• Tidak ada hasil yang ditemukan

Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Klasifikasi Tanah Pada Proyek Jalan Raya

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Klasifikasi Tanah Pada Proyek Jalan Raya"

Copied!
69
0
0

Teks penuh

(1)

DAFTAR PUSTAKA

Aadil N, Riaz S., dan Waseem U. 2014. Stabilization Of Subgrade Soils Using Cement And Lime: A Case Study Of Kala Shah Kaku, Lahore, Pakistan. Pakistan Journal Of Science, Vol.66 No.1 March, 2014.

Bowles, J.E., 1993. Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis, Edisi Kedua, Erlangga, Jakarta. Gȕnaydin O, 2009. Estimation Of Soil Compaction Parameters By Using Statistical Analysis And Artificial Neural Networks, Environ Geol (2009) 57:203-215. Hardiyatmo, H.C., 2013. Stabilisasi Tanah Untuk Perkerasan Jalan. Gajah Mada

University Press, Yogyakarta.

Isik F, dan Ozden G., 2013. Estimating Compaction Parameters Of Fine- And Coarse- Grained Soils By Means Of Artificial Neural Networks, Environ Earth Sci (2013) 69:2287-2297.

Kamarudin, F.B., 2005. Estimation Of Soil Compaction Parameter Based On Atterberg Limits, Skripsi Sarjana, Fakultas Teknik Sipil, Universitas Teknologi Malaysia.

Karim N.A, Noor N.M, Rashid A.S.A, dan Yacoob H., 2014. Effect Of Cement Stabilized Kaolin Subgrade On Strength Properties, Journal Of Applied Science 14(8): 842-845, 2014.

Matcalf, J.B, dan Romanoschi, S.A., 2007. Prediction Od Maximum Dry Density And Optimum Moisture Content From Simple Material Properties.

(2)

Highway Engineering, Medan Academic Commitee (MAC), Teknik Sipil USU.

Muis, Z.A., dan Siagian D, 2013. Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Bahan Subgrade Berdasarkan Nilai Index Properties Pada Proyek Jalan Raya, Skripsi Sarjana Departemen Teknik Sipil USU.

Nendi, A.M., (2010). Korelasi Antara Hasil Ujian Mampatan Dengan Had Atterberg, Skripsi Sarjana, Fakultas Teknik Sipil, Universitas Teknologi Malaysia.

Novianto, Dandung., 2012. Mekanika Tanah.

Smith, M.J., (1984). Mekanika Tanah. (Elly Madyayanti), Jakarta: Erlangga. Surendro, Bambang., 2014. Mekanika Tanah.

Sridharan, A., dan Nagaraj, H.B., (2005). Plastic Limit And Compaction Characteristic Of Fine Grained Soils, Ground Improvement (2005) 9, No.1, 17-22.

Ugbe, F.C., (2011). Estimating Compaction Characteristics From Fines in A-2 Type Lateritic Soils, Research Journal Of Environmental And Earth Sciences 3(4): 433-437, 2011.

Ugbe, F.C., (2012). Predicting Compaction Characteristics Of Lateritic Soil Of Western Niger Delta, Nigeria, Research Journal Of Environmental And Earth Sciences 4(5): 553-559, 2012.

(3)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metode dan Lokasi Penelitian

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental yaitu melakukan pengujian tanah sampel subgrade di Laboratorium Mekanika Tanah, Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.

3.2 Sampel

Sampel (bahan subgrade) yang digunakan berasal dari material timbunan dari PT. Perkebunan Nusantara II Kecamatan Patumbak Kabupaten Deli Serdang Provinsi Sumatera Utara.

Menurut Cohen, et.al, (2007, hlm. 101) semakin besar sample dari besarnya populasi yang ada adalah semakin baik, akan tetapi ada jumlah batas minimal yang harus diambil oleh peneliti yaitu sebanyak 30 sampel. Sebagaimana dikemukakan oleh Baley dalam Mahmud (2011, hlm. 159) yang menyatakan bahwa untuk penelitian yang menggunakan analisis data statistik, ukuran sampel

paling minimum adalah 30.

Senada dengan pendapat tersebut, Roscoe dalam Sugiono (2012, hlm. 91) menyarankan tentang ukuran sampel untuk penelitian sebagai berikut:

Ukuran sampel yang layak dalam penelitian adalah antara 30 sampai dengan 500.

(4)

Bila dalam penelitian akan melakukan analisis dengan multivariate (korelasi atau regresi ganda misalnya), maka jumlah anggota sampel minimal 10 kali dari jumlah variabel yang diteliti. Misalnya variabel penelitiannya ada 5 (independen + dependen), maka jumlah anggota sampel = 10 x 5 = 50

Untuk penelitian eksperimen yang sederhana, yang menggunakan kelompok eksperimen dan kelompok kontrol, maka jumlah anggota sampel masing-masing antara 10 s/d 20.

Pada penelitian ini jumlah sampel yang akan diuji adalah sebanyak 30 sampel.

3.3 Tahap Persiapan

Tahapan pertama dari kegiatan penelitian ini adalah persiapan material yaitu, pengambilan sampel dilakukan secara acak dari PT. Perkebunan Nusantara II Kecmatan Patumbak Kabupaten Deli Serdang Provinsi Sumatera Utara. Sampel yang digunakan harus tidak mengandung akar-akar tanah, batuan dan humus yang dapat terangkat dalam tanah yang akan dipakai.

(5)

Gambar 3.1 Sampel Tanah yang akan diuji (Sumber: Dokumentasi pribadi)

3.4 Tahap Pengujian di Laboratorium

Pengujian laboratorium terdiri dari pengujian sifat fisik tanah (index properties) dan Pengujian Kompaksi yaitu: Pengujian Kadar Air, Berat Jenis, Atterberg, Analisa Saringan, Klasifikasi Tanah dan Uji Pemadatan Standar.

3.5 Tahap Pengolahan Data

(6)

3.6 Tahap Estimasi Hubungan Parameter Kompaksi dengan Indeks Properties

Estimasi hubungan Parameter Kompaksi dengan indeks properties dilakukan dengan dua cara: pertama, secara regresi linear dan kedua, dengan menggunakan model Goswami.

Pada tahap estimasi secara regresi linear data yang diperlukan adalah nilai-nilai indeks properties yakni nilai-nilai kadar air, berat jenis, Atterberg Limit dan persen butiran halus. Sedangkan pada tahap estimasi dengan menggunakan model Goswami data yang diperlukan adalah persen butiran halus saja. Kemudian masing-masing hasil estimasi tersebut dapat dikelompokkan berdasarkan nilai klasifikasi tanahnya.

3.7 Tahap Analisa Hasil Estimasi

Menganalisa hasil estimasi dengan cara regresi linear, dimana persamaan yang diperoleh menunjukkan hubungan parameter kompaksi dengan indeks properties. Dari persamaan tersebut kemudian dilihat tingkat kepercayaannya (R2) dan rentang kepercayaannya.

Kemudian menganalisa hasil estimasi dengan model Goswami, dimana persamaan yang diperoleh menunjukkan hubungan parameter kompaksi dengan nilai fines (persen butiran halus) saja. Kemudian dilihat tingkat kepercayaan dengan cara validasi, yakni untuk mendapatkan korelasi positif tingkat kepercayaannya.

(7)

parameter kompaksi yang diperoleh dari Laboratorium. Nilai parameter kompaksi estimasi juga dianalisa berdasarkan klasifikasi tanah yang diperoleh.

Keseluruhan tahapan diatas dapat dilihat pada Bagan Alir pada Gambar 3.2:

Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian

Tahap Persiapan Studi Literatur

Tahap Pengujian di Laboratorium 1. Uji Kadar Air

2. Uji Berat Jenis 3. Uji Atterberg 4. Analisa Saringan 5. Uji Proctor Standar

Tahap Analisa

Kesimpulan dan Saran

Selesai Mulai

Tahap Estimasi Hubungan Parameter Kompaksi dengan Index Properties

(8)

BAB IV

HASIL DAN ANALISA DATA

4.1 Hasil

Hasil penelitian merupakan hasil yang diperoleh dari pengujian di laboratorium dan hasil estimasi parameter kompaksi.

4.1.1 Hasil Pengujian di Laboratorium

Dari pengujian di laboratorium diperoleh hasil sebagai berikut:

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kadar Air

(9)
(10)

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Persen Butiran Halus

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kompaksi

Tabel 4.6 menunjukkan rangkuman hasil pengujian di Laboratorium yaitu nilai-nilai indeks properties tanah dan nilai parameter kompaksi.

(11)

Tabel 4.6 Rangkuman Hasil Pengujian di Laboratorium

No. Sampel W SG LL PL PI FINES

γ

max wopt

1. PTB-1 30.71 2.606 29.67 17.21 12.46 45.28 1.519 20.79

2. PTB-2 36.95 2.604 39.56 23.73 15.82 50.98 1.488 24.21

3. PTB-3 32.09 2.617 29.83 17.37 12.46 50.11 1.533 21.67

4. PTB-4 30.40 2.632 29.08 17.21 11.87 50.03 1.538 21.45

5. PTB-5 35.43 2.598 32.64 21.10 11.54 50.15 1.506 22.15

6. PTB-6 32.25 2.603 33.09 21.63 11.46 50.07 1.519 22.17

7. PTB-7 33.15 2.637 32.78 20.97 11.82 43.37 1.521 20.66

8. PTB-8 33.24 2.603 29.71 17..22 12.49 50.63 1.527 21.18

9. PTB-9 34.46 2.603 39.11 24.65 14.46 50.59 1.466 24.01

10. PTB-10 33.27 2.605 29.08 17.33 11.75 50.67 1.522 21.58

11. PTB-11 29.60 2.603 38.05 25.00 13.05 51.87 1.481 24.08

12. PTB-12 33.00 2.625 33.17 20.81 12.36 48.84 1.522 22.16

13. PTB-13 33.06 2.637 29.77 13.79 12.38 44.43 1.556 20.34

14. PTB-14 30.74 2.604 29.75 17.52 12.23 42.03 1.566 19.81

(12)

Tabel 4.6 Rangkuman Hasil Pengujian di Laboratorium (lanjutan)

No. Sampel W SG LL PL PI FINES

γ

max wopt

16. PTB-16 34.00 2.660 32.29 20.48 11.81 56.94 1.454 25.51

17. PTB-17 32.92 2.670 38.26 20.11 18.15 57.03 1.457 26.62

18. PTB-18 32.94 2.615 23.95 15.96 7.99 53.76 1.490 25.14

19. PTB-19 34.67 2.640 41.90 22.06 19.84 57.86 1.427 26.66

20. PTB-20 31.95 2.699 39.00 18.87 20.13 57.22 1.456 25.08

21. PTB-21 30.80 2.613 40.28 24.44 15.84 55.91 1.442 26.22

22. PTB-22 31.55 2.682 36.98 19.30 17.68 56.34 1.489 25.55

23. PTB-23 30.32 2.657 31.06 19.20 11.86 55.91 1.471 25.94

24. PTB-24 32.92 2.692 20.39 15.97 4.42 52.95 1.502 21.58

25. PTB-25 33.15 2.644 30.96 16.35 14.61 53.09 1.498 23.34

26. PTB-26 32.90 2.650 39.84 22.23 17.61 49.17 1.447 25.78

27. PTB-27 30.99 2.646 36.67 21.18 15.49 55.03 1.453 25.86

28. PTB-28 32.06 2.670 34.00 20.81 13.19 56.37 1.464 25.46

29. PTB-29 32.46 2.671 30.23 12.37 17.86 48.19 1.512 20.18

(13)

4.1.2 Hasil Estimasi Hubungan Parameter Kompaksi dengan nilai indeks properties

Estimasi parameter kompaksi secara regresi linear menghasilkan persamaan sebagai berikut:

γdmax* = 1,862 - 0,005*FINES – 0,003*LL (4.1)

R2 = 0,75

wopt* = -0,607 + 0,362*FINES + 0,161*LL (4.2)

R2 = 0,80

Dari kedua persamaan tersebut kemudian diperoleh nilai berat isi kering maksimum estimasi (γdmax*) dan kadar air optimum estimasi (wopt*) seperti terlihat

(14)

Tabel 4.7 Hasil Estimasi Parameter Kompaksi Model Regresi

No Sampel AASHTO USCS W SG LL PL PI FINES γdmax γdmax* wopt wopt*

(15)

Tabel 4.7 Hasil Estimasi Parameter Kompaksi Model Regresi (lanjutan)

No Sampel AASHTO USCS W SG LL PL PI FINES γdmax γdmax* wopt wopt*

(16)

Berat isi kering maksimum estimasi (γdmax#) dengan model Goswami (pers.

2.6) memberikan hasil sebagaimana terlihat pada Gambar 4.1 dan Tabel 4.8.

Gambar 4.1 Hubungan Log G dengan Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks)

Sedangkan Kadar Air Optimum estimasi (wopt#) dengan model Goswami

(pers. 2.6) memberikan hasil sebagaimana terlihat pada Gambar 4.2 dan Tabel 4.9.

Gambar 4.2 Hubungan Log G dengan Kadar Air Optimum (wopt)

y = -0.3764x + 2.4825

2.52 2.54 2.56 2.58 2.60 2.62 2.64 2.66 2.68 2.70 2.72

B

2.520 2.540 2.560 2.580 2.600 2.620 2.640 2.660 2.680 2.700 2.720 wo

p

t

Log G

(17)
(18)
(19)

Tabel 4.8 menunjukkan hasil analisa saringan dan hasil proctor laboratorium serta perhitungan berat isi kering dengan model Goswami. Semua sampel yang dianalisa menunjukkan nilai indeks plastis sama dengan nol dan % lewat saringan 0,075 mm diantara 0-25 dan nilai IP>10% maka nilai F diambil = 0. Klasifikasi tanah berdasarkan hasil laboratorium menunjukkan hasil A4, A6 dan A7 untuk semua sampel yang ada. Hubungan antara Log G dengan berat isi kering maksimum (γdmaks) diperoleh berdasarkan gambar 4.1 yang menunjukkan konstanta

m dan k. Estimasi untuk berat isi kering maksimum (γdmax#

)

menggunakan

konstanta m dan k.

Tabel 4.9 menunjukkan hasil analisa saringan dan hasil proctor laboratorium serta perhitungan berat isi kering dengan model Goswami. Semua sampel yang dianalisa menunjukkan nilai indeks plastis sama dengan nol dan % lewat saringan 0,075 mm diantara 0-25 dan nilai IP>10% maka nilai F diambil = 0. Klasifikasi tanah berdasarkan hasil laboratorium menunjukkan hasil A4, A6 dan A7 untuk semua sampel yang ada. Hubungan antara Log G dengan kadar air optimum (wopt#) diperoleh berdasarkan grafik 4.2 yang menunjukkan konstanta m dan k.

(20)

Tabel 4.10 Hasil Estimasi Parameter Kompaksi Model Goswami

No Sampel AASHTO USCS w SG LL PL PI FINES γdmax γdmax# wopt wopt#

(21)

Tabel 4.10 Hasil Estimasi Parameter Kompaksi Model Goswami (Lanjutan)

Tabel 4.10 Hasil estimasi nilai parameter kompaksi menggunakan variable persen butiran halus.

No Sampel AASHTO USCS w SG LL PL PI FINES γdmax γdmax# wopt wopt#

(22)

4.2Analisa Hasil Estimasi Analisa Model Regresi

Setelah hasil estimasi dengan model regresi diketahui dapat disimpulkan bahwa persamaan 4.2 dengan nilai R2 =0,75 dan persamaan 4.3 dengan nilai

R2=0,80 dikategorikan sangat baik sesuai Tabel 4.11.

Tabel 4.11 Keakuratan korelasi berdasarkan koefisien determinasi, R2(Marto, 1996)

Untuk berat isi kering (

γd

max*) model Regresi dilakukan analisa dengan

menghitung koefisien korelasi berdasarkan distribusi data untuk menguji hipotesa

Ho : u = 0 lawan H1 : u ≠ 0. Berdasarkan data tabel 4.7 diperoleh rentang

kepercayaan 95% didapat korelasi positif yang nyata antara Berat Isi Kering Maksimum (

γd

max) hasil laboratorium dan hasil perhitungan dari model Regresi

(

γd

max*). Ho ditolak dan H1 diterima, t hitung > t tabel atau nilai signifikansi <0,05.

Rentang kepercayaan 95% diperoleh dari 100%-95% = 5% (0,05).

Tabel 4.12. Perhitungan t hitung dan t tabel berat isi kering Model Regresi

Klasifikasi A4, A-6 dan A-7

Koefisien Korelasi 1,002

t hitung 3,268

(23)

Gambar 4.3. Hubungan berat isi kering aktual dengan berat isi kering estimasi Model Regresi

Untuk kadar air optimum (

W

opt*) model Regresi dilakukan analisa dengan

menghitung koefisien korelasi berdasarkan distribusi data untuk menguji hipotesa

Ho : u = 0 lawan H1 : u ≠ 0. Berdasarkan data tabel 4.7 diperoleh rentang

kepercayaan 95% didapat korelasi positif yang nyata antara Kadar ir Optimum (

W

opt) hasil laboratorium dan hasil perhitungan dari model Regresi (

W

opt*). Ho

ditolak dan H1 diterima, t hitung > t tabel atau nilai signifikansi <0,05. Rentang kepercayaan 95% diperoleh dari 100%-95% = 5% (0,05).

Tabel 4.13. Perhitungan t hitung dan t tabel kadar air optimum Model Regresi

Klasifikasi A-6 dan A-7

Koefisien Korelasi 1,000

t hitung 3,674

T tabel 95% rentang kepercayaan 2,055 1.42

Berat Isi Kering Aktual ᵞd

(24)

Gambar 4.4. Hubungan kadar air optimum aktual dengan kadar air optimum estimasi

Model Regresi

Analisa Model Goswami

Untuk berat isi kering (

γd

max#) model Goswami dilakukan analisa dengan

menghitung koefisien korelasi berdasarkan distribusi data untuk menguji hipotesa

Ho : u = 0 lawan H1 : u ≠ 0. Berdasarkan data tabel 4.10 diperoleh rentang kepercayaan 95% didapat korelasi positif yang nyata antara Berat Isi Kering Maksimum (

γd

max) hasil laboratorium dan hasil perhitungan dari model yang

disarankan Goswami (

γd

max#). Ho ditolak dan H1 diterima, t hitung > t tabel atau

nilai signifikansi <0,05. Rentang kepercayaan 95% diperoleh dari 100%-95% = 5% (0,05).

Tabel 4.14. Perhitungan t hitung dan t tabel berat isi kering Model Goswami

Klasifikasi A4, A-6 dan A-7

Koefisien Korelasi 0,988

t hitung 3,453

T tabel 95% rentang kepercayaan 2,052 0

(25)

Gambar 4.5.

Hubungan berat isi kering aktual dengan berat isi kering estimasi model Goswami

Selanjutnya untuk kadar air optimum (

w

opt#) model Goswami dilakukan

analisa dengan menghitung koefisien korelasi berdasarkan distribusi data untuk

menguji hipotesa Ho : u = O lawan H1 : u ≠ O. Berdasarkan data tabel 4.10

diperoleh rentang kepercayaan 95% didapat korelasi positif yang nyata antara Kadar Air Optimum (Wopt*) hasil laboratorium dan hasil perhitungan dari model

yang disarankan Goswami (Wopt#). Ho ditolak dan H1 diterima, t hitung > t tabel

atau nilai signifikansi <0,05. Rentang kepercayaan 95% diperoleh dari 100%-95% = 5% (0,05).

Tabel 4.15. Perhitungan t hitung dan t tabel kadar air optimum Model Goswami

Klasifikasi A-6 dan A-7

Koefisien Korelasi 1,000

t hitung 3,068

T tabel 95% rentang kepercayaan 2,052 1.46

1.42 1.44 1.46 1.48 1.50 1.52 1.54 1.56 1.58

B

Berat Isi Kering Aktual ᵞd

(26)

Gambar 4.6.

Hubungan kadar air optimum aktual dengan kadar air optimum estimasi Model Goswami

Dari Gambar 4.5 dan 4.6 diperoleh hubungan

γd

max dengan

γd

max# dan wopt

dengan wopt#.

4.3 Diskusi Hasil

Hasil yang menunjukkan antara penelitian terkait dengan penelitian yang dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara dengan model Goswami menunjukkan hasil yang relatif sama dan tidak jauh beda. Hanya dalam penelitian terkait melakukan pengujian dengan nilai Atterberg Limit dan persen butiran halus (Fines), sedangkan dalam penelitian ini hanya menggunakan nilai persen butiran halus (Fines).

Berdasarkan penelitian terkait dengan model Goswami indeks properties sangat signifikan dapat mempengaruhi parameter kompaksi. Guerrero (2001) mangatakan bahwa jenis tanah dalam bentuk distribusi ukuran butiran, bentuk dari

21.000

(27)

butiran, berat jenis tanah, persentase dari butiran halus, memberikan pengaruh yang besar terhadap parameter kompaksi.

Dengan penelitian-penelitian ini, salah satu yang dapat simpulkan adalah adanya sebuah metode yang mudah dalam memprediksi nilai parameter kompaksi (berat isi kering maksimum dan kadar air optimum). Analisa hubungan tersebut dapat berupa sebuah regresi linier atau hubungan berupa kurva kompaksi. Dengan itu penelitian-penelitian ini sangat signifikan dan sangat berguna untuk keperluan proyek jalan.

Berikut metode yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu dengan model Goswami persamaan (2.6). Dimana dalam penelitian ini hanya menggunakan nilai dari persen butiran halus (Fines).

(28)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil analisa berdasarkan hubungan antara berat isi kering maksimum

(γdmax) dan kadar air optimum (wopt) dengan nilai klasifikasi tanah (persen butiran

halus) diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Estimasi dengan Model Regresi mengasil persamaan γdmax*= 1,862 -

0,005*FINES – 0,003*LL dan wopt* = -0,607 + 0,362*FINES + 0,161*LL

2. Estimasi dengan Model Goswami menunjukkan hubungan Log G dengan berat isi kering maksimum (γdmax) menghasilkan konstanta m dan k, yaitu m = -0,376

dan k = 2,482.

3. Estimasi dengan Model Goswami menunjukkan hubungan Log G dengan kadar air optimum (wopt) menghasilkan konstanta m dan k, yaitu m = 21,265

dan k = -32,421.

4. Estimasi dengan Model Goswami jelas terlihat lebih mudah dan lebih efektif dibandingkan dengan Model Regresi.

5. Berdasarkan nilai klasifikasi diperoleh jenis tanah A4, A6 dan A7.

6. Dari hubungan berat isi kering maksimum (γdmax) dengan berat isi kering

maksimum estimasi (γdmax*) model regresi memberikan korelasi positif yang

nyata untuk rentang kepercayaan 95%.

7. Dari hubungan kadar air optimum (wopt) dengan kadar air optimum estimasi

(wopt*) model regresi memberikan korelasi positif yang nyata untuk rentang

(29)

8. Dari hubungan berat isi kering maksimum (γdmax) dengan berat isi kering

maksimum estimasi (γdmax#) model regresi memberikan korelasi positif yang

nyata untuk rentang kepercayaan 95%.

9. Dari hubungan kadar air optimum (wopt) dengan kadar air optimum estimasi

(wopt#) model regresi memberikan korelasi positif yang nyata untuk rentang

kepercayaan 95%.

10. Berat isi kering maksimum (γdmax) dan kadar air optimum (wopt) memiliki

hubungan yang signifikan terhadadap persen butiran halus (Fines).

5.2 Saran

Untuk mendapatkan rentang kepercayaan yang lebih tinggi lagi maka model Goswami harus dimodifikasi. Nilai korelasi dapat dipengaruhi oleh hal-hal seperti:

1. Jumlah data yang diteliti

Nilai korelasi dapat ditingkatkan dengan cara menambah jumlah data yang akan diteliti dan mewakili kondisi yang sebenarnya dilapangan.

2. Kesalahan data proses pengujian.

(30)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Lapisan Tanah Dasar Perkerasan (Subgrade)

Subgrade adalah tanah dasar di bagian bawah lapis perkerasan jalan. Lapisan tanah dasar dapat berupa tanah asli yang dipadatkan jika tanah aslinya baik atau tanah urugan yang didatangkan dari tempat lain atau tanah yang distabilisasi dan lain lain.

Gambar 2.1. Susunan Jenis Lapisan Perkerasan Jalan Raya

Pada prosedur pekerjaan lapisan subgrade, sebelum kegiatan penghamparan perkerasan dilakukan, bagian lapisan subgrade harus sudah dalam keadaan siap (kuat, padat, bersih dan dibentuk sesuai rencana). Adapun langkah-langkah pelaksanaannya adalah sebagai berikut:

(31)

 Pekerjaan galian dimaksudkan untuk mendapatkan bagian tanah dasar (subgrade) yang akan menentukan kekuatan dari susunan perkerasan di atasnya yang sesuai dengan rencana struktur.

 Pada pekerjaan timbunan, bagian-bagian yang harus ditimbun sampai mencapai ketinggian yang ditentukan, harus ditimbun menggunakan tanah timbunan yang cukup baik, bebas dari sisa (rumput/akar-akar lain-lainya). Penimbunan harus dilakukan lapis demi lapis. Tebal maksimal hamparan 30 cm setiap lapisan. Kemudian tanah tersebut dilembabkan sebelum dilakukan pemadatan.

2. Pemadatan lapisan subgrade menggunakan Vibrator Roller atau Static Roller (sambil diberi air secukupnya untuk mencapai kadar air optimum).

3. Setelah pemadatan tanah dasar selesai, lalu dilakukan perataan menggunakan Motor Grader.

2.2. Pemeriksaan/Pengujian Material Subgrade

Secara umum ada lima pemeriksaan di laboratorium terhadap material subgrade sebelum melaksanakan pengujian Kompaksi (Bowles, J.E., 1993), yaitu pemeriksaan Kadar Air (Water Content Test), Berat Jenis (Specific Gravity Test), Konsistensi Atterberg (Atterberg Limit Test) dan Analisa Saringan (Sieve Analysis Test) serta Klasifikasi Tanah (USCS dan AASHTO):

A. Pemeriksaan Kadar Air (Water Content Test)

(32)

mendapatkan besaran kadar air (w). Kadar air tanah (w) didefinisikan sebagai perbandingan antara berat air (Ww) dengan berat butiran (Ws) dalam tanah tersebut yang dinyatakan dalam satuan persen. Kadar air tanah (w) dapat dinyatakan dalam persamaan:

% = �

� .

Cara memperolehnya, contoh tanah basah mula-mula ditimbang, kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 230° F (110° C) hingga mencapai berat konstan. Berat contoh setelah dikeringkan adalah berat partikel solid. Perubahan berat yang terjadi selama proses pengeringan setara dengan berat air. Untuk tanah organik, terkadang disarankan untuk menurunkan suhu pengeringan hingga mencapai 140° F (60° C). Kadar Air (w) diperlukan untuk menentukan properties tanah dan dapat dikorelasikan dengan parameter-parameter lainnya.

B. Pemeriksaan Berat Jenis (Specific Gravity Test)

Pemeriksaan ini dilakukan berdasarkan ASTM D 854-92, “Standard Test Method for Specific Gravity of Soils”. Metoda ini digunakan pada contoh tanah dengan komposisi ukuran partikel lebih kecil daripada saringan No. 4 (4.75 mm). Untuk partikel dengan ukuran lebih besar dari saringan tersebut, prosedur pelaksanaan mengacu pada “Test Method Specific Gravity and Absorptionof Coarse Aggregate (ASTM C 127-88)”.

(33)

Gs = w − w − w − w .w − w

dimana:

Gs = Berat jenis tanah

w1 = Berat piknometer kosong

w2 = Berat piknometer + sampel tanah kering w3 = Berat piknometer + sampel tanah + air suling w4 = Berat piknometer + air suling

w4’ = w4 x factor koreksi suhu [k]

Berat jenis tanah (Gs) ditentukan berdasarkan jumlah dari pycnometer yang sudah dikalibrasi, dimana massa dan suhu dari contoh tanah deaerasi/air distilasi diukur. Specific gravity dari tanah diperlukan untuk menentukan hubungan antara berat dan volume tanah, dan digunakan untuk perhitungan test Laboratorium lainnya.

C. Pemeriksaan Konsistensi Atterberg (Atterberg Limit Test)

Pemeriksaan ini dilakukan sesuai dengan ASTM D 4318-95, ”Test Method for Liquid Limit, Plastic Limit and Plasticity Index of Soils”.

(34)

untuk menutup goresan yang berjarak 0.5 inci (13 mm) sepanjang dasar contoh tanah dalam mangkuk sesudah 25 pukulan.

Kadar air pada saat Batas Plastis (Plastic Limit=PL) ditentukan dengan mengetahui secara pasti kadar air terkecil, dimana pasta tanah dapat digulung hingga diameter 0.125 inci (3.2 mm) tanpa mengalami keretakan. Sedangkan Indeks Plastisitas (Plasticity Index=PI) diperoleh dari selisih nilai kadar air pada saat Batas Cair (LL) dengan nilai kadar air pada saat Batas Plastis (PL).

D. Pemeriksaan Analisa Saringan (Shieve Analysis Test)

Prosedur pelaksanaan pemeriksaan ini mengacu pada ASTM C 136-95a,”Method for Shieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates”.

Pengujian ini dilakukan dengan cara menyaring sejumlah sampel tanah dengan satu unit saringan berukuran 4,75mm (no.4) hingga 0,0075 (no.200). Saringan tersebut lalu digetarkan dengan menggunakan shieve shaker machine. Setelah itu, berat sampel yang tertahan pada tiap-tiap saringan ditimbang beratnya. Lalu akan didapatkan persentase butiran yang lolos dari tiap-tiap saringan.

E. Pemeriksaan Klasifikasi Tanah (USCS dan AASHTO)

Dari uji index properties tanah, grain size analysis dan atterberg limit dapat digunakan dalam mengklasifikasikan tanah. Sistem klasifikasi tanah yang digunakan dalam penelitiaan ini adalah AASHTO (American Association of State Highway Transportation Official) dan USCS (Unified Soil Classification System).

(35)

Tabel 2.1. Karakteristik tanah subgrade oleh AASHTO

Sumber : Bowles, J.E., 1993

Sistem AASHTO (American Association of State Highway Transportation Official) berguna untuk menentukan kualitas tanah dalam perencanaan timbunan jalan subbase dan subgrade. Sistem AASHTO membagi tanah ke dalam 7 kelompok, A-1 sampai dengan A-7 (seperti terlihat pada Tabel 2.2). Tanah dalam tiap kelompok dievaluasi terhadap indeks kelompoknya yang dihitung dalam rumus empiris. Pengujian yang digunakan hanya berupa analisa saringan dan nilai batas-batas Atterberg.

(36)

Tabel 2.2. Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO

Sumber : Bowles, J.E., 1993

(37)

Tabel 2.3. Klasifikasi Tanah Unified Soil Classification System

Sumber : Bowles, J.E., 1993

2.3 Pemadatan Tanah

(38)

yang digetarkan (vibrating). Kepadatan didapat dengan keluarnya udara dari antara butiran tanah dimana proses ini merupakan kebalikan dari proses konsolidasi yang merupakan keluarnya air dari antara butir-butir tanah.

Lapisan tanah dasar pada konstruksi jalan raya harus dipadatkan dimana kekuatan dan keawetan perkerasan jalan itu sangat tergantung pada sifat-sifat dan daya dukung tanah dasar. Tujuan pemadatan adalah untuk meningkatkan kepadatan (density), meningkatkan stabilitas, meningkatkan kekuatan tahanan (bearing strength) subgrade, mengurangi sifat kemudahan ditembus oleh air (permeability), mengurangi potensi likuifaksi dan mencegah erosi.

2.3.1 Jenis-jenis Pemadatan Tanah

Metode pemadatan tergantung kepada jenis pemadatan tanah yang akan dilakukan, ada pemadatan di lapangan dan pemadatan di laboratorium.

A. Pemadatan di Lapangan

(39)

1. Rollers, termasuk didalamnya smooth-wheeled, pneumatic-tired, tamping rollers juga pemadatan oleh beban lalu lintas kendaraan.

2. Vibrators, termasuk didalamnya rollers dan plates.

3. Rammers, termasuk didalamnya power rammers, tampers dan falling weight. Smooth-wheeled rollers (Gambar 2.2) memiliki 3 roda dari drum besi atau tandem dibagian belakang. Alat ini juga memiliki roda besi tunggal berbentuk drum dibagian depan. Beratnya antara 1.7-17 ton dan dapat diperberat lagi dengan mengisi pasir atau air di roda besinya. Beban yang terpakai dibagi selebar rodanya. Kecepatan bergeraknya antara 2.5-5 km/jam.

Gambar 2.2. Smooth Wheeled Roller (Surendro B, 2014)

(40)

Gambar 2.3. Pneumatic-tired rollers(Surendro B, 2014)

(41)

Gambar 2.4 Vibratory rollers (Surendro B, 2014)

Vibrating plate compactors (Gambar 2.5) sering disebut stamper. Mempunyai kisaran berat 100 kg- 2 ton dan luasan pelat antara 0.16-1.6 m2. Alat ini cocok untuk memadatkan luasan yang kecil atau tempat yang terbatas untuk dipadatkan seperti daerah pinggiran perkerasan.

(42)

B. Pemadatan di Laboratorium

Pengujian pemadatan di laboratorium ada dua metode, yaitu: pengujian Pemadatan Standar (Standard Proctor Test) dan Pengujian Pemadatan Modified (Modified Proctor Test).

Pada Uji Pemadatan Standar, tanah dipadatkan dalam sebuah cetakan silinder bervolume 12,400 ft-lbf/ft³. Diameter cetakan silinder tersebut 4 in (=10,16 cm). Selama percobaan di laboratorium, cetakan itu dikelam pada sebuah pelat dasar dan di atasnya diberi perpanjangan. Tanah dicampur air dengan kadar yang berbeda-beda dan kemudian dipadatkan dengan menggunakan penumbuk khusus. Berat penumbuk 5,5lb (= 2,5 kg) dan tinggi jatuh 12 in. (=30,48 cm). Jumlah tumbukan tiap lapisan sebanyak 25 kali. Prosedur pelaksanaan pemadatan ini dilakukan untuk 3 (tiga) lapisan. Uji Pemadatan Standar mengacu pada ASTM D-698 dan AASHTO T-99.

Pada Pengujian Pemadatan Modified, tanah dipadatkan dalam sebuah cetakan silinder bervolume 56,000 ft-lbf/ft³. Diameter cetakan silinder tersebut 4 in (=10,16 cm). Selama percobaan di laboratorium, cetakan itu dikelam pada sebuah pelat dasar dan di atasnya diberi perpanjangan. Tanah dicampur air dengan kadar yang berbeda-beda dan kemudian dipadatkan dengan menggunakan penumbuk khusus. Berat penumbuk 10lb (= 4,5 kg) dan tinggi jatuh 18 in. (=45,72 cm). Jumlah tumbukan tiap lapisan sebanyak 25 kali. Prosedur pelaksanaan pemadatan ini dilakukan untuk 5 (lima) lapisan. Uji Pemadatan Standar mengacu pada ASTM D-698 dan AASHTO T-99.

(43)

Gambar 2.6 Perbandingan alat Uji Pemadatan Standar dengan Uji Pemadatan Modified

Pengujian pemadatan tanah baik Uji Pemadatan Standar maupun Uji Pemadatan Modified memiliki dua parameter penting, yaitu Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks) dan Kadar Air Optimum (wopt).

2.3.2 Parameter Pemadatan Tanah/Kompaksi A. Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks)

RR Proctor (1993) dalam Kamarudin F.B (2005) mengatakan untuk suatu jenis tanah yang dipadatkan dengan daya pemadatan tertentu, kepadatan yang dicapai tergantung pada banyaknya air (kadar air) tanah tersebut. Besarnya kepadatan tanah, biasanya dinyatakan dalam nilai berat isi kering (ᵞd) nya.

Apabila tanah dipadatkan dengan adanya pemadatan yang tetap pada kadar air yang bervariasi, maka pada nilai kadar air tertentu akan tercapai kepadatan maksimum (γdmaks). Kadar air yang menghasilkan kepadatan maksimum disebut

(44)

Derajat kepadatan tanah dinyatakan dalam istilah berat isi kering (γd), yaitu

perbandingan berat butiran tanah dengan volume total tanah. Berat Volume Tanah dapat dinyatakan dalam persamaan:

�� = + .

dimana:

�� = Berat isi kering tanah (gr/cm3) � = Berat isi basah tanah (gr/cm3) 1 + = kadar air tanah (%)

Redzuan, 2003 dalam Nendi (2010) mengatakan pertambahan dan pengurangan nilai kepadatan kering tergantung kepada kadar air dalam sampel tanah, berat pemadatan dan tenaga pemadatan.

Craig, 1993 dalam Nendi (2010) mengatakan pada umumnya penambahan air akan memenuhi ruang antar partikel yang sebelumnya dipenuhi udara. Disamping itu, air juga akan merespon dengan partikel tanah dan menambah kemampuan tanah. Peningkatan kemampuan tanah akan mengurangi sifat kaku tanah untuk dipadatkan dan menghasilkan berat isi kering (γd) yang lebih tinggi. Sedangkan

penambahan volume air yang terlalu besar akan menyebabkan sebagian volume tanah akan dipenuhi air dan akan mengurangi berat isi kering tanah (γd).

Selain persamaan (2.3) juga terdapat persamaan lain dalam mengontrol berat isi kering tanah (γd) pada kondisi tanpa rongga udara (zero air void/ZAV)

yaitu:

(45)

Dimana:

γd = Berat isi kering tanah (gr/cm3) γ = Berat isi basah tanah (gr/cm3) Gs = Berat jenis tanah

1+ wGs = kadar air

Menurut Dandung Novianto (2012), untuk suatu kadar air tertentu, berat isi kering maksimum (ᵞdmax) secara teoritis didapat bila pada pori-pori tanah sudah

hamper tidak ada udara lagi, yaitu pada saat dimana derajat kejenuhan tanah sama dengan 100%. Kondisi ini disebut Zero Air Voids (ZAV).

B. Kadar Air Optimum (wopt)

Menurut Bambang Surendro (2014) suatu tanah yang kohesif (lempung) dalam keadaan kering keras dan berbongkah-bongkah, sangat sukar dipadatkan. Untuk memudahkan pemadatan, tanah lempung perlu dibasahi, karena semakin basah tanah akan mudah dihancurkan. Namun, bila terlalu basah akan menghasilkan tanah yang kurang padat.

Dengan peningkatan kadar air, partikel tanah memiliki lapisan air disekelilingnya, sehingga lapisan air ini menjadi pelicin/pelumas, sehingga lebih mudah untuk digerakkan. Kepadatan maksimum akan diperoleh pada saat tanah memiliki kondisi kadar air optimum (wopt) yakni pada saat berai isi kering

maksimum (ᵞdmax). Hubungan antara kadar air optimum dengan berat isi kering

(46)

Gambar 2.7 Hubungan kadar air optimum dengan berat isi kering maksimum.

Untuk memastikan apakah pemadatan dilapangan sudah sesuai dengan spesifikasi maka perlu diuji di lapangan, kemudian sampel dibawa ke laboratorium agar dapat diketahui nilai kepadatannya. Menurut spesifikasi umum kepadatan dilapangan harus mencapai 100% dari pemadatan di laboratorium dan 95% untuk material granural. Jika kondisi tersebut tidak tercapai maka pemadatan dinyatakan gagal atau tidak memenuhi syarat.

� � = � × % .

Dalam pemadatan tanah, ada 4 faktor yang mempengaruhi kontrol pemadatan, yaitu : tipe tanah dan gradasi, kadar air optimum (wopt), berat isi kering

(γd), energi pemadatan (compaction effort).

(47)

padat, karena rongga udara telah terisi oleh air yang bersifat inkompresibel yang membuat partikel tanah akan mengalir atau kehilangan friksi dan energi pamadatan langsung diterima oleh air.

Tipe tanah serta gradasi juga akan mempengaruhi kurva pemadatan. Umumnya

tanah yang dominan berbutir halus atau fine grain akan membutuhkan kadar air lebih

untuk mencapai pemadatan optimum, sebaliknya tanah dominan berbutir kasar atau

coarse grain membutuhkan sedikit kadar air untuk mencapai kadar air pemadatan

optimum. Hal ini juga terkait pada sifat plastisnya dimana tanah berbutir halus atau fine

grain seperti lempung kelanauan memiliki sifat plastis dibanding tanah berbutir kasar

seperti pasir kelanauan yang memiliki indeks plastis rendah.

Secara umum, semakin tinggi derajat pemadatannya maka kemampuannya menahan gaya geser (shearing force) akan semakin rendah penurunannya. Namun demikian, Capper dan Cassie (1969) dalam Surendro B. (2016) menyatakan bahwa apabila dibandingkan kekuatan geser dan kadar air tanah pada kondisi kepadatan tertentu, akan diperoleh nilai kekuatan geser tertinggi dicapai pada saat kadar air dibawah kondisi optimum pada pemadatan yang maksimum.

2.3.3 Energi Pemadatan

Proses pemadatan dipengaruhi oleh hubungan antara Kadar Air (wopt)

dengan Berat Isi Kering (γdmaks). Energi pemadatan yang lebih besar akan

menghasilkan kondisi tanah yang lebih padat. Energi pemadatan bergantung kepada beberapa faktor seperti berat penumbuk, tinggi jatuh penumbuk, jumlah tumbukan perlapisan dan jumlah lapisan.

(48)

E = jumlah tumbukan/lapisan × jumlah lapisan × berat penumbuk × tinggi jatuh penumbukvolume cetakan

Energi pemadatan tanah akan mempengaruhi suatu karakteristik kurva pemadatan, dimana semakin besar energi pemadatan yang diterima tanah maka efek densifikasinya akan semakin besar, sehingga nilai kadar air optimum (wopt) akan

bergeser lebih kecil namun akan diperoleh nilai berat isi kering maksimum (γdmaks)

yang lebih besar. Hubungan kadar air optimum (wopt) dan berat isi kering

maksimum (γdmaks) sebagai berikut :

Gambar 2.8. Hubungan antara kadar air dan berat isi kering dengan beberapa jenis tanah yang telah dipadatkan (HoltzandKovacs,1981, Das,1998)

2.4 Hubungan Parameter Kompaksi dengan Index Properties

(49)

(compaction energy), analisa distribusi butiran (Grain Size Distribution) dan klasifikasi tanah. Penelitian untuk mengetahui hubungan antara parameter kompaksi dilakukan pertama kali oleh Johnson dan Sallberg (1962). Nilai-nilai tersebut dihubungkan dengan cara regresi linear berdasarkan nilai indeks properties (Siagian, D.W dan Muis, Z.A., 2013).

Besaran prediksi berat isi kering maksimum (γdmaks) dan kadar air optimum

(wopt) juga dapat dihitung dari model yang disarankan oleh Goswami (Muis, Z.A.,

1998) dengan persamaan sebagai berikut: X1 = % berat tertahan saringan 4,75 mm

X2 = % berat saringan 4,75 mm dan tertaha saringan 0,075 mm X3 = % berat saringan lewat 0,075 mm

A, B, C = Konstanta nomor saringan F = % butiran halus

(50)

Tabel 2.4 Penentuan Nilai F

2.5 Penelitian Terdahulu

(51)

dengan energi pemadatan (E). Hasil dari korelasi dinyatakan melalui persamaan linear sebagai berikut:

MDD= (2.27 log LL – 0.94) Log E – 0.16 LL+ 17.02 (2.11) OMC = (12.39 – 12.21 log LL) log E + 0.67 LL + 9.21 (2.12)

Blotz, et.al (1998) mengusulkan agar kedua persamaan tersebut hanya digunakan bagi tanah yang mempunyai nilai PL=17 dan LL=70.

Tabel 2.5 Sampel tanah yang digunakan untuk membentuk persamaan (Blotz,1998 dalam Nendi, 2010)

Metacalf, J.B dan Romanoschi, S.A. (2008), memprediksi nilai berat isi kering maksimum dan kadar air optimum dengan menggunakan metode persaamaan regresi linear dengan persaaman:

MDD (t/m3) = 2,0513 – 0,0513*PL – 0,000016*PM + 0,2901*GR2 (2.13) R2 = 0,81; Standard Error = 0.074 (t/m3)

(52)

R2 = 0,78; Standard Error = 2,46 (%)

dimana:

PL =Batas Plastis

PM = Modulus Plastis = IP * P0.425 (% lolos ayakan diameter 0.425) GR2 = P0.075/P0.425 (%lolos ayakan diameter 0.075/ % lolos ayakan

diameter 0.425)

GC = Koefisien Gradien = P4.75*(P.26 – P2) / 100

Gambar 2.9. MDD Prediksi vs MDD lab (Metacalf, J.B dan Romanoschi, S.A. (2008)

(53)

Kemudian Ugbe (2012) mengusulkan persamaan dalam memprediksi berat isi kering maksimum (γd) dan kadar air optimum (wopt) dengan mengunakan nilai

index properties (persentase butiran halus, batas cair dan berat jenis). Ugbe mengambil 152 sampel tanah dari Delta Negara Nigeria, kemudian melakukan pengujian index properties dan menghasilkan statistik data tanah (Tabel 2.6).

Tabel 2.6 Statistik hasil pengujian (Ugbe 2012)

Adapun dari hasil regresi Ugbe (2012) diperoleh persamaan sebagai berikut: MDD = 15.665SG + 1.526LL-4.313F + 2011.960 (2.15) R2 = 0.895

OMC = 0.129F-0.0196LL-1.4233SG + 11.399 (2.16) R2 =0.795

dimana:

MDD = Maximum Dry Density (Berat isi kering maksimum) OMC = Moisture Content (Kadar air optimum)

SG = Specific Gravity (Berat jenis) F = Fines Percent (Persen butiran) LL = Liquid Limits (Batas Cair)

(54)

yang digunakan Ugbe (2012) memiliki rentang yang cukup besar yakni mencapai angka 80% untuk MDD dan 90% untuk OMC.

(55)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kekuatan tanah dasar (subgrade) pada konstruksi perkerasan jalan bergantung pada nilai kepadatan lapisan tanah dasar tersebut. Kepadatan Laboratorium ditentukan dengan melakukan Proctor Compaction Test pada beberapa contoh tanah dengan kadar air yang bervariasi. Hasil yang diperoleh berupa nilai parameter Kompaksi yaitu Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks) pada

saat Kadar Air Optimum (wopt). Sedangkan kepadatan lapangan diperoleh dengan

Sand Cone Test atau Dynamic Cone Penetrometer Test yang menghasilkan nilai Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks) lapangan (Bowles, 1989).

Proses penentuan Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks) dan Kadar Air

Optimum (wopt) di laboratorium memerlukan bahan yang cukup banyak, operator

laboratorium yang handal serta menyita waktu. Sementara spesifikasi juga mengisyaratkan program rutin kontrol kualitas untuk penentuan Indeks Plastis dan gradasi yang relatif memerlukan bahan yang lebih sedikit dan menghasilkan klasifikasi tanah/bahan tertentu. Jika hasil klasifikasi ini bisa digunakan untuk mengestimasi Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks) dan Kadar Air Optimum (wopt)

material subgrade maka dapat dihemat waktu, tenaga dan biaya pada pelaksanaan pekerjaannya. Hal ini juga merupakan klarifikasi (cross check) terhadap pekerjaan yang dilakukan teknisi di laboratorium (Muis, Z.A., 1998).

(56)

1.2 Perumusan Masalah

Bagaimanakah estimasi nilai parameter kompaksi suatu material subgrade pada proyek jalan raya berdasarkan data klasifikasi tanah?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengestimasi parameter kompaksi yaitu Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks) dan Kadar Air Optimum (wopt) suatu

material subgrade pada proyek jalan raya berdasarkan data nilai klasifikasi tanah.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah sebagai bahan pertimbangan atau acuan didalam mempersingkat waktu, tenaga dan biaya kontrol bahan timbunan atau galian untuk lapisan subgrade pada proyek jalan raya.

1.5 Batasan Masalah

Adapun yang menjadi batasan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Sampel tanah berasal dari daerah PT. Perkebunan Nusantara II Kecamatan Patumbak Kabupaten Deli Serdang Provinsi Sumatera Utara.

(57)

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk memperjelas tahapan yang dilakukan dalam studi ini, penulisan tugas akhir ini dikelompokkan ke dalam 5 (lima) bab dengan sistematika pembahasan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Merupakan bingkai studi atau rancangan yang akan dilakukan meliputi latar belakang, perumusan masalah penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, pembatasan masalah dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Merupakan kajian literatur yang terkait dalam penelitian ini yaitu mengenai subgrade, pengujian index properties tanah (kadar air, berat jenis, atterberg limit, analisa butiran dan klasifikasi tanah), pengujian pemadatan tanah (berat isi kering maksimum dan kadar air optimum), serta literatur mengenai penelitian terdahulu yang terkait.

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini berisikan tentang metode yang dipakai dalam penelitian ini, dimulai dari pengambilan sampel, tahap pengumpulan data (pemeriksaan tanah dan pengujian sampel di laboratorium), tahap pengolahan data hasil laboratorium, tahap melakukan estimasi terhadap parameter kompaksi dan analisa data.

BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA

(58)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

(59)

ABSTRAK

Tanah mempunyai peranan yang sangat penting sebagai media pondasi untuk meyebarkan beban bangunan kedalamnya. Selain sebagai penerima saluran beban akhir, tanah juga digunakan sebagai bahan konstruksi dari bangunan itu sendiri, seperti tanggul dan jalan raya. Perkerasan jalan sangat tergantung pada sifat-sifat dan daya dukung tanah dasar. Tuntutan akan kebutuhan pengontrolan di lapangan dan tersedianya dana, merupakan salah satu faktor yang harus dipertimbangkan dalam pekerjaan pemadatan/kompaksi tanah dasar. Untuk itu perlu dilakukan perbaikan untuk memperbaiki dan meningkatkan sifat dan kekuatan tanah lempung. Hal tersebut kemudian memunculkan pemikiran akan pemilihan alat atau cara untuk memperkirakan kepadatan tanah dengan sistem pelaksanaan yang tepat, cepat, dan ekonomis.

Penelitian ini bertujuan untuk mengestimasi/memprediksi besaran nilai parameter kompaksi yaitu berat isi kering maksimum (γd max) dan kadar air optimum

(wopt) dari nilai indeks properties. Jumlah sampel sebanyak 30 sampel dimana

masing-masing sampel dites parameter kompaksi dan indeks propertiesnya dahulu sehingga diketahui jenis tanahnya A4, A-6 dan A-7 dalam klasifikasi AASHTO dan SC, SC-SM, dan CL dalam klasifikasi USCS lalu tes Compaction Test.

Sampel berasal dari PT. Perkebunan Nusantara II Kecamatan Patumbak Kabupaten Deli Serdang Provinsi Sumatera Utara. Rentang dari pengujian tanah untuk berat isi kering maksimum estimasi regresi (γd max*) adalah 1,43 % - 1,50 %

dengan rata-rata 1,49 %, untuk kadar air optimum (wopt*) adalah 19,41 % - 27,10 %

dengan rata-rata 23,40 %, untuk berat isi kering maksimum model Goswami (γd max#) adalah 1,47 % – 1,53 % dengan rata-rata1,49 %, dan untuk kadar air optimum

(wopt#) adalah 21,45 % - 24,84 % dengan rata-rata 23,40 %. Dari hasil persamaan

yang telah diperoleh dapat disimpulkan bahwa terdapat hubungan yang cukup kuat antara nilai parameter kompaksi dengan nilai indeks properties.

(60)

ESTIMASI NILAI PARAMETER KOMPAKSI

BERDASARKAN NILAI KLASIFIKASI TANAH

PADA PROYEK JALAN RAYA

TUGAS AKHIR

MUHAMMAD

IMAM MA’ARIF

SIREGAR

11 0404 032

Disetujui Oleh: Dosen Pembimbing

Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc. NIP. 19560326 198109 1 003

BIDANG STUDI TRANSPORTASI

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

(61)

ABSTRAK

Tanah mempunyai peranan yang sangat penting sebagai media pondasi untuk meyebarkan beban bangunan kedalamnya. Selain sebagai penerima saluran beban akhir, tanah juga digunakan sebagai bahan konstruksi dari bangunan itu sendiri, seperti tanggul dan jalan raya. Perkerasan jalan sangat tergantung pada sifat-sifat dan daya dukung tanah dasar. Tuntutan akan kebutuhan pengontrolan di lapangan dan tersedianya dana, merupakan salah satu faktor yang harus dipertimbangkan dalam pekerjaan pemadatan/kompaksi tanah dasar. Untuk itu perlu dilakukan perbaikan untuk memperbaiki dan meningkatkan sifat dan kekuatan tanah lempung. Hal tersebut kemudian memunculkan pemikiran akan pemilihan alat atau cara untuk memperkirakan kepadatan tanah dengan sistem pelaksanaan yang tepat, cepat, dan ekonomis.

Penelitian ini bertujuan untuk mengestimasi/memprediksi besaran nilai parameter kompaksi yaitu berat isi kering maksimum (γd max) dan kadar air optimum

(wopt) dari nilai indeks properties. Jumlah sampel sebanyak 30 sampel dimana

masing-masing sampel dites parameter kompaksi dan indeks propertiesnya dahulu sehingga diketahui jenis tanahnya A4, A-6 dan A-7 dalam klasifikasi AASHTO dan SC, SC-SM, dan CL dalam klasifikasi USCS lalu tes Compaction Test.

Sampel berasal dari PT. Perkebunan Nusantara II Kecamatan Patumbak Kabupaten Deli Serdang Provinsi Sumatera Utara. Rentang dari pengujian tanah untuk berat isi kering maksimum estimasi regresi (γd max*) adalah 1,43 % - 1,50 %

dengan rata-rata 1,49 %, untuk kadar air optimum (wopt*) adalah 19,41 % - 27,10 %

dengan rata-rata 23,40 %, untuk berat isi kering maksimum model Goswami (γd max#) adalah 1,47 % – 1,53 % dengan rata-rata1,49 %, dan untuk kadar air optimum

(wopt#) adalah 21,45 % - 24,84 % dengan rata-rata 23,40 %. Dari hasil persamaan

yang telah diperoleh dapat disimpulkan bahwa terdapat hubungan yang cukup kuat antara nilai parameter kompaksi dengan nilai indeks properties.

(62)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulisan Tugas Akhir yang berjudul “ESTIMASI NILAI PARAMETER KOMPAKSI BERDASARKAN NILAI KLASIFIKASI TANAH PADA PROYEK JALAN RAYA” ini dimaksudkan untuk memenuhi syarat penyelesaian Pendidikan Sarjana di Bidang Studi Struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Dalam penyusunan dan penulisan Tugas Akhir ini hingga dapat terselesaikan tidak terlepas dari keterlibatan berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak yang berperan yaitu:

1. Bapak Ir. Zulkarnain A.Muis, M.Eng, Sc., selaku Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, pikiran, dan tenaga untuk memberikan arahan dan bimbingan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

2. Ibu Adina Sari Lubis, S.T., M.T., selaku Co Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, pikiran, dan tenaga untuk memberikan arahan dan bimbingan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Syahrizal, M.T., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Irwan Suranta Sembiring, S.T., M.T., Bapak Medis S. Surbakti, S.T, MT dan Bapak Ir. Andy Putra Rambe MBA. sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen staf pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan memberikan pengajaran kepada penulis selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 7. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

(63)

8. Kedua orang tua penulis Ayahanda Emir Rizal Siregar dan Ibunda Masturo Harahap., yang tak pernah berhenti memberikan do’a, dukungan, motivasi, kasih sayang dan segalanya selama ini. Abang-abang penulis, Kakak Tersayang Rima Amalia Siregar, Adinda-adinda tersayang Bayu Santosa Siregar dan Silvia Ardina Siregar yang selalu memberi dukungan moril dan materil serta seluruh keluarga besar penulis yang selalu mendukung dan membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

9. Seluruh teman-teman mahasiswa Teknik Sipil 2011 dan 2014 yang telah banyak membantu penulis mulai dari awal proses pengerjaan Tugas Akhir hingga selesai, antara lain: abangda Iqbal, Tim Donkorleone, adinda Ridho, Dharma, Rajib, Gading, Mahendi, Jangwan, Romzi dan Nabila, terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

10. Seluruh Staf Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil FT USU dan PTPN 2 Patumbak.

11. Segenap pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu disini, terimakasih atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis menerima kritik dan saran yang membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, Maret 2017 Penulis

(64)

DAFTAR ISI

2.1. Lapisan Tanah Dasar Perkerasan (Subgrade) ... 5

2.2. Pemeriksaan/Pengujian Material Subgrade ... 6

2.3. Pemadatan Tanah ... 12

2.3.1. Jenis-Jenis Pemadatan ... 13

2.3.2 Parameter Pemadatan Tanah/Kompaksi ... 18

2.3.2 Energi Pemadatan ... 22

2.4. Hubungan Parameter Kompaksi dengan Index Properties ... 23

(65)

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Metode dan Lokasi Penelitian ... 30

3.2. Sampel ... 30

3.3. Tahap Persiapan ... 31

3.4. Tahap Pengujian di Laboratorium... 32

3.5. Tahap Pengolahan Data ... 32

3.6. Estimasi Hubungan Parameter Kompaksi dengan Indeks Properties ... 33

3.7. Analisa Hasil Estimasi ... 33

BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA 4.1. Hasil ... 35

4.1.1. Hasil Pengujian di Laboratorium ... 35

4.1.2. Hasil Estimasi Parameter Kompaksi dengan nilai indeks properties ... 40

4.2. Analisa Hasil Estimasi ... 49

4.3. Diskusi Hasil ... 51

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 55

5.2. Saran ... 56

(66)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik tanah subgrade oleh AASHTO ... 10

Tabel 2.2 Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO ... 11

Tabel 2.3 Klasifikasi Tanah Sistem Unified Soil Classification System ... 11

Tabel 2.4 Penentuan Nilai F ... 25

Tabel 2.5 Sampel tanah yang diguakan dalam membentuk persamaan (Blozt, 1998 dalam Nendi, 2010) ... 26

Tabel 2.6 Statistik hasil pengujian (Ugbe 2012) ... 52

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kadar Air ... 35

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Berat Jenis ... 35

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Atterberg Limit ... 36

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Persen Butiran Halus ... 37

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kompaksi ... 37

Tabel 4.6 Rangkuman Hasil Pengujian di Laboratorium ... 38

Tabel 4.7 Hasil Estimasi Parameter Kompaksi Model Regresi ... 41

Tabel 4.8 Berat Isi Kering Maksimum Model Goswami ... 44

Tabel 4.9 Kadar Air Optimum Model Goswami ... 45

Tabel 4.10 Hasil Estimasi Parameter Kompaksi Model Goswami ... 47

Tabel 4.11 Keakuratan Akurasi Berdasarkan Koesfisien Determinasi ... 45

Tabel 4.12 Perhitung t hitung dan t tabel Berat Isi Kering ... 52

(67)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Susunan jenis lapisan perkerasan jalan raya ... 5

Gambar 2.2 Smooth wheeled roller ... 14

Gambar 2.3 Pneumatic-tired rollers ... 15

Gambar 2.4 Vibratory rollers ... 16

Gambar 2.5 Vibrating plate compactors ... 16

Gambar 2.6 Perbandingan Alat Uji Standar dengan Alat Uji Modified ... 18

Gambar 2.7 Hubungan kadar air optimum dengan berat isi kering maksimum .... 21

Gambar 2.8 Hubungan antara kadar air dan berat isi kering dengan Beberapa jenis tanah yang dipadatkan ... 23

Gambar 2.9 MDD Prediksi vs MDD lab ... 27

Gambar 2.10 OMC Prediksi vs OMC lab ... 27

Gambar 3.1 Sampel tanah yang akan diuji ... 32

Gambar 3.2 Diagram alir penelitian ... 34

Gambar 4.1 Hubungan Log G dengan berat isi kering maksimum ... 43

Gambar 4.2 Hubungan Log G dengan kadar air optimum ... 43

Gambar 4.3Hubungan berat isi kering aktual dengan berat isi kering estimasi Model Regresi ... 50

Gambar 4.4 Hubungan kadar air optimum aktual dengan kadar air optimum estimasi Model Regresi ... 51

Gambar 4.5 Hubungan berat isi kering aktual dengan berat isi kering estimasi Model Goswami ... 52

(68)

DAFTAR NOTASI

MDD = Berat isi kering OCD = Kadar air optimum

γd = Berat isi kering

γdmaks = Berat isi kering maksimum

γdmaks* = Berat isi kering maksimum estimasi regresi

γdmaks# = Berat isi kering maksimum estimasi model Goswami

w = Kadar air

wopt = Kadar air optimum

wopt* = Kadar air optimum estimasi regresi

wopt# = Kadar air optimum estimasi model Goswami SG = Specific gravity (berat jenis)

LL = Liquid limit (batas cair)

PL = Plastic Limit (batas plastis)

PI = Properties index (indeks properties)

FINES = Shirve analisys (analisa saringan)

Y = Berat isi kering maksimum atau kadar air optimum m = Kemiringan kurva

(69)

DAFTAR LAMPIRAN

Gambar

Gambar 3.1 Sampel Tanah yang akan diuji (Sumber: Dokumentasi pribadi)
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kompaksi
Tabel  4.6 Rangkuman Hasil Pengujian di Laboratorium
Tabel 4.6 Rangkuman Hasil Pengujian di Laboratorium (lanjutan)
+7

Referensi

Dokumen terkait

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan untuk menunjukkan percaya diri, dari 12 peserta didik di bagi menjadi 2 kelompok yaitu 6 peserta didik kelompok

Bedasarkan kedua metode evakuasi dibutuhkan ruang dan sirkulasi yang menunjang sistem evakusi dari bangunan yaitu : (a) Koridor, berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaaan Umum

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengintegrasian ICT (Information Communication Technology) dalam pembelajaran di Kabupaten Semarang pada 10 sekolah

Jumlah maksimal yang dapat dilayani : 1000 penghuni Lokasi dan jarak maksimal : Berada ditengah- tengah lingkungan dan menjadi satu dengan ruang serbaguna Berada pada

Pada hasil pembahasan penelitian pertama, dalam kerangka kerja Technological Pedagogical Content Knowledge (TPCK) didapatkan rerata skor TPCK guru Biologi SMA Negeri

JUDUL : TENAGA MEDIS RAWAN GUGATAN MEDIA : KOMPAS. TANGGAL : 23

Pada Apartemen X ini, penghuni bangunan dapat dengan mudah mengakses sarana jalur evakuasi, hal ini disebabkan karena koridor yang terdapat pada bangunan ini

Semua exception lain, yang mana method yang bisa melempar harus dideklarasikan dalam klausa throws, sebaliknya maka akan terjadi error kompilasi. Jika method bisa