BAB II TINJ AU PUSTAKA
2.7 Parameter untuk Analisis dan Desain Stabilisasi
Parameter untuk analisis serta desain stabilisasi berdasarkan sifat mekanis antara lain berat isi kering maksimum, kadar air optimum, tahanan penetrasi, kepadatan relative, California Bearing Ratio (hasil pemadatan). Parameter di atas dapat dijelaskan melalui parameter berikut :
Tabel 2.6 Parameter Analisis dan Desain Stabilisasi
Karakteristik Simbol Satuan Diperoleh dari Digunakan untuk Berat isi kering
maksimum ϒ dmax t/m³ Kurva hubungan kadar air Pengendalian mutu Kadar air optimum W opt 9
(OMC) % dan kepadatan
CBR CBR (Lab) Pengujian perhitungan Perencanaan tebal lapisan perkerasan Sumber : Mekanika Tanah 2, Hardyatmo (2010)
2.7.1 Berat Isi Kering
Pada contoh tanah dengan pemeriksaan visual akan terdiri dari:
a. Pori-pori atau rongga (voids) yang merupakan ruang terbuka diantara butiran-butiran tanah dengan berbagai ukuran.
b. Butiran tanah yang mungkin mikroskopis dalam ukurannya.
c. Kelembaban tanah yang dapat menyebabkan tanah terlihat basah, lembab ataupun kering. Air dalam pori atau rongga disebut air pori. Pori-pori tanah yang tidak berisi tanah tentu akan penuh dengan udara dan uap air. Apabila contoh tanah tersebut ditimbang maka berat yang ditimbang dianggap sebagai berat isi basah (ϒ w). Bila semua rongga berisi air, maka berat yang
dihasilkan adalah berat isi jenuh (ϒ sat) dan jika contoh tanah dikeringkan, maka berat yang dihasilkan adalah berat isi kering (ϒ d). Berat isi kering dapat diperoleh dengan persamaan :
ϒ d = ϒ Atau,
Dimana :
ϒ d = Berat isi kering (t/m3)
w = Kadar air (%)
Gs = Berat jenis
ϒ w = Berat isi basah (t/m3)
na = Porositas
Nilai puncak dari berat isi kering disebut kerapatan kering maksimum (ϒ dmax), kadar air pada kerapatan kering maksimum disebut kadar air optimum (OMC). Sebuah garis angka pori nol (zero air voids) dapat digambarkan dan selalu berada di atas kurva pemadatan apabila nilai kadar air yang benar digunakan. Garis kadar air nol (ZAV) menunjukkan kerapatan kering pada saat kejenuhan (saturation) 100% (S = 100%), dan langsung dapat dihitung dengan persamaan :
ϒ d = .ϒ
Atau,
ϒ d = .ϒ
Dimana :
2.7.2 Kekuatan Tanah (CBR)
Kekuatan dan kekerasan lapisan tanah termasuk subgrade dapat ditentukan melalui test CBR (California Bearing Ratio) di lapangan maupun di laboratorium. Harga CBR tersebut merupakan perbandingan antara kekuatan tanah yangbersangkutan dengan kekuatan bahan agregat yang dianggap standart (CBR 100%). Hasil test CBR ini dapat dipakai untuk menilai kekuatan tanah dasar (subgrade) dan sekaligus untuk merencanakan tebal perkerasan raya, dalam hal perencanaan tebal perkerasan pada ruas jalan Gresik – Lamongan sebelum dan sesudah distabilisasi direncanakan dengan perkerasan lentur (flexyble pavement). Semakin besar harga CBR maka semakin besar kekuatan tanah tersebut sehingga kebutuhan tebal perkerasan lentur terhadap hubungan korelatif antara CBR dan DDT (Daya Dukung Tanah).
Analisis daya dukung untuk keperluan perencanaan teknik jalan raya, yaitu daya dukung pada subgrade, baik natural subgrade maupun embankment subgrade.
Daya dukung ini didasarkan pada nilai CBR hasil pengujian lapangan maupun hasil pengujian laboratorium.
a. Lapisan tanah dasar asli, yaitu natural subgrade hasil pekerjaan galian. Nilai CBR untuk lapisan ini diperoleh dari uji lapangan dengan alat DCP (Dynamic Cone Penetrometer) atau dengan alat sondir atau dilakukan pengambilan contoh tanah dengan silinder (Mold) untuk uji CBR asli di laboratorium.
b. Lapisan tanah dasar bentukan, yaitu lapisan tanah dasar pada permukaan timbunan (embankment subgrade) hasil pekerjaan urugan. Nilai CBR pada lapisan ini diperoleh dari uji CBR di laboratorium terhadap contoh tanah tidak asli (hasil uji kompaksi).
Pada konstruksi badan jalan yang berupa struktur timbunan perlu ditimbangkan hal-hal berikut :
a. Jika timbunan terletak pada tanah lunak, harus dilakukan perhitungan daya dukung dan besarnya penurunan tanah asli (di bawah timbunan) yang menopang struktur timbunan.
b. Kemiringan lereng timbunan harus dianalisis agar aman terhadap bahaya kelongsoran sehubungan dengan tinggi timbunan dan jenis material urugan.
Sedangkan untuk pengujian laboratorium untuk contoh tanah yang sudah dipadatkan dengan uji kompaksi (pemadatan), untuk penurunan 0,1 inci dirumuskan sebagai berikut :
CBR % = x 100
Untuk penurunan 0,2 inci dirumuskan :
CBR % = x 100
Dimana :
bf = Pembacaan arloji
Dari niali CBR tanah dapat membeikan identifikasi pada kekuatan material yang digunakan sub-grade, sub-base, and base course.
2.7.3 Analisa Saringan
Analisa saringan atau biasa disebut analisa ayakan adalah mengayak dan menggetarkan contoh tanah melalui satu set ayakan dimana lubang-lubang ayakan tersebut makin kecil secara berurutan. Dalam pengujian analisa saringan ini dimaksudkan untuk mengetahui ukuran butir dan susunan butir (gradasi) tanah yang tertahan saringan No. 200. Ada dua prosedur percobaan yang biasa digunakan untuk analisa saringan ini, yaitu :
1. Cara kering 2. Cara basah
Untuk standar ayakan di Amerika Serikat, nomor ayakan dan ukuran lubang diberikan tabel di bawah ini :
Tabel 2.7 Ukuran-Ukuran Ayakan Standar di Amerika Serikat
Sumber : Mekanika Tanah 1, Hardyatmo (2010)
Ayakan No. Lubang (mm)
4 4,750 6 3,350 8 2,360 10 2,000 16 1,180 20 0,850 30 0,600 40 0,425 50 0,300 60 0,250 80 0,180 100 0,150 140 0,106 170 0,088 200 0,075 270 0,053
Mula-mula contoh tanah dikeringkan lebih dahulu, kemudian semua gumpalan-gumpalan dipecah menjadi partikel-partikel yang lebih kecil lalu diayak dalam percobaan dilaboratorium. Setelah cukup waktu untuk mengayak dengan cara getaran, massa tanah yang tertahan pada setiap ayakan ditimbang.
Untuk menganalisa tanah-tanah kohesif, barangkali agak sukar untuk memecah gumpalan-gumpalan tanahnya menjadi partikel-partikel lepas yang berdiri sendiri. Untuk itu, tanah tersebut perlu dicampur dengan air sampai menjadi lumpur encer dan kemudian dibasuh seluruhnya melewati ayakan-ayakan tersebut. Bagian padat yang tertahan pada setiap ayakan dikumpulkan sendiri-sendiri. Kemudian masing-masing ayakan beserta tanahnya dikeringkan dalam oven, dan kemudian berat tanah kering tersebut ditimbang. Hasil-hasil dari analisa ayakan biasanya dinyatakan dalam persentase dari berat total.
2.7.4 Kadar Air (Moistur e Content)
Kadar air dinyatakan dalam persen, dimana terjadi transisi dari keadaan padat ke keadaan semi-padat didefinisikan sebagai batas susut (shrinkage limt). Kadar air dimana transisi dari keadaan semi-padat ke keadaan plastis terjadi dinamakan batas plastis (plastic limit), dan dari keadaan plastis ke keadaan cair dinamakan batas cair (liquid limit). Batas-batas ini dikenal juga sebagai batas-batas Atterberg (Atterberg limits) seperti yang telah dijelaskan di atas.
Dalam laboratorium, test kadar air (moisture content) digunakan untuk menentukan kadar air sample tanah yaitu perbandingan berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat kering tanah tersebut. Istilah-istilah yang umum dipakai untuk hubungan berat adalah kadar air dan berat volume. Sebelum dilakukan
percobaan, benda uji (contoh tanah) dikeringkan terlebih dahulu menggunakan oven pengering. bila oven pengering tidak ada, maka pengering benda uji dapat dilakukan dengan cara :
1. Digoreng di atas kompor.
2. Dibakar langsung setelah disiram dengan spirtus (khusus tanah yang tidak mengandung bahan yang mudah terbakar).
Berat benda uji dan neraca yang dipakai harus disesuaikan dengan butiran tanah maksimum agar didapatkan hasil yang teliti. Berikut tabel perbandingan antara ukuran butiran maksimum dengan berat benda uji minimum :
Tabel 2.8 Perbandingan Ukuran Butiran dan Berat BendaUji
Ukuran Butir Maksimum Berat Benda Uji Minimum Ketelitian
3 / 4 1000 gram 1 gram
# 10 100 gram 0,1 gram
# 40 10 gram 0,01 gram
Sumber : Mekanika Tanah 1, Hardiyatmo (2010)