PERBAIKAN STRUKTUR PERKERASAN JALAN DENGAN MENGGUNAKAN GEOTEKSTIL (Studi Kasus Ruas Jalan Caruban – Ngawi Km. 158+600 sampai Km. 160+600)

i

T E S I S

PERBAIKAN STRUKTUR PERKERASAN JALAN

DENGAN MENGGUNAKAN GEOTEKSTIL

(Studi Kasus Ruas Jalan Caruban – Ngawi

Km. 158+600 sampai Km. 160+600)

Diajukan Kepada

Program Studi Magister Teknik Sipil

Program Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta

untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Guna Memperoleh

Gelar Magister dalam Ilmu Teknik Sipil

Oleh :

SOEGENG HARIJANTO

NIM : S100130009

PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK SIPIL

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2018

v

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum wr.wb

Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan

hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tesis ini dengan judul : PERBAIKAN

STRUKTUR PERKERASAN JALAN DENGAN MENGGUNAKAN GEOTEKSTIL (Studi

Kasus Ruas Jalan Caruban – Ngawi Km. 158+600 Sampai 160+600). Selama menempuh

pendidikan dan penulisan serta penyelesaian Tesis ini, penulis banyak memperoleh

dukungan baik secara moril maupun materiil dari berbagai pihak.

Oleh karena itu pada kesempatan ini dengan penuh kerendahan hati, penulis

haturkan ucapkan terima kasih daan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada yang

terhormat :

1.

Bapak Dr. Sofyan Anif, M.Si., selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2.

Bapak Prof. Dr. Bambang Sumarjoko, MPd., selaku Direktur Program Pasca Sarjana

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3.

Ibu DR. Nurul Hidayati, selaku Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil Program

Pasca Sarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta.

4.

Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D, IPM. selaku Pembimbing Utama.

5.

Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T, selaku Pembimbing Pendamping

6.

Dinas PU Bina Marga Prov. Jawa Timur. yang telah memberikan informasi untuk

keperluan Tesis.

7.

Keluarga yang telah memberikan do’a dan semangat kepada penulis.

8.

Rekan-rekan pasca sarjana magister teknik dan semua pihak yang terlibat baik

langsung maupun tidak langsung dalam penulisan Tesis ini.

vi

Penulis menyadari bahwa penyusunan Tesis ini masih jauh dari sempurna

karena mengingat adanya keterbatasan kemampuan, pengetahuan, maupun literatur

yang diperoleh. Penulis sangat mengharapkan dan berterimakasih apabila ada kritikan

dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan dan kesempurnaan Tesis ini.

Harapan terakhir penulis, semoga Tesis ini dapat memberikan tambahan

cakrawala ilmu dan bermanfaat bagi pihak-pihak yang memerlukannya.

.

Surakarta, Oktober 2018

Penulis

vii DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

NOTA PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TESIS ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR GRAFIK ... xii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiii

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN………. xiv

ABSTRAK ... xv

ABSTRACT……… . xvi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang Masalah ... 1

B. Rumusan Masalah ... 3

C. Tujuan Penelitian ... 4

D. Batasan Masalah ... 5

E. Manfaat Penelitian ... 5

F.

Keaslian Penelitian………... 6

BAB II LANDASAN TEORI ... 9

A. Geotekstil ... 9

B. Geogrid... 15

viii

D. Klasifikasi Tanah Lunak ... 18

E. Asumsi Beban Kendaraan ... 22

F. Prinsip Dasar Perencanaan Timbunan Jalan Pada Tanah Lunak ... 25

G. Prinsip Dasar Penanganan Kerusakan Jalan Pada Tanah Ekspansif ... 27

H. Analisis Perkuatan Tanah Timbunan ... 34

I. Penelitian Sejenis ... ... 41

BAB III METODE PENELITIAN ... 47

A. Jenis Penelitianl ... 47

B. Lokasi Penelitian... 47

C. Alat dan Bahan………. 49

D. Prosedur Penelitian ... 50

E. Investigasi Awal ... 51

F. Data Tanah Dasar ... 51

G. Bagan Alir Penelitian ... 55

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ... 64

A. Data Awal Lapangan ... 64

B. Metode Penyelidikan Lapangan ... 67

C. Klasifikasi Tingkat Ekspansif Tanah ... 68

D. Justifikasi Penggunaan Membran ... 68

E. Penetapan Dimensi Geotekstil ... 70

F. Kestabilan Lereng dan Dinding Penahan Tanah ... 77

G. Cara Analisis ... ... 78

H. Metode Pengendalian Mutu dan Pelaksanaan Pekerjaan ... 81

I. Proses Aplikasi Geotekstil di Lapangan………. 97

ix

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 105

A. Kesimpulan ... 105 B. Saran ... 105 DAFTAR PUSTAKA A. Kesimpulan ... 108 DAFTAR LAMPIRAN A. Lampiran 1 ... 211 B. Lampiran 2 ... 186 C. Lampiran 3 ... 230 D. Lampiran 4 ... 244

x DAFTAR TABEL

Tabel 2.1.

Hubungan antara konsistensi, identifikasi, dan kuat tekan Bebas

qu………

Tabel 2.2.

Hubungan nilai N-Spt, tekanan konus, konsistensi dan kuat

tekan bebas (qu) tanah lempung... .. 39

Tabel 2.3.

Hubungan N-SPTdengan kerapatan Relatif (Dr) tanah pasir

1 ... .. 44 Tabel 2.4. Nilai klasifikasi jalan raya ………. Tabel 4.1. Pemilihan Metode Penanggulangan dan Kemungkinan

Hambatan Pelaksanaanya……….

Tabel 4.2. Pengelompokan N-SPT dan tebal lapisan tanah lunak ………… Tabel 4.3. Nilai klasifikasi jalan raya ………..………….. Tabel 4.4. Sifat–sifat mutu material yang disyaratkan ………. Tabel 4.5. Gradasi lapis pondasi agregat ...………. Tabel 4.6. Gradasi Lapis Pondasi Agregat………. Tabel 4.7. Amplop Gradasi Agregat Gabungan Untuk Campuran Aspal……… Tabel 4.8. Kombinasi Campuran CTB ..………. Tabel 4.9. Cara uji kepadatan berat untuk tanah.………. Tabel 4.10. Spesifikasi ukuran lubang galian dan kadar air ………. Tabel 4.11. Summary test pit Ruas Jalan Ngawi – Caruban Km. S. Baya……….. Tabel 4.12 Summary test kepadatan agregate B dengan sand cone……….. Tabel 4.13 Summary test Cement Treated Base (CTB)……….. Tabel 4.14 Summary Test AC BC modifikasi………. Tabel 4.15 Summary test untuk lapisan AC WC………

20 20 21 24 69 79 80 91 92 92 93 93 94 96 97 98 99 101 102

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Geotekstil Woven ... Gambar 2.2. Geotekstil Non Woven ... Gambar 2.3 Filter / Penyaring ... Gambar 2.4. Separator / Pemisah ... Gambar 2.5. Stabilization / Stabilisator ... Gambar 2.6. Geogrid ... Gambar 2.7. Macam Bentuk Bukaannya (Aperture) Geogrid ... Gambar 2.8. Ilustrasi Pemasangan Geogrid Uniaxial ... Gambar 2.9. Ilustrasi Pemasangan Geogrid Biaxial ... Gambar 2.10. Ilustrasi Pemasangan Geogrid Triax ... Gambar 2.11 Timbunan di atas tanah dasar lunak ... Gambar 2.12. Membran Lateral pada Konstruksi Jalan ... Gambar 2.13. Membran Vertikal pada Konstruksi Jalan ... Gambar 2.14 Metode MESL pada Konstruksi Jalan ... Gambar 2.15. Bentuk bidang longsor tanpa dan dengan beban terbagi

rata dipuncak timbunan tanpa perkuatan tanah………

Gambar 2.16 Keruntuhan yang terjadi dengan bidang gelincir

memotong perkuatan tanah………...

Gambar 2.17. Mekanisme keruntuhan timbunan terjadi di atas perkuatan .... Gambar 2.18.

Mekanisme keruntuhan tanah lunak akibat tekanan

horizontal ...

Gambar 3.1. Lokasi Penelitian ... Gambar 3.2. Foto Kondisi Existing Jalan Diatas Tanah Gerak Arah Barat ...

11 12 13 14 14 15 16 16 17 17 22 31 32 32 34 36 37 39 48 48

xii

Gambar 3.3 Foto Kondisi Existing Jalan Diatas Tanah Gerak Arah Sebaliknya.. Gambar 3.4. Bagan Alir Pelaksanaan Penelitian ... Gambar 3.5. Ilustrasi dasar bentuk aggregat ... Gambar 3.6. Mesin Los Angeles Abrasion Test ... Gambar 4.1. Desain Typical Konstruksi Jalan ... Gambar 4.2. Penanganan dengan Perkuatan Geotekstil (Geo-membran) ... Gambar 4.3. Penanganan dengan Perkuatan Geotekstil (Geo-membran) Pada

Daerah Pelebaran……….

Gambar 4.4. Typical Geotekstil (Geo-Membran) – Type.I ... Gambar 4.5. Typical Geotekstil (Geo-Membran) – Type.II ... Gambar 4.6. Typical Geotekstil (Geo-Membran) – Type.III ... Gambar 4.7. Ilustrasi pemasangan dengan metode tumpang tindih yang

sederhana ……….

Gambar 4.8. Ilustrasi Konstruksi bagian tumpang tindih Geosintetik……… Gambar 4.9. Ilustrasi sambungan yang dikelim ... Gambar 4.10. Ilustrasi sambungan jenis stapled ... Gambar 4.11. Ilustrasi sambungan tusuk sanggul (bodkin joint) ...

49 56 59 60 67 74 75 75 76 76 85 85 87 88 88

xiii DAFTAR GRAFIK

Grafik 2.1.

Grafik hubungan tebal timbunan dengan intensitas beban...

13 Grafik 4.1.

Grafik Gradasi kombinasi ...

39

23 94

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. . ... 13 Lampiran 2. ... 39 Lampiran 3. ... 44

xv

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

PP

= Total gaya yang melawan(kN) ...

13

PA

= Total gaya yang mendorong (kN)………...

PPt

= Gaya pasif pada lapisan tanah lunak………..

Pa = Gaya aktif pada tanah lunak dan timbunan tanah (kN)………..

τB

= Tegangan geser tanah lunak dan tanah keras (kN/m²)……….

A = Luas tampang bidang geser tanah lunak dan keras (m2)………..

IS

= Panjang lereng timbunan (meter)

C = Kohesi tanah lunak (kN/m²)

Σv

= Tegangan vertikal rerata daerah runtuh

IS

(kN/m2)

Φ = Sudut gesek internal tanah lunak

FB

= Gaya perlawanan geser (kN)

Γ = Berat volume tanah timbunan (kN/m³)

H = Tinggi timbunan (m)

τT

= Tegangan geser tanah dan geosintetik sepanjang Is (kN/m2)

cG

= Kohesi tanah lunak dengan geosintetik (kN/m²)

σV

=Tegangan vertikal rerata di daerah runtuh sepanjang Is

(kN/m²).

35 35 35 35 35 35 36 36 36 37 37 38 38 40 40 40

xvi

Perbaikan Struktur Perkerasan Jalan

Dengan Menggunakan Geotekstil

(Studi Kasus Ruas Jalan Caruban – Ngawi Km. 158+600 sampai 150+600)

ABSTRAK

Ruas Jalan Ngawi Caruban mempunyai beban lalu lintas yang sangat tinggi dan

padat terutama jumlah kendaraan berat yang melintas. Secara aspek geoteknik perlu

diperhatikan ruas jalan ini utamanya pada badan jalan yang ada merupakan jenis tanah

lunak

(soft soil),

sehingga banyak ditemukan permasalahan kemampuan daya dukung

dan stabilitas tanah lunak seperti kuat dukung dan kuat geser yang rendah dan tidak

stabil. Jika beban telah bekerja di atas timbunan badan jalan, dalam kurun waktu

tertentu akan terjadi penurunan yang akan berlangsung dalam waktu yang lama.

Salah satu upaya yang dilakukan adalah dengan menggunakan perkuatan geosintetik

sehingga perlu dievaluasi penempatan/penggunaan geosintetik dan penurunan yang

terjadi.

Penelitian ini dilakukan dengan konsep mengevaluasi teknik metode

pelaksanaan dan evaluasi yang dilakukan diawali dari data penyelidikan tanah,

pengujian laboratorium, melakukan analisis perkuatan terhadap geotekstil yang

digunakan, melakukan pemeriksaan mengenai penurunan, serta mengetahui

besarnya settlement yang terjadi dengan data yang diperoleh dengan mendasarkan

data penyelidikan tanah dari Badan Penelitian dan Pengembangan (Balitbang)

Dapartemen Pekerjaan Umum Provinsi Jawa Timur.

Hasil penelitian yang dilakukan dapat menjelaskan secara teknis dalam hal

pelaksanaan pekerjaan perbaikan jalan di atas tanah lunak dengan perkuatan

geotekstil, yaitu meningkatnya daya dukung tanah terhadap beban serta mengetahui

besarnya settlement yang terjadi pada jalan yang ditinjau berdasarkan hasil analisis

perbaikan struktur perkerasan jalan dengan menggunakan geotekstil pada ruas jalan

Caruban – Ngawi Km. 158+600 sampai dengan Km. 160+600. dirasa sangat efektif. Hal

ini ditunjukkan dengan perubahan - perubahan setelah perbaikan sebagai berikut:

Daya dukung tanah meningkat, Kondisi jalan lebih stabil, Tingkat keawetan jalan lebih

lama, Perawatan jalan berkurang, Pengguna jalan lebih nyaman. Sehingga Geotekstil

dipandang sangat membantu dalam penyelesaian problematik tanah dasar yang tidak

baik pada daerah penelitian.

xvii

THE IMPROVEMENT OF PAVEMENT STRUCTURE USING GEOTEKSTIL

(Case Study of Road Segment Caruban – Ngawi Km. 158+600 to 160+600)

ABSTRACT

Road segment between Ngawi Caruban Road has a very high traffic and heavy

density of heavy vehicles that pass. As the Geotechnical aspects need to be considered

this road segment mainly on the existing road body is soft soil type, so there are many

problems found in carrying capacity and soft soil stability such as strong support and

low shear strength and unstable. If the load has worked on the pile of road bodies,

within a certain period of time will occur a decline that will last for a long time. One of

the efforts made is to use geosynthetic reinforcement so that it is necessary to

evaluate the geosynthetic placement/usage and the setllement that occurs

This research was conducted with the concept of evaluating the technique of the

method of implementation and evaluation which was started from soil investigation

data, laboratory testing, doing reinforcement analysis on the used geotextiles,

examining the decrease, and knowing the amount of settlement that happened with

the data obtained by basing the soil investigation data from Research and

Development Agency (Balitbang) Public Works Department of East Java Province.

The results of the research can explain technically in the case of the

implementation of road improvement work on soft soil which is increasing the carrying

capacity of the soil against the load and to know the amount of settlement occurring

on the road under review on road segment based on the results of an analysis of the

improvement of the road pavement structure using geotextile on the Caruban - Ngawi

Km 158+600 up to Km 160+600 is very effective. This is indicated by the changes after

the following improvements : the soil is carrying capacity increases, the condition of

the road is more stable, the level of durability of the road is longer, the maintenance of

the road is reduced, road users are more comfortable. So that geotextiles are

considered very helpful in solving the problems subgrade which is not good in the

study area.