VIII. CBR LABORATORIUM (ASTM D 1883-99) I. MAKSUD 1. Maksud percobaan adalah untuk menentukan nilai CBR (California Bearing Ratio) dari suatu tanah yang dilakukan di laboratorium. 2. Nilai CBR adalah bilangan perbandingan (dalam persen) antara tekanan yang diperlukan untuk menembus tanah dengan piston berpenampang bulat seluas 3 inch 2 dengan kecepatan penetrasi 0,05 inch/menit terhadap tekanan yang diperlukan untuk menembus suatu bahan standard tertentu. 3. Penentuan nilai CBR dapat dilaksanakan terhadap: - contoh tanah tanpa direndam terlebih dahulu - contoh tanah setelah direndam dalam air selama 4 hari (96 jam). Disamping itu nilai CBR dapat dilakukan terhadap: - contoh tanah yang telah dipadatkan secara pemadatan standard - contoh tanah yang telah dipadatkan secara pemadatan berat/modified - contoh tanah yang telah dipadatkan dengan kepadatan tertentu - contoh tanah asli yang diambil dari lapangan II. ALAT 1. Mesin penekan dengan kapasitas sekurang-kurangnya 4,45 ton yang mempunyai kepala atau dasar yang dapat bergerak teratur dengan kecepatan 1,27 mm/menit (0,05 inch/menit). 2. Cincin beban dengan arloji pengukurnya. 3. Silinder pemadatan CBR dengan diameter 6 dan tinggi 7, dilengkapi dengan silinder sambungan tinggi 2, dan pelat alas tebal 3/8 yang berlubang-lubang. 4. Pelat ganjal (spacer disk), diameter 5 " tebal 2,42. 15 16 5. Penumbuk standard atau penumbuk berat (modified). 6. Pengukur pengembangan tanah, terdiri atas pelat berlubang-lubang dengan batang pengatur, tripod, dan arloji-pengukur penetrasi. VIII-1
7. Pelat-pelat beban berlubang ditengah yang utuh atau belah, berat masing-masing 5 lb (2,27 kg). 8. Piston penetrasi penampang bulat luas 3 inch 2, panjang sekurang-kurangnya 4. 9. Macam-macam alat seperti talam, timbangan, oven, bak perendam, kertas filter, dan sebaginya. Silinder Mesin Penekan III. PELAKSANAAN 1. Persiapan benda uji a. Untuk pemeriksaan terhadap contoh yang akan dipadatkan, maka contoh tanah dipersiapkan seperti pada persiapan percobaan pemadatan dengan cara A. Benda uji yang perlu dipersiapkan (siap dipadatkan) sekurang-kurangnya 4,6 kg untuk tanah berbutir halus atau 5,5 kg untuk tanah berbutir kasar. b. Benda uji ini akan diperiksa pada keadaan kepadatan maksimal, sehingga contoh tanah dipersiapkan dengan dicampur air secara merata secukupnya, sedemikian sehingga lembab yang diperoleh adalah kadar air optimum yang harus telah diketahui berdasar cara pemadatan standar atau pemadatan berat/modified (tergantung pada cara dan maksud yang diinginkan). c. Catat dan cantumkan pada laporan cara pemadatan yang dilaksanakan. 2. Pemadatan tanah a. Sebelum dilaksanakan pemadatan, periksa dan catat kadar air tanah. b. - Pasang dan klem pelat alas pada silinder pemadatan dan juga pasang silinder sambungan. - Taruhlah pelat ganjal (spacer disk) dalam silinder di atas pela t dasar, kemudian taruhlah kertas filter di atas pelat ganjal. VIII-2
- Padatkan tanah lembab yang sudah dipersiapkan di dalam silinder pemadatan CBR, dengan cara sesuai dengan percobaan pemadatan dengan cara pemadatan standar cara A, sehingga akan diperoleh kepadatan maksimal dengan kadar air optimum. c. - Lepaskan silinder sambungan, potong dan ratakan tanah padat rata dengan permukaan silinder pemadatan. Bila perlu tambal lubang-lubang yang terjadi/ permukaan yang kasar sehingga didapat permukaan yang halus. - Lepaskan pelat alas dan ambil pelat ganjal. Timbang dan catat berat silinder dengan tanah di dalamnya untuk menghitung/menentukan berat volume tanah. 3. Merendam a. Letakkan selembar kertas filter di atas pelat alas (pelat alas berlubang - lubang). Baliklah silinder berisi tanah, letakkan di atas pelat alas dan diklem (tanah yang permukaannya rata dengan muka silinder diletakkan di atas kertas filter). Apabila direncanakan dilaksanakan mencari nilai CBR tanpa direndam lebih dulu, setelah ini langsung dikerjakan No. 4b. b. Letakkan selembar kertas filter di atas contoh tanah padat dalam silinder, kemudian taruhlah pelat berlubang-lubang dengan batang pengatur di atas kertas filter. Kemudian tambahlah di atasnya dengan pelat-pelat beban. Jumlah pelat beban diperhitungkan sesuai dengan beban (lapis permukaan jalan) di atas tanah yang nantinya akan terjadi, tetapi sekurang-kurangnya 2 buah (10 lb). c. - Silinder bersama tanah dan pelat-pelat beban direndam dalam bak air, sehingga air dapat meresap bebas dari bawah maupun dari atas. - Pasanglah tripod dan perlengkapan untuk percobaan pengembangan dan catatlah pembacaan awal pada arloji ukur. - Biarkan tanah dalam keadaan terendam untuk mengembang selama 96 jam, selama itu muka air harus di buat tetap. Catatlah pengembangan/perubahan pembacaan arloji ukur pada saat-saat : 0, 1, 2, 4, 8, 12, 24, 26, 48, 72, dan 96 jam. VIII-3
Waktu perendaman ini dapat dipersingkat untuk tanah berbutir halus atau untuk tanah berbutir kasar yang telah menghisap air, apabila tampak tidak lagi menunjukkan pengembangan. d. Setelah 96 jam, ambillah tripod pemegang arloji ukur dan keluarkan silinder dari air. Biarkan dan tiriskan selama 15 menit biar air diluar tanah mengalir. Bila perlu miringkan silinder agar air di atas tanah dapat keluar. Tetapi jaga dan hati-hati agar permukaan tanah tidak terganggu. e. Ambil pelat-pelat beban, pelat berlubang-lubang dan kertas filter kemudian timbang dan catat berat tanah bersama silinder. 4. Pelaksanaan Penetrasi a. Letakkan kembali pertama-tama pelat beban yang utuh agar tanah tidak melotot, kemudian pasang silinder pada mesin penetrasi. Aturlah piston penetrasi menempel tanah, kemudian tambahkan/pasang pelat-pelat beban (belah) lainnya seluruhnya yang tadi dipasang pada saat perendaman. b. Dalam hal pemeriksaan CBR pada benda uji tanpa perendaman, maka setelah pekerjaan 2c langsung taruhlah beban-beban di atas tanah dalam silinder, dengan jumlah beban yang sesuai dengan tekanan (berat lapisan perkerasan) yang akan bekerja pada tanahnya nanti, tetapi sekurang-kurangnya 2 buah pelat beban ( jumlah beratnya 2 x 5 lb = 10 lb). Kemudian pasang silinder pada mesin penetrasi dan atur piston penetrasi menempel muka tanah. c. Aturlah mesin penetrasi agar piston penetrasi sedikit menekan tanah, sehingga pada arloji terbaca tekanan sebesar 4,5 kg untuk menjamin kedudukan piston pada permukaan tanah kemudian aturlah arloji beban dan arloji penetrasi pada pembacaan nol. d. Kerjakan pembebanan mesin, sehingga piston mempunyai kecepatan penetrasi sekitar 1,27 mm/menit (0,05 inch/menit). Baca dan catat besarnya penetrasi dan beban penetrasi pada saat-saat penetrasi sebesar 0,64 mm; 1,27mm; 1,91 mm; 2,54 mm; 3,18 mm; 4,45 mm; 5,08 mm; 7,62 mm; 10,16 mm; dan 12,70 mm (atau berturut turut 0,025 ; 0,05 ; 0,075 ; 0,10 ; 0,125 ; 0,15 ; 0,175 ; 0,2 ; 0,3 ; 0,4 ; dan 0,5 ;). Catatlah beban penetrasi maksimum, apabila ternyata hal ini terjadi sebelum penetrasi 12,7 mm. VIII-4
IV. e. - Keluarkan benda uji dari silinder, kemudian periksalah kadar air dari contoh yang diambil pada lapisan setebal 2,5 cm bagian atas benda uji. - Atau jika dikehendaki data kadar air rata-rata dari benda uji, ambillah contoh tanah dari bagian atas, bagian tengah dan bagian bawah benda uji. Banyaknya contoh tanah yang diambil untuk pemeriksaan kadar air tersebut sekurang-kurangnya 100 gram bila contoh tanah berbutir halus atau sekurangkurangnya 500 gram bila contoh tanah kasar. HITUNGAN 1. Grafik penetrasi dan tekanan penetrasi Hitunglah tekanan penetrasi = gaya/beban penetrasi dibagi luas piston penetrasi (= 3 Inch 2 = 19,35 cm 2 ). Gambarkan grafik hubungan antara penetrasi dan tekanan penetrasinya, dengan penetrasi sebagai absis dan tekanan sebagai ordinat. Ada kemungkinan grafik yang diperoleh, pada bagian awalnya tidak berupa garis lurus, maka dalam hal ini diadakan koreksi titik nolnya. 2. Nilai CBR a. Hitung nilai CBR (dinyatakan dalam persen) dari grafik yang telah dikoreksi, yaitu perbandingan antara tekanan penetrasi yang diperoleh terhadap tekanan tekanan penetrasi stanadr, sebagai berikut : - nilai tekanan penetrasi untuk penetrasi 2,54 mm (0,1 ) terhadap t ekanan penetrasi standar yang besarnya 70,37 kg/cm 2 (1000psi), p 2 p 1 1 CBR x 100(p1 dalam kg/cm ) atau CBR x 100 p1 dalam psi 70,37 1000 - nilai tekanan penetrasi untuk penetrasi 5,08 mm (0,2 ) terhadap tekanan penetrasi standar yang esarnya 105,56 kg/cm 2 (1500 psi), p CBR 2 x 100 p kg/cm 2 dalam 105,56 atau p2 CBR x 100 p2 1500 dalam psi 2 Juga hitung nilai CBR terhadap tekanan penetrasi maksimum, apabila hal ini terjadi pada penetrasi kurang dari 5,08 mm (0,2 ). VIII-5
b. Nilai CBR yang digunakan dan dilaporkan adalah nilai untuk penetrasi 0,1. c. Apabila dalam pemeriksaan ternyata nilai CBR untuk penetrasi 0,2 lebih besar dari nilai untuk 0,1, maka percobaan harus diulang. Dan apabila ternyata pada percobaan ulangan ini, nilai CBR untuk 0,2 tetap lebih besar dari yang untuk 0,1 ; maka nilai CBR yang digunakan adalah nilai CBR untuk 0,2. 3. Pengembangan Pengembangan yang terjadi dilaporkan (dalam persen), yaitu perbandingan antara jumlah tinggi pengembangan dibagi tinggi contoh semula x 100. 4. Dalam laporan catat/cantumkan antara lain hal-hal sebagai berikut : Catatan : a. Cara pemadatan yang dilaksanakan, yaitu pemadatan standar atau pemadatan modified dan juga cara yang dipakai, yaitu cara B atau cara D. b. Keadaan percobaan, yaitu direndam atau tidak direndam. c. Berat volume kering tanah sebelum direndam. d. Berat volume kering tanah sesudah direndam. e. Kadar air tanah, yang berupa : - kadar air sebelum dipadatkan - kadar air sesudah dipadatkan - kadar air lapisan atas benda uji setelah direndam, - kadar air rata-rata benda uji setelah direndam. f. Pengembangan tanah karena direndam (dalam persen). g. Nilai CBR tanah (disebutkan tanpa direndam atau dengan direndam). Ukuran silinder pemadatan CBR dengan toleransinya adalah diameter 6 0,005 (152,4 0,13 mm) dan tinggi 7 0,005 (177,8 0,13 mm). Sedang pelat ganjal berdiameter 15 5 inch (150,88 mm) dan tinggi 2,416 inch (61,4 mm). 16 Dengan dipasangnya pelat ganjal didalam silinder pemadatan, maka ukuran silinder akan sama dengan silinder pemadatan besar (lihat percobaan no.7), sehingga cara pemadatan dapat dilakukan baik cara standar maupun modified dengan cara C atau D. VIII-6
UJI CBR LABORATORIUM Sketsa Alat Gambar 8. Mesin Penekan Hasil pengamatan Ukuran silinder : Penumbuk diameter = cm Berat penumbuk =..kg tinggi = cm Jumlah lapisan =..lapis volume = V = cm 3 Jumlah tumbukan tiap lapisan = Berat silinder Berat silinder + tanah basah Tanah basah Berat cawan kosong Berat cawan + tanah basah Berat cawan + tanah kering gram gram gram W 1 gram W 2 gram W 3 gram Hari/Tanggal Praktikum : No. Kelompok: Nama Praktikan : No. Mahasiswa: 1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. Asisten/Laboran Mahasiswa. VIII-7
Lampiran Data Penetrasi Beban Tekanan menit mm inch 25 0.64 0.025 50 1.27 0.050 75 1.91 0.075 100 2.54 0.100 Pembacaan arloji P 1 (kg) P 2 =..x... Tekanan dikoreksi Dari grafik (psi) 125 3.18 0.125 150 3.81 0.150 175 4.45 0.175 200 5.08 0.200 225 5.72 0.225 250 6.36 0.250 275 7.00 0.275 300 7.62 0.300 325 8.26 0.325 350 8.90 0.350 375 9.54 0.375 400 10.16 0.400 425 10.80 0.425 450 11.43 0.450 475 12.07 0.475 500 12.70 0.500 VIII-8