speedy test adalah 100,63% sehingga memenuhi syarat teknis Bina Marga yaitu derajat kepadatan minimal 100%. 2. Derajat kepadatan rata-rata LPB dengan kadar air oven test terjadi kenaikan dari derajat kepadatan LPB dengan kadar air speedy test yaitu 102,19%. 3. Besarnya kenaikan derajat kepadatan LPB dengan kadar air oven test dilakukan korelasi atau hubungan persamaan yaitu derajat kepadatan oven test sebagai variabel bebas y dan derajat kepadatan speedy test sebagai variabel terikat x. Sehingga, persamaan korelasi atau hubungan derajat kepadatan LPB yaitu y = 1,02x. SNI 03-1743-1989, Metode Pengujian Kepadatan Berat SNI 03-1965.1-2000 (PDM 08-2000-03), Air Tanah Dengan Alat Speedy SNI 03-2828-1992 Pengujian Kepadatan Lapangan Dengan Sand Cone (Cara Pengujian dan Permasalahannya) SNI 03-2828-1992, Metode Pengujian Kepadatan Lapangan Dengan Alat Konus Pasir SNI 1965:2008, Cara Uji Penentuan Kadar Air Untuk Tanah dan Batuan di Laboratorium Saran 1. Derajat kepadatan Lapis Pondasi Bawah (LPB) jalan raya dapat diukur dengan cepat dengan speedy test dibandingkan dengan oven test, namun disarankan penelitian lanjutan sebagai bahan pertimbangan derajat kepadatan, baik timbunan, lapis pondasi bawah, dan lapis pondasi atas jalan raya. Daftar Pustaka Hardiyatmo, H.C, (2010), Stabilisasi Tanah Untuk Perkerasan Jalan, Gajah Mada University Press, Yogyakarta. Hardiyatmo, HC, (2006), Mekanika Tanah 1, Edisi Keempat, Gajah Mada University Press, Yogyakarta. Saodang H, (2005), Konstruksi Jalan Raya, Nova, Bandung 7