Kondisi Tanah pada Lokasi Penelitian
Tanah pada lahan tersebut adalah jenis latosol coklat kemerahan (Setiawan dkk., 2002). Tekstur tanah didominasi oleh liat. Menurut Hardjowigeno (2003),
20
tanah-tanah liat umumnya mempunyai indeks plastisitas yang tinggi. Tanah yang bertekstur liat mempunyai kemampuan menahan air dan menyediakan unsur hara yang tinggi karena memiliki permukaan yang lebih besar. Menurut Soepardi (1983) tanah dengan tekstur liat yang tinggi membuat tanah menjadi sukar/berat diolah karena tanah liat bila terlalu kering akan menggumpal dan keras serta pada keadaan basah nilai kelengketan pada roda traktor akan semakin tinggi.
Pada lintasan tanah dilakukan 3 kali pengukuran dengan kadar air tanah rata-rata 35.31%, 42.77%, dan 47.69%. Kondisi kadar air yang berbeda dalam satu lokasi dikarenakan perubahan cuaca saat kegiatan pengambilan data. Data kadar air untuk tiap titik pengukuran selengkapnya disajikan pada lampiran 5 sampai 7. Kadar air yang berbeda juga berpengaruh terhadap tahanan penetrasi tanah. Data kondisi tanah pada lokasi penelitian dapat dilihat pada gambar 25 dan data tahanan penetrasi untuk tiap titik pengukuran selengkapnya disajikan pada lampiran 2 sampai 4.
Sebelum dilakukan kegiatan pengambilan data tahanan penetrasi, terlebih dahulu dilakukan kalibrasi terhadap penetrometer SR-2 yang akan digunakan pada penelitian ini. Data hasil kalibrasi penetrometer dapat dilihat pada gambar 24.
Gambar 25 menunjukkan bahwa kadar air tanah mempengaruhi tahanan penetrasi. Tahanan penetrasi tanah menurun dengan meningkatnya kadar air tanah. Hal ini dikarenakan semakin meningkatnya kadar air maka kekuatan tanah akan berkurang sehingga gaya yang dibutuhkan alat untuk menembus tanah dengan luas kerucut yang sama akan semakin rendah. Pada kadar air tanah 47.69% tahanan penetrasi tanah terus meningkat pada setiap kedalaman pengukuran. Pada kadar air 35.31% dan 42.77% penetrasi tanah menurun pada kedalaman 10 dan 15 cm kemudian nilai penetrasi naik lagi pada kedalaman 20 cm. Hal ini dapat disebabkan adanya pori pada kedalaman tanah tersebut, sehingga tekanan alat tidak maksimal dan menyebabkan penurunan nilai.
Nilai tahanan penetrasi di lintasan uji ini cukup tinggi dikarenakan sebelum penelitian ini dilakukan, traktor berkali-kali melintasi lahan ini sehingga dimungkinkan terjadinya pemadatan.
21
Gambar 25 Grafik tahanan pentrasi
Hasil Pengukuran Luas Kontak Ban pada Permukaan Jalan yang Berbeda
Hasil visualisasi luas kontak ban diambil dengan menggunakan kamera handphone 5.0 Megapixel. Visualisasi dilakukan dengan metoda fotografi yang kemudian diolah dengan media software yaitu ImageJ menggunakan metode scaling image terhadap ketelitian penggaris pada hasil foto. Adapun hasil dari olahan gambar menggunakan software ImageJ seperti pada gambar 26 sampai dengan 29.
(a) (b)
Gambar 26 Luas kontak ban di aspal sebelum diolah dengan ImageJ (a) dan luas kontak ban di aspal setelah diolah dengan ImageJ (b)
22
(a) (b)
Gambar 27 Luas kontak ban di tanah dengan kadar air 35.31% sebelum diolah dengan ImageJ (a) dan luas kontak ban di tanah dengan kadar air 35.31% setelah diolah dengan ImageJ (b)
(a) (b)
Gambar 28 Luas kontak ban di tanah dengan kadar air 42.77% sebelum diolah dengan ImageJ (a) dan luas kontak ban di tanah dengan kadar air 42.77% setelah diolah dengan ImageJ (b)
23
(a) (b)
Gambar 29 Luas kontak ban di tanah dengan kadar air 47.69% sebelum diolah dengan ImageJ (a) dan luas kontak ban di tanah dengan kadar air 47.69% setelah diolah dengan ImageJ (b)
Dari gambar 30 dapat dibandingkan bahwa luas kontak ban yang dihasilkan pada jalan aspal lebih kecil dibandingkan pada jalan tanah. Nilai luas kontak ban untuk jalan aspal dengan jalan tanah kadar air 35.31% tidak terlalu jauh perbedaannya. Hal tersebut dikarenakan kedua permukaan jalan tersebut keras. Pada permukaan yang keras hanya lug yang berinteraksi dengan tanah. Untuk semua kondisi permukaan pada penelitian ini, hanya lug yang berinteraksi dengan tanah akan tetapi masuknya lug ke tanah berbeda untuk setiap kondisi permukaan. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa luas kontak yang dihasilkan pada permukaan tanah meningkat dengan meningkatnya kadar air tanah. Kadar air tanah yang meningkat menyebabkan kekuatan tanah menjadi berkurang sehingga lug traktor bisa masuk lebih dalam ke tanah yang menyebabkan luas kontak ban dengan tanah menjadi lebih besar nilainya.
24
Nilai luas kontak ban yang dihasilkan tiap pengukuran cukup bervariasi seperti yang ditunjukkan pada lampiran 8 dan 9. Standar deviasi nilai luas kontak ban untuk permukaan aspal, tanah dengan kadar air 35.31%, tanah dengan kadar air 42.77%, dan tanah dengan kadar air 47.69% berturut-turut adalah 11.64 cm2, 16.23 cm2, 20.04 cm2, dan 18.01 cm2.
Hubungan Sinkage dengan Luas Kontak Ban
Data pada tabel 3 menunjukkan bahwa nilai sinkage yang dihasilkan semakin besar dengan meningkatnya kadar air. Hal ini dikarenakan dengan meningkatnya kadar air, tahanan penetrasi tanah akan semakin berkurang. Tahanan penetrasi tanah yang berkurang menunjukkan gaya penahanan dari tanah yang semakin rendah sehingga dengan gaya yang konstan yaitu berdasarkan bobot traktor maka ketenggelaman ban traktor (sinkage) akan semakin besar. Nilai sinkage menunjukkan permukaan tanah yang turun akibat gaya dari luar. Semakin turun permukaan tanah menunjukkan lug semakin masuk ke dalam tanah sehingga luas kontak antara tanah dan ban meningkat.
Pada permukaan aspal dan tanah dengan kadar air 35.31%, perhitungan panjang kontak dan lebar kontak menggunakan persamaan 4 dan 5 karena permukaan jalan yang keras. Nilai defleksi yang didapat pada lintasan aspal dan tanah dengan kadar air 35.31% yaitu sebesar 2.3 cm. Nilai defleksi yang sama tersebut membuat nilai luas kontak teoritis yang didapatkan juga sama yaitu sebesar 555.13 cm2. Pada permukaan aspal dan tanah dengan kadar air 35.31%, nilai luas kontak aktual dan teoritis cukup jauh perbedaannya. Perbedaan yang besar tersebut menunjukkan ada faktor lain yang tidak diperhitungkan dalam rumus Ziani dan Biarez seperti jenis ban. Ban yang digunakan dalam penelitian Ziani dan Biarez adalah jenis ban tanpa lug sehingga nilai luas kontak teoritis yang didapat lebih besar dibandingkan nilai luas kontak aktual.
Pada permukaan tanah dengan kadar air 42.77% dan 47.69%, perhitungan panjang kontak dan lebar kontak menggunakan persamaan 7 dan 8 karena permukaan jalan yang lunak. Nilai luas kontak teoritis meningkat dengan meningkatnya nilai sinkage. Pada permukaan tanah dengan kadar air 42.77% dan 47.69%, nilai luas kontak aktual dengan teoritis cukup jauh perbedaannya. Perbedaan nilai yang cukup besar tersebut dapat disebabkan beberapa faktor seperti kondisi tanah maupun kondisi dan bentuk lug ban.
Tabel 2 Perbandingan luas kontak aktual dengan luas kontak teoritis pada permukaan keras
Permukaan Defleksi ban (cm) A aktual (cm2) A teoritis (cm2) Aspal Tanah KA 35.31% 2.3 2.3 120.92 131.59 555.13 555.13
25 Tabel 3 Perbandingan luas kontak aktual dengan luas kontak teoritis pada
permukaan lunak Permukaan Kadar air
(%) Sinkage (cm) A aktual (cm2) A teoritis (cm2) Tanah 42.77 47.69 0.68 2.66 242.52 363.46 169.72 637.15
Hasil penelitian yang didapatkan oleh penulis dibatasi oleh kondisi tanah pada lokasi penelitian yaitu jenis tanah latosol coklat kemerahan, tekstur tanah didominasi liat pada tingkat kadar air tanah 35.31%, 42.77%, 47.69% dan ban traktor yang digunakan adalah ban radial dengan ukuran 12.4-24 yang dipasangkan pada traktor Kubota L3608.
Uji Ketepatan Metoda ImageJ
Keakuratan data merupakan bagian penting dalam suatu penelitian, karena hal ini menjadi dasar terhadap pembahasan yang akan disampaikan. Penggunaan software pada saat ini untuk mempermudah pekerjaan penelitian banyak dilakukan. Dengan menggunakan software, hal yang ingin didapatkan adalah kecepatan dalam mengolah data dan keakuratan data yang tinggi. Untuk mendapatkan keakuratan dari software maka dapat dilakukan uji ketepatan. Langkah yang dilakukan untuk melakukan uji tersebut maka dengan membandingkan hasil pengukuran dengan software dan pengukuran secara manual (tabel 4).
Tabel 4 Perbandingan luas kontak pengukuran manual dengan luas kontak menggunakan ImageJ
Data yang digunakan sebagai uji ketepatan metoda ImageJ adalah pengukuran luas kontak ban di aspal dengan pengulang pengambilan data sebanyak lima kali. Berdasarkan hasil data pada tabel di atas selisih nilai dari rata–rata pengukuran dengan software dan manual adalah 8.06 cm2.
No. Luas kontak menggunakan ImageJ (cm2) Luas kontak pengukuran manual (cm2) Selisih (cm2) 1 117.93 108.10 9.83 2 108.40 101.65 6.75 3 116.24 104.76 11.48 4 138.60 130.60 8.00 5 127.68 123.44 4.24 Rata-rata 121.77 113.71 8.06
26
Gambar 31 Hubungan antara luas kontak pengukuran manual dengan luas kontak menggunakan ImageJ
Untuk memudahkan menganalisis hubungan antara luas kontak pengukuran menggunakan software dan manual maka dibuatlah kurva regresi. Berdasarkan analisis regresi, pengukuran luas kontak ban menggunakan software dengan pengukuran luas kontak ban secara manual memiliki hubungan yang cenderung linier yang ditunjukkan dengan nilai koefisien determinasi (R2) sebesar 0.95. Hal ini berarti 95.4% data dari pengukuran menggunakan software dapat menjelaskan pengukuran secara manual.
Berdasarkan data pengukuran luas kontak manual dengan luas kontak menggunakan ImageJ diperoleh confidence interval antara 4.60 cm2 sampai dengan 11.52 cm2, artinya selang perkiraan nilai-nilai yang kemungkinan akan mencakup parameter populasi yang tidak diketahui berkisar antara 4.60 cm2 sampai dengan 11.52 cm2 dengan tingkat kepercayaan sebesar 95%.
Berdasarkan uraian di atas maka penggunaan software ImageJ dalam melakukan pengukuran melalui gambar secara digital dapat digunakan dalam penelitian ini. Dengan mengkalibrasi garis gambar dengan ukuran sebenarnya maka keakuratan data yang didapatkan dapat mewakili nilai pengukuran secara manual.
Pengukuran luas kontak ban menggunakan software ImageJ memiliki kelebihan yaitu relatif lebih cepat dalam pengambilan data di lapangan dan pengolahan data serta memiliki tingkat keakuratan yang cukup tinggi dengan terlebih dahulu menentukan skala di lapangan.
Hasil Pengukuran Sudut Lug pada Permukaan Jalan yang Berbeda
Hasil visualisasi sudut lug ban diambil dengan menggunakan kamera handphone 5.0 Megapixel. Visualisasi dilakukan dengan metoda fotografi yang kemudian diolah dengan media prangkat lunak ImageJ. Proses hasil dari olahan gambar menggunakan software ImageJ tersaji pada gambar 32 sampai dengan 35.
27
Gambar 32 Sudut lug di aspal setelah diolah dengan ImageJ
Gambar 33 Sudut lug di tanah dengan kadar air 35.31% setelah diolah dengan ImageJ
28
Gambar 34 Sudut lug di tanah dengan kadar air 42.77% setelah diolah dengan ImageJ
Gambar 35 Sudut lug di tanah dengan kadar air 47.69% setelah diolah dengan ImageJ
Dari gambar 36 dapat dibandingkan bahwa nilai sudut lug pada tapak ban traktor yang dihasilkan pada lintasan aspal lebih kecil dibandingkan lintasan tanah. Nilai rata-rata sudut lug tapak ban traktor terbesar dihasilkan oleh permukaan tanah dengan kadar air 47.69% yaitu sebesar 37.25° dan nilai rata-rata sudut lug terkecil dihasilkan oleh permukaan aspal yaitu sebesar 25.52°. Nilai sudut lug pada tapak ban traktor pada penelitian ini berubah-ubah dan memiliki
29 kecenderungan bertambah nilainya dengan meningkatnya kadar air tanah. Meningkatnya kadar air tanah menyebabkan luas kontak lug bertambah dan menyebabkan sudut lug dengan garis tengah tapak ban semakin tumpul atau semakin besar.
Gambar 36 Nilai sudut lug untuk setiap kondisi permukaan plot uji
Gambar 37 Grafik hubungan luas kontak ban dan sudut lug
Sudut lug pada ban traktor adalah 30°. Kadar air yang meningkat menyebabkan lug ban semakin masuk ke dalam tanah. Seharusnya semakin masuk lug ban ke dalam tanah, nilai sudut lug konstan akan tetapi berdasarkan pengamatan di lapangan, lug bagian bawah atau yang paling dekat dengan permukaan jalan memiliki kondisi sisi-sisi yang terkikis permukaan jalan sehingga berpengaruh terhadap nilai sudut lug yang dihasilkan pada tapak ban.
30