2. Waktu Siklus
2.2.5 Alat Pemadat (Compactor)
Pemadatan tanah (soil compaction) merupakan proses untuk mengurangi adanya rongga antar partikel tanah sehingga volume tengah menjadi lebih kecil. Pada umumnya proses ini dilakukan oleh alat pemadat khusus yang berupa roller. Akan tetapi, dengan adanya lalu lintas di atas suatu permukaan maka secara tidak langsung material di permukaan tersebut menjadi lebih padat, apalagi jika yang melewati permukaan tersebut adalah alat berat. Roda crawler pada alat berat memberikan tekanan terhadap permukaan tanah yang cukup besar, demikian juga roda ban. Dapat ditarik suatu kesimpulan dari pengalaman yang ada bahwa alat-alat berat yang melewati
suatu permukaan proyek telah memberikan kontribusi sekitar 75% terhadap kepadatan yang diinginkan.
Terdapat tiga faktor yang mempengaruhi proses pemadatan yaitu berikut ini. 1. Gradasi material yang akan dipadatkan
2. Kadar air dari material (moisture content) 3. Usaha pemadatan (compactive effort)
Pemadatan juga dilakukan dengan memberikan getaran, khususnya pada partikel-partikel yang kering dan seragam. Sedangkan pada jenis material yang liat dan banyak mengandung air, pemadatan dilakukan dengan memberikan tekanan diatasnya. Pada kebanyakan tanah yang mengandung partikel halus dan sedikit lembab, pemadatan dilakukan dengan memberikan tekanan dengan berat yang tetap (static weight), getaran (vibrating) atau keduanya.
a. Jenis Alat Pemadatan
Jenis alat berat yang unrum dipakai di dalam proyek konstruksi terdiri atas tujuh jenis yang pemakaiannya tergantung diri kebutuhan.
Jenis-jenis tersebut adalah berikut ini. Tamping roller
Modified tamping roller Smooth-wheel roller Pneumatic tired roller
Vibrating compactor, termasuk tamping, smooth-wheel dan pneumatic Vibrating plate secara manual
Compactor manual
sedangkan energi yang diberikan oleh alat terhadap permukaan tanah adalah dengan metode sebagai berikut.
Kneading atau peremasan
Tanah diremas oleh gigi pada roda sehingga udara dan air yang terdapat di antara partikel material dapat dikeluarkan.
Permukaan tanah ditekan oleh suatu berat tertentu secara perlahan-lahan. Vibration atau getaran
Tanah di bawah alat pemadat diberikan getaran yang berasal dari alat tersebut sehingga partikel tanah yang kecil dapat masuk di antara partikel-partikel yang lebih besar untuk mengisi rongga yang ada.
Impact atau tumbukan
Proses yang dilakukan dengan metode ini adalah dengan menjatuhkan benda dari suatu ketinggian. Selain tanah menjadi lebihn padat, dengan proses ini partikel tanah yang lebih besar menjadi pecah sehingga butiran partikel menjadi seragam.
Tabel 2.15 : Alat pemadat yang cocok untuk jenis tanah tertentu
Keterangan : 1 = direkomendasikan 2 = dapat dipakai 3 = kurang direkomendasikan (Sumber: Construction Methods and Management, 1998)
b. Tamping Roller
Yang disebut dengan tamping roller adalah alat pemadat yang berupa sheep’s foot roller. Tamping roller ada yang dapat bergerak sendiri maupun ditarik oleh alat lain dalam melakukan
pekerjaannya. Jenis alat pemadat ini mempunyai roda baja yang pada permukaannya terdapat gigi-gigi. Setiap roller atau rodanya mempunyai lebar dan keliling yang bervariasi. Setiap unit alat pemadat ini terdiri dari satu atau lebih roda. Metode pemadatan yang digunakan oleh alat ini adalah kneading action atau peremasan. Dengan pemadatan metode ini permukaan tanah diharapkan dapat dilalui tanpa mengalami banyak hambatan. Jika permukaan tanah tidak sesuai dengan apa yang ingin dicapai, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa roller yang digunakan terlalu berat atau tanah terlalu lembek untuk dipadatkan dengan metode ini. Tamping roller baik digunakan untuk jenis tanah lempung berpasir dengan kedalaman efektif pemadatan sekitar 15 sampai 25 cm.
Gambar 2.19 : Tamping Roller (gambar belakang) dan Vibrating Steel Drum Roller
(Sumber: TRADISA)
c. Modified Tamping Roller
Sering disebut juga sebagai grid roller. Dengan memberikan pemberat berupa balok beton, tekanan yang diberikan alat pada tanah menjadi lebih besar. Jika tanah mengandung batuan, grid roller yang
diberi pemberat dapat membantu alat untuk memecahkan batuan sehingga permukaan tanah relatif lebih rata.
Jenis pemadat tipe ini dibagi berdasarkan tipe dan beratnya. Berat alat pemadat ini ditentukan dalam ton. Kadang-kadang berat alat ini ditingkatkan dengan cara diberi pemberat dari air atau pasir. Jika spesifikasi sebuah alat adalah 8-14 ton maka berat alat tanpa pemberat adalah 8 ton dan berat maksimum pemberat adalah 6 ton. Smooth-wheel roller sangat baik digunakan untuk memadatkan material berbutir seperti pasir, kerikil, dan batuan pecah. Permukaan tanah yang telah dipadatkan dengan tamping roller akan menjadi lebih licin dan rata jika dipadatkan kembali dengan alat ini. Kedalaman efektif lapisan yang dipadatkan dengan alat ini sekitar 10 cm sampai 20 cm.
Gambar 2.20 : Smooth-wheel roller
(Sumber: Construction Planning, Equipment and Methods, 1996) Gambar 2.21 : Pneumatic Roller
e. Pneumatic-tired roller
Umumnya alat ini digunakan untuk pemadatan aspal hotmix. Proses pemadatan alat ini menggunakan gabungan antara metode kneading action dan static weight. Alat ini ada yang kecil dengan jumlah as roda tandem dua buah yang terdiri dari empat sampai sembilan roda pada setiap asnya. Roda belakang dan roda depan letaknya tidak sejajar,sehingga rongga antara roda dapat tetap dipadatkan dengan roda belakang. Tekanan pada roda yang sangat besar serta berat dari alat yang cukup besar membuat alat ini mampu memadatkan tanah sampai ke kedalaman yang lebih besar daripada alat yang kecil. Alat pemadat yang kecil baik digunakan untuk memadatkan lapisan dengan kedalaman berkisar antara 10 sampai 20 cm, sedangkan alat yang besar dapat mencapai kedalaman 60 cm.
f. Vibrating Compactor
Dengan alat ini, jenis material seperti pasir, kerikil, dan batuan pecah dapat dipadatkan dengan lebih baik karena alat ini memberikan tekanan dan getaran terhadap material di bawahnya. Dengan adanya getaran maka partikel yang lebih kecil mengisi rongga diantara partikel-partikel yang lebih besar. Jenis alat ini yang dikenal adalah:
a) vibrating padded drum roller, b) vibrating steel-drum roller, c) vibrating pneumatic-tired roller.
Alat yang mempunyai roda depan besi dan roda berakang karet digunakan untuk pemadatan tanah. Pada roda karet terdapat kembang yang berfungsi untuk menjaga agar alat tidak mengalami stip. sedangkan alat dengan roda depan dan belakang yang terbuat dari besi (vibrating padded drum roller) digunakan untuk pemadatan aspal. Alat ini mampu untuk memadatkan lapisan berkisar pada kedalaman antara 7,5 sampai 15cm. Akan tetapi, steel-drum vibratory roller yang besar dapat mencapai kedalaman 1 meter.
Alat ini digunakan sebagai pemadat tanah dan lapisan aspal tempat alat yang besar tidak dapat atau kurang efektif untuk digunakan. Alat ini digerakkan secara manual.
h. Manually Operated Ramer Compactor
Alat ini juga digerakkan secara manual. Alat baik digunakan untuk memadatkan tanah yang kohesif dan tanah campuran.
2.2.5.2 Produktivitas Alat Pemadatan
Untuk mendapatkan produktivitas yang efektif, ketebalan lapisan yang akan dipadatkan haruslah kecil. Untuk semua roller kecuali vibratory dan pneumatic roller yang besar, ketebalan pemadatan yang disarankan berkisar antara 15 sampai 20 cm. Untuk pneumatic roller ketebalan pemadatan sekitar 30 cm sedangkan vibratory roller ketebalannya tergantung pada jenis tanah dan berat alat. Untuk tanah berbutir, ketebalan yang efektif berkisar antara 20 sampai 122 cm tergantung dari berat alat, sedangkan untuk batuan ketebalannya bisa mencapai 2,1 m.
Perhitungan produktivitas alat pemadat dapat dilakukan dengan menggunakan rumus berikut ini.
Prod = 10x W x S x L x EP
P adalah jumlah pass yang diperlukan untuk pemadatan (ccm/jam), W adalah lebar pemadatan per pass (m), S adalah kecepatan pemadatan (km/jam), L ketebalan lapisan akhir yang diinginkan (cm).
Jumlah pass yang diperlukan untuk mencapai kepadatan tertentu tergantung dari jenis tanah dan densitas atau kepadatan (g/cm3, lb/cuft) tertentu. Pada grafik dibawah dapat dilihat berapa pass yang diperlukan untuk mencapai kepadatan yang diinginkan.
Gambar 2.22 : Jumlah pass versus kepadatan
(Sumber: Construction Methods and Management, 1998) Contoh :
Perkirakan produktivitas sebuah alat pemadatan jika kecepatan rata-rata alat adalah 8 km/jam, ketebalan pemadatan 15 cm, lebar pemadatan 3 m, efisiensi 50 menit/jam, dan jumlah pass adalah 8.
Prod = 10x3x8x815x50/60 = 375ccm/jam