Kajian Peningkatan Daya Dukung Sub Base Menggunakan Pasir Sumpur Kudus Enita Suardi 1) Lusyana 1) Yelvi 2) 1) Teknik Sipil, Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Padang, Padang Kampus Limau Manis Padang, email : enitasuardi@yahoo.co.id 2) Teknik Sipil, Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Padang, Padang Kampus Limau Manis Padang,, email : lusyana_poli@yahoo.com 3) Teknik Sipil, Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Padang, Padang Kampus Limau Manis Padang,, email :yelvi_ch@yahoo.com. Penelitian ini difokuskan membuat suatu campuran agregat kelas B yang sesuai dengan gradasi dan memanfaatkan material yang merupakan limbah. Pemanfaatan pasir gunung daerah Sumpur Kudus ini sebagai subtitusi agregat halus dan diharapkan dapat menyelesaikan dua permasalahan sekaligus yaitu memperoleh lapisan pondasi agregat kelas B yang mempunyai daya dukung yang memenuhi persyaratan sekaligus pemanfataan material lokal yang selama ini hanya bertumpuk hasil dari longsoran yang sering terjadi. Metode yang digunakan adalah metode eksperimen skala laboratorium. Campuran agregat kelas B yang digunakan adalah 55% agregat kasar dan 45% agregat halus yang terdiri dari campuran pasir sungai dan pasir Sumpur Kudus. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian California Bearing Ratio( CBR ) laboratorium terhadap agregat kelas B. Hasil penelitian memperlihatkan dengan penggunaan pasir Sumpur Kudus sebagai subsitusi agregat halus pada campuran lapis pondasi agregat kelas B, nilai CBR lebih besar dibandingkan yang hanya menggunakan pasir sungai untuk agregat halus. Nilai CBR yang tertinggi untuk campuran agregat kelas B diperoleh pada komposisi 55% agregat kasar dan 45% agregat halus dengan komposisis agegat halus yang digunakan terdiri dari 35 % pasir sungai dan 10% pasir Sumpur Kudus Kata kunci: pasir Sumpur Kudus,material kelas B, daya dukung, CBR 1. PENDAHULUAN. Persyaratan agregat halus pada material lapis pondasi agregat kelas B berasal dari partikel pasir atau batu pecah halus yang harus bebas dari bahan organik dan gumpalan lempung. Permasalahan yang biasa terjadi pada proses pembuatan lapis pondasi agregat kelas B adalah sulitnya memenuhi kebutuhan agregat halus yang memenuhi persyaratan gradasi. Untuk menutupi kekurangan agregat halus tersebut, seringkali lapis pondasi agregat kelas B dicampur dengan pasir sungai guna memenuhi persyaratan gradasi dalam spesifikasi. Untuk mengatasi hal tersebut, penambahan pasir sungai selalu diiringi dengan penambahan tanah lempung (clay) dengan jumlah maksimal 5% terhadap jumlah total campuran. Tetapi penggunaan pasir yang yang berlebihan adalah susah dipadatkan terutama penggunaan pasir sungai yang memiliki bentuk butiran bulat yang mudah bergerak bila ada beban diatasnya (Ismanto, B, 2001). Kondisi Lapis Pondasi Agregat Kelas B yang bersifat over clay menyebabkan kepadatan maksimum campuran dan nilai CBR lapangan yang diperoleh tidak memenuhi persyaratan. Penelitian yang menggunakan pasir sebagai material campuran lapis pondasi agregat telah banyak diteliti. Salah satu adalah penelitian tentang penggunaan pasir tailing yang merupakan limbah hasil pengolahan biji emas yang depositnya sangat banyak di daerah Papua. Pada penelitian E. Dunaedie dan R. A. Yamin, 2008, dibutuhkan sekitar 5% tailing dari total campuran untuk campuran lapis pondasi kelas A sesuai spesifikasi gradasi. Jenis pasir yang lainnya yang juga optimal dan belum termanfaatkan sebagai bahan lapis pondasi jalan adalah pasir kuarsa (Iriansyah AS, 2005). Jenis tanah pada daerah Sumpur Kudus adalah tanah yang terdiri campuran antara pasir dengan sedikit lempung yang mempunyai ikatan antar butiran tanah yaitu nilai kohesi tanah mendekati nol dan berat jenis yang rendah. Jenis tanah seperti ini, aliran air pada lereng perbukitan yang terbuka, dapat dengan mudah 134
menggerus permukaan lereng, sehingga pada akhirnya tanah yang terbawa air tersebut dapat menutup saluran air dan badan jalan yang ada. Penelitian yang sudah pernah dilakukan menggunakan tanah daerah Sumpur Kudus ini adalah stabilisasi tanah ini dengan semen. Dari riset yang pernah dilakukan diperoleh hasil gradasi tanah asli tanpa campuran semen dan klasifikasi tanah Sumpur Kudus ini merupakan tanah non kohesif dan termasuk tanah yang berbutir kasar dengan persentase lempung 3,91 %. ( Enita, dkk 2008 ). Untuk memanfaatkan tumpukan tanah Sumpur Kudus yang berupa pasir berlempung, yang sering menutupi badan jalan, pada penelitian ini digunakan untuk material perkerasan jalan yaitu sebagai pengganti agregat klas B yang biasa menggunakan pasir sungai dan clay. Dengan penggunaan pasir Sumpur Kudus sebagai agregta halus kelas B, diharapkan nilai CBR yang diperoleh memenuhi persyaratan dan lapisan pondasi agregat kelas B ini tidak mengalami over clay lagi. Tujuan Penelitian 1. Melakukan pengkajian terhadap perilaku sifat mekanis yaitu nilai CBR material agregat kelas B yang menggunakan pasir Sumpur Kudus sebagai campuran agregat halus, dibandingkan dengan yang menggunakan pasir sungai seperti yang selama ini digunakan 2. Menentukan persentase pasir Sumpur Kudus yang paling optimal untutk mendapatkan nilai CBR maksimal 2. TINJAUAN PUSTAKA Lapis Pondasi Bawah Pada umumnya, perkerasan jalan terdiri dari beberapa jenis lapisan perkerasan seperti pada Gambar 1. yang tersusun dari bawah ke atas,sebagai berikut : Lapisan tanah dasar (sub grade) Lapisan pondasi bawah (subbase course) Lapisan pondasi atas (base course) Lapisan permukaan / penutup (surface course) Gambar 1. Susunan Lapisan Perkerasan Jalan Fungsi dari lapis pondasi bawah berkaitan dengan pendistribusian beban yang terjadi berjenjang ( layer system) dari lapis permukaan sampai ke tanah dasar. Apabila lapisan pondasi dari suatu perkerasan mengalami kegagalan, maka efek kerusakan akan ikut dirasakan oleh lapisan permukaan.terdapat tiga macam bahan yang digunakan untuk lapis pondasi bawah ( subbase) di Indonesia, yang disebut sebagai kelas A, B dan S, dengan syarat/sifat-sifat agregat seperti terdapat pada tabel 1. Tabel 1. Sifat-sifat lapis pondasi agregat Sifat-sifat Kelas A Kelas B Kelas S Abrasi dan agregat kasar 0 40% 0 40% 0 40% Indeks plastisitas 0 6 6 12 4 15 Hasil kali indeks plastisitas dengan 5 lolos ayakan no. 200 Maks. 25 - - Batas cair 0 25 0 35 0 35 Bagian yang lunak 0 5% 0 5% 0 5% CBR Min. 90% Min. 60% Min. 50% Sumber : Spesifikasi Umum 2010 Revisi 2,Departemen PU 135
Pasir Sumpur Kudus sebagai material Lapisan Pondasi Bawah Perkerasan Jalan Jenis tanah pada daerah Sumpur Kudus adalah tanah yang terdiri campuran antara pasir dengan sedikit lempung yang mempunyai nilai ikatan antar butiran tanah ( kohesi) mendekati nol dan berat jenis yang rendah. Dengan jenis tanah seperti ini, aliran air pada lereng perbukitan yang terbuka, dapat dengan mudah menggerus permukaan lereng, sehingga pada akhirnya tanah yang terbawa air tersebut dapat menutup saluran air dan badan jalan yang ada, seperti terlihat pada gambar 2. Gambar 2 Pasir Sumpur Kudus yang Longsor Penelitian yang sudah pernah dilakukan menggunakan tanah daerah Sumpur Kudus ini adalah stabilisasi tanah ini dengan semen. Setelah dilakukan stabilisasi dengan semen, nilai CBR tanah semen meningkat dibandingkan nilai CBR tanah asli ( Enita, dkk 2008 ). Selanjutnya peneliti juga telah melakukan penelitian untuk memanfaatkan tumpukan tanah Sumpur Kudus yang digunakan untuk material perkerasan jalan yaitu sebagai pengganti agregat klas A. Material kelas A yang biasa digunakan adalah pasir sungai dan lempung. Dari penelitian diperoleh hasil nilai CBR dengan adanya penggunaan pasir Sumpur Kudus sebagai pengganti agregat halus pada campuran lapis pondasi atas agregat kelas A. Namun nilai CBR yang diperoleh belum memenuhi nilai yang disyaratkan untuk lapis pondasi atas agregat kelas A. 3. METODA PENELITIAN Metodologi yang digunakan untuk kegiatan penelitian ini adalah dengan melakukan pengujian skala laboratorium yaitu pengujian sifat mekanis campuran agregat kelas B di laboratorium. Pengujian sifat mekanis yang dilakukan adalah pengujian pemadatan dan pengujian CBR. Metode pengujian yang digunakan sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) dan Standar lain seperti American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), American Society for Testing and Materials (ASTM), dan British Standards (BS) digunakan jika tidak terdapat pada Standar Nasional Indonesia. Lokasi - Tanah pasir gunung yang akan digunakan sebagai subtitusi/campuran agregat halus berasal dari Nagari Sumpur Kudus Kabupaten Sijunjung. - Pencampuran serta pengujian terhadap campuran lapis pondasi agregat klas B dilakukan di Laboratorium Pengujian PT Statika Mitra Sarana Sicincin. Perencanaan Campuran Agregat Kelas B Perencanaan campuran Agregat Klas B dibuat dari Formula Campuran Rencana yang harus memenuhi ketentuan gradasi yang diberikan pada tabel 2. 136
Tabel 2. Gradasi Lapis Pondasi Bawah Ukuran Ayakan Persen Berat yang Lolos, % Lolos ASTM (mm) Agregat Kelas B Batas Tengah 2 50 100 100 1 37,5 75-95 85 3/8 9,5 40-75 57,5 No. 4 4,75 30-60 45 No.10 2,0 20-45 32,5 No. 40 0,425 15-30 22,5 No. 200 0,075 5-20 12,5 Berdasarkan gradasi pada tabel 2, mengambil gradasi rencana berdasakan nilai tengah dari spesifikasi agregat kelas B, yaitu prosentase agregat kasar 55% dan agregat halus 45%. Variabel penelitian yaitu persentase pemberian pasir Sumpur Kudus sebagai substitusi agregat halus pada campuran agregat kelas B adalah seperti terdapat pada table 3. Tabel 3 Variabel penelitian Sample Persentase agregat kasar Persentaseagregat halus Pasir sungai Pasir Sumpur Kudus I 55 % 45% 0 % II 55 % 35 % 10 % III 55 % 25 % 20 % IV 55% 15 % 30 % V 55 % 0 % 45 Pengujian Pemadatan Pengujian pemadatan ini bertujuan untuk mendapatkan nilai nilai kadar air optimum dan berat isi kering maksimum dari agregat kelas B. Pengujian pemadatan ini dilakukan untuk agregat kelas B sesuai variabel benda uji pada tabel 2. Nilai kadar air optimum dijadikan acuan dalam pembuatan campuran agregat kelas B untuk dilakukan pengujian CBR. Pengujian CBR Pengujian CBR dilakukan berdasarkan SNI 03 1744 1989 dan bertujuan untuk mendapatkan nilai CBR campuran agregat klas B dan dilakukan pada agregat klas B yang tanpa menggunakan pasir Sumpur Kudus juga yang menggunakan pasir Sumpur Kudus. Pada penelitian ini pengujian CBR dilakukan pada benda uji tanpa perendaman. 4.HASIL DAN PEMBAHASAN Perencanaan campuran Agregat Klas B dibuat dari Formula Campuran Rencana yang harus memenuhi ketentuan gradasi yang diberikan dan proporsi campuran agregat yang dilakukan adalah pencampuran dengan mengambil gradasi rencana dari spesifikasi agregat kelas B yaitu agregat kasar = 55% dan agregat halus = 45%. 137
Pengujian Pemadatan Hasil pengujian pemadatan untuk masing-masing campuran sesuai variabel penelitian dijadikan acuan untuk membuat campuran untuk pengujian CBR, yaitu : - Kadar air yang digunakan untuk membuat campuran adalah kadar air optimum ( OMC ) hasil pengujian pemadatan - Nilai CBR yang diambil adalah nilai CBR pada kondisi 95% berat isi kering maksimum hasil pengujian pemadatan Dari hasil pengujian pemadatan diperoleh hubungan persentase penggunaan pasir Sumpur Kudus dengan kadar air optimum dan berat isi kering maksimum campuran seperti pada tabel 4. Tabel 4. Hasil pengujian pemadatan Kadar pasir Sumpur Kudus Kadar air optimum Berat isi kering maksimum ( gram/cm 3 ) 0 6,1 1,062 10 8,0 2,103 20 7,5 2,12 30 8,0 2,1 45 8,5 2,06 Dari tabel 4 diperoleh hasil dengan adanya penggunaan pasir Sumpur Kudus sebagai campuran material kelas B, nilai kepadatan atau nilai berat isi kering maksimum yang menggunakan pasir Sumpur Kudus, lebih tinggi daripada yang tidak menggunakan pasir Sumpur Kudus sebagai agregat halus. Hubungan nilai kepadatan dengan kadar penggunaan pasir Sumpur Kudus dapat dilihat pada gambar 3. Gambar 3. Grafik hubungan Kadar Pasir Sumpur Kudus dengan Pemadatan Dari grafik di atas terlihat dengan adanya penggunaan pasir Sumpur Kudus sebagai campuran agregat halus pada material kelas B, dapat meningkatkan kepadatan. Nilai berat isi kering maksimum untuk campuran agregat kelas B yang menggunakan pasir Sumpur Kudus, lebih besar dari nilai berat isi kering maksimum campuran tanpa adanya pasir Sumpur Kudus. Kepadatan maksimum diperoleh untuk kadar penggunaan pasir Sumpur Kudus sebesar 20 %. 138
Pengujian CBR Pengujian CBR bertujuan untuk mendapatkan nilai CBR laboratorium dari lapis pondasi bawah agregat kelas B. Dari hasil pengujian CBR dapat dilihat hubungan persentase penggunaan pasir Sumpur Kudus dengan nilai CBR campuran seperti pada tabel 5. Tabel 5. Hasil pengujian CBR Kadar pasir Sumpur Kudus CBR 95% CBR 100% 0 35 54 10 79 86 20 46 78 30 33 44 45 36 59 Dari tabel 5 terlihat nilai CBR untuk kepadatan 95% tanpa penggunaan pasir Sumpur Kudus sebagai agregat halus adalah 35 % dan meningkat menjadi 79% untuk penggunaan pasir Sumpur Kudus 10%. Pada saat penggunaan pasir Sumpur Kudus 20 % nilai CBR turun menjadi 46% dan semakin turun menjadi 33% untuk kadar penggunaan pasir Sumpur Kudus 30%. Untuk pengunaan pasir Sumpur Kudus paling banyak atau semua agregat halus disubsitusi dengan pasir Sumpur Kudus, nilai CBR naik lagi menjadi 36%. Dari tabel 6 juga terlihat untuk kondisi semua agregat halus adalah pasir Sumpur Kudus atau tanpa campuran dengan pasir sungai nilai CBR lebih tinggi dibandingkan dengan nilai CBR yang semua agregat halusnya pasir sungai. Hubungan kadar penggunaan pasir Sumpur Kudus dengan nilai CBR dapat dilihat pada gambar 4. Gambar 4. Grafik Hubungan Kadar Sumpur Kudus dengan Nilai CBR Dari gambar 4 diperoleh bahwa nilai CBR akan naik dengan penggunaan pasir Sumpur Kudus sebagai substitusi agregat halus kecuali untuk penggunaan 30% pasir Sumpur Kudus. Nilai CBR tertinggi sebesar 79% diperoleh pada saat kadar penggunaan pasir Sumpur Kudus 10% dan nilai CBR turun untuk kadar penggunaan pasir yang lebih besar. Sehingga diperoleh kadar penggunaan pasir Sumpur Kudus yang paling optimum adalah 10 %. Komposisi campuran lapis podasi bawah kelas B yang memberikan nilai CBR tertinggi adalah 55% agegat kasar dan agregat halus terdiri dari 35% pasir sungai dicampur dengan 10% pasir Sumpur Kudus. 139
5. KESIMPULAN. Dari pengujian pemanfaatan pasir Sumpur Kudus sebagai campuran agregat halus kelas B, diperoleh kesimpulan : 1. Penggunaan pasir Sumpur Kudus sebagai campuran agregat halus untuk lapis pondasi bawah kelas B, dapat meningkatkan kepadatan. 2. Kadar penggunaan pasir Sumpur Kudus yang paling optimum, yang memberikan nilai CBR tertinggi adalah untuk kadar 10% dengan nilai CBR 79%. Nilai CBR yang diperoleh mememnuhi nilai CBR yang disyaratkan untuk lapis pondasi agregat kelas B yaitu 60%. 3. Komposisi campuran yang memberikan nilai CBR tertinggi adalah 55% agegat kasar dan 45 % agregat halus yang terdiri dari 35% pasir sungai dicampur dengan 10% pasir Sumpur. 6. DAFTAR PUSTAKA [1] Enita,(2008), Perbaikan Lapisan Tanah Dasar Perkerasan Jalan Sijunjung Menggunakan Soil Semen, UPT Penelitian Politeknik Negeri Padang, Padang. [2] Enita, (2013), Kajian Penggunaan Material Pasir Sumpur Kudus Untuk Meningkatkan Kinerja Lapisan Pondasi Atas Agregat Kelas A, UPT Penelitian Politeknik Negeri Padang, Padang. [3] Iriansyah, AS (2005), Pemanfaatan pasir kuarsa sebagai lapis pondasi jalan, Jurnal Jalan dan Jembatan Departemen Pekerjaan Umum. Pusat Penelitian dan Pengembangan Jalan dan Jembatan [4] Departemen Pekerjaan Umum,( 2010 ), Spesifikasi Umum 2010 Revisi 2, Jakarta [5] Departemen Pekerjaan Umum (2005), Perkerasan Berbutir dan Beton Semen. Lapis Pondasi Agregat, Seksi 5.1, 5.1 5.5. [6] Dunaedie, Edie, Yamin, R.A. (2008), Uji Coba Skala Penuh Pemanfaatan Tailing (Pasir Limbah Biji Emas) untuk Bahan Jalan, Kolokium Pusat Penelitian dan Pengembangan Jalan Dan Jembatan, Departemen Pekerjaan Umum [7] Standar Nasional Indonesia (2000), Spesifikasi Agregat Lapis Pondasi Bawah, Lapis Pondasi Atas dan Lapis Permukaan, SNI No. : 03-6388-2000 [8] Standar Nasional Indonesia (1989), Metoda Pengujian CBR Laboratorium, SNI No. : 03-1744-1989 [9] Standar Nasional Indonesia (1989), Metoda Pengujian Kepadatan Berat Untuk Tanah, SNI No. : 03-1743-1989 140