S TS 0807801 Chapter3

(1)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi penelitian pada tugas akhir ini bersifat research di laboratorium

dengan cara memperbaiki sampel tanah dasar yang diambil dari lapangan, dengan bahan

perbaikan dalam hal ini adalah fly-ash. Lokasi yang akan dijadikan lokasi penelitian

adalah ruas jalan Cibarusah Cikarang, Kabupaten Bekasi. Pengambilan sampel tanah

lempung ekspansif diambil dari daerah Lippo Cikarang yang berjarak satu kilometer dari

lokasi penelitian. Sebagai bahan perbaikan tanah yaitu fly-ash atau abu batu yang

merupakan limbah pengolahan batu bara diambil dari CV. Bumi Selaras Komplek GBA

2 Bandung, Jawa barat. Sedangkan lokasi untuk pengujian dilakukan di laboratorium

mekanika tanah FPTK UPI.

Penelitian diawali dengan mengambil sampel tanah dilapangan lalu dibawa ke

laboratorium untuk diuji, kandungan tanah dasar diuji terlebih dahulu untuk mengetahui

sifat fisik dan daya dukung tanah asli, kemudian dilakukan treatment terhadap tanah asli

menggunakan bahan perbaikan yaitu fly-ash, mix design dilakukan dengan berbagai

persentase bahan perbaikan untuk mencari persentase perbaikan yang dinilai mengalami

(2)

(3)

Jalan Cibarusah Cikarang Kabupaten Bekasi merupakan jalan lokal primer yang menghubungkan antar kecamatan, ketidaksesuain antara spesifikasi jalan dan pengguna jalan membuat kerusakan parah yang menimbulkan kemacetan,

dan kecelakaan

Studi literatur

1. Jalan lokal primer tidak memenuhi syarat 2. Perlakuan terhadap jalan tidak tepat

menyebabkan jalan rusak

3. Kerusasakan menyebabkan kemacetan dan kecelakaan

4. Karawang memiliki tanah lempung ekspansif yang tidak stabil untuk jalan

Fenomena di lapangan 1. Lalu lintas padat 2. Ukuran jalan kecil 3. Banyak kendaraan besar melintas

secara kontinyu 4. Jalan rusak parah

Rendahnya tingkat pelayanan jalan

Dilakukan peneltian dengan tujuan

1.Mengetahui karakteristik tanah dasar di lapangan.

2.Melakukan pengujian terhadap sampel tanah yang didapatkan. 3.Meneliti dan melakukan treatment terhadap sampel tanah. 4.Memperoleh nilai cbr yang optimal dari hasil treatment

5.Menentukan treatment yang paling sesuai untuk lalu lintas yang bekerja di ruas jalan tersebut.

pengujian sampel uji dari lokasi penelitian di

laboratorium Metode

pengumpulan data

Data primer 1. Pengambilan sampel tanah di lokasi penelitian 2. Obesrvasi keadaan lapangan Data sekunder 1. Buku-buku literatur 2. Data-data lapangan dari media informasi 3. Hasil penelitian terdahulu

Analisis secara literatur 1. Lempung ekspansif memiliki sifat

kembang susut yang besar 2. Lempung ekspansif tidak stabil untuk

subgrade jalan

3. diduga flyash dapat meningkatkan performa lempung ekspansif

Pembahasan dan laporan hasil

(4)

(5)

START

PENGUJIAN TANAH ASLI

A. Index properties

1. Kadar Air 2. Uji Berat Isi 3. Uji Berat Jenis 4. Atterberg Limit 5. Uji saringan 6. Hidrometer

B. Engineering properties

1. Kompaksi

Solusi perbaikan tanah dasar jalan dengan treatment menggunakan flyash

Pengujian Lab 1. Swelling

2. Tekanan pengembangan 3. CBR

Laporan hasil penelitian

Alur Kerja Pengujian Lab

FINISH Pengujian trial mix 2%, 5%,

10%, 20%, 30%

OK Tidak OK

Hasil penelitian

1. Penurunan nilai swelling

2. Penurunan tekanan pengembangan 3. Peningkatan CBR design

(6)

Pengujian di laboratoeium terdiri dari index properties dan engineering

properties. Adapun pengujian yang dilakukan antara lain :

3.3.1 Index Properties :

1. Kadar air (SNI 03-1965-1990)

- Maksud dan tujuan serta aplikasi

Maksud percobaan ini adalah untuk mengukur sifat-sifat fisis

tanah. Tujuan dari uji ini adalah untuk mengklasifikasi tanah.

- Prosedur Uji

 Ambil beberapa gram sampel tanah yang ditempatkan di

cawan yang telah ditimbang sebelumnya.

 Cawan yang berisi contoh tanah ditimbang, kemudian

dimasukkan ke dalam oven selama 24 jam dengan suhu 105o

C.

 Sesudah itu, contoh tanah yang sudah kering dimasukkan ke

dalam desikator ± 1 jam.

 Contoh tanah yang sudah dingin ditimbang didapat berat

kering.

2. Berat jenis (SNI 03-1964-1990)

Berat jenis tanah digunakan pada hubungan fungsional antara

(7)

diperlukan untuk perhitungan – perhitungan parameter indeks

tanah (index properties).

- Prosedur Uji

 Ambil contoh tanah seberat ± 60 g. Contoh tanah diremas

dan dicampur dengan aquades di dalam suatu cawan

sehingga menyerupai bubur yang homogen.

 Adonan tanah ini kita masukkan ke dalam piknometer dan

tambahkan aquades.

 Piknometer yang berisi contoh tanah ini diimasukkan ke

dalam piknometer dan tambahkan aquades.

 Piknometer yang berisi contoh tanah ini dipanaskan di oven

selama ± 10 menit supaya gelembung udranya keluar.

 Sesudah itu piknometer diangkat dari kompor dan ditambah

dengan aquades sampai batas kalibrasi, lalu diaduk sampai

suhunya merata.

 Piknometer direndam dalam suatu dish yang berisi agar

suhunya turun.

 Aduk agar temperaturnya merata. Setelah mencapai suhu

35°C diambil, bagian luar dikeringkan. Di sini permukaan

air turun maka perlu ditambahkan aquades sampai batas

kalibrasi, kemudian ditimbang.

 Suhu diturunkan lagi hingga mencapai 25°C. Piknometer

diambil, bagian luar dikeringkan, ditambah air hingga batas

(8)

 Larutan tanah tersebut kemudian dituangkan dalam dish

yang telah ditimbang beratnya. Semua larutan harus bersih

dari piknometer, jika perlu bilas dengan aquades.

 Dish + larutan contoh tanah dioven selama 24 jam dengan

suhu 110°C.

 Berat dish + tanah kering ditimbang sehingga didapatkan

berat kering tanah (Ws).

 Dari percobaan di atas didapatkan 3 harga Gs yang

kemudian dirata-rata.

3. Atterberg limit ; Batas cair (SNI 03-1967-1990) dan Batas plastis

(SNI 03 1966-1990)

Percobaan ini mencakup penentuan batas-batas Atterberg yang

meliputi Batas Plastis/ Plastic Limit, Batas Cair/ Liquid Limit,

Batas Susut / Shrinkage Limit.

- Prosedur Uji

Batas Plastis / Plastic Limit

 Masukkan contoh tanah dalam mangkok, diremas-remas

sampai lembut, ditambahkan aquades sedikit dan diaduk

(9)

 Letakkan contoh tanah adukan itu di atas pelat kaca dan

digulung-gulung dengan telapak tangan sampai diameternya

kira-kira 1/8 inch (3mm). Akan dijumpa 3 keadaan :

 Gulungan terlalu basah sehingga dengan diameter 1/8 inch

tanah belum retak.

 Gulungan terlalu kering sehingga sewaktu diameter belim

mencapai 1/8 inch, gulungan tanah sudah mulai retak.

 Gulungan dengan kadar air tepat, yaitu gulungan mulai retak

sewaktu mencapai diameter 1/8 inch

 Timbang container atau cawan sebanyak 3 buah.

 Gulungan tanah yang berkadar iap countainer/cair tepat itu

dimasukkan ke dalam countainer atau cawan, tiap countainer

atau cawan berisi 5 buah gulungan, dengan berat

masing-masing gulungan minimum ± 5 gr. Ketiga countainer atau

cawan yang berisi gulungan tanah tersebut di masukkan ke

dalam oven ± 24 jam pada suhu 105-110°C.

 Harga rata-rata kadar air dari percobaan di atas adalah batas

plastisnya.

Batas Cair / Liquid Limit

1. Contoh tanah diambil secukupnya, ditaruh dalam cawan

porselin dan ditumbuk dengan penumbuk karet , diberi

(10)

2. Pindahkan tanah tersebut ke atas plat kaca dan diaduk

sampai homogen dengan pisau dempul, bagian yang kasar

dibuang.

3. Ambil sebagian dari contoh tanah, dan dimasukkan dalam

alat Cassagrande, ratakan permukaannya dengan pisau.

Contoh tanah dalam mangkok Cassagrande dipotong dengan

grooving tool dengan posisi tegak lurus, sehingga didapat

jalur tengah.

4. Alat Cassagrande diputar dengan kecepatan konstan 2

putaran/detik. Mangkok akan terangkat dan jatuh dengan

ketinggian 10 mm (sudah distel).

5. Percobaan dihentikan jika bagian yang terpotong sudah

merapat, dan di catat banyaknya ketukan, biasanya harus

berkisar 10-50 ketukan.

6. Tanah pada bagian yang merapat diambil dan dimasukkan

dalam oven, ditempatkan dalam countainer atau cawan yang

telah ditimbang beratnya. Sebelum dimasukkan dalam oven,

tanah + countainer atau cawan ditimbang.

7. Setelah dioven selama 24 jam pada temperatur 105°-100°C,

baru masukkan desikator selama ± 1 jam untuk mencegah

penyerapan uap air dari dari udara.

8. Percobaan di atas lakukan 5 kali.

(11)

10.Setelah kadar air didapat, di buat grafik hubungan antara

kadar air dengan jumlah ketukan dalam kertas skala

semi-log. Grafik ini secara teoritis merupakan garis lurus.

11.Kadar air dimana jumlah ketukan 25 kali disebut Batas Cair.

Batas Cair ini diulangi dengan tanah yang telah dimasukkan

dalam oven, tanah tersebut ditambahkan aquades

secukupnya, prosedur selanjutnya sama dengan di atas, dan

Batas Cair yang didapatkan disebut “wL oven”.

4. Analisis saringan (SNI 03-1968-1990)

Metode ini mencakup penentuan dari distribusi ukuran butir

tanah yang tertahan oleh saringan No. 200

- Prosedur Uji

 Ayakan dibersihkan dengan menggunakan kuas kering,

sehingga lubang-lubang dari ayakan bersih dari butir-butir

yang menempel

 Masing-masing ayakan dan pan ditimbang beratnya.

 Kemudian ayakan tadi disusun menurut nomor ayakan

(ukuran lubang terbesar diatas)

 Ambil contoh tanah seberat 500 gram, lalu masukkan ke

(12)

 Susunan ayakan dikocok dengan bantuan sieve shaker

selama kurang lebih 10 menit.

 Diamkan selama 3 menit agar debu-debu mengendap.

 Masing-masing ayakan dengan contoh tanah yang tertinggal

ditimbang, diperoleh berat tanah tertahan

5. Analisis hidrometer (SNI 03-3423-1994)

Metode ini mencakup penentuan dari distribusi ukuran butir

tanah yang lolos saringan no.200, tetapi dilaksanakan pada

tanah yang lolos saringan no. 10.

- Prosedur Uji

 Larutan dimasukkan ke dalam satu tabung gelas dan tambah

air hingga volumenya 1000 cc. Tabung gelas yang satu lagi

diisi dengan air(aquades) untuk tempat hidrometer.

 Tabung yang berisi larutan tanah dikocok selama 30 detik,

hidrometer dimasukkan. Pembacaan dilakukan pada menit

ke 0, 1, 2, 3, 4 dengan catatan untuk tiap-tiap pembacaan,

hidrometer hanya diperkenankan 10 detik dalam larutan,

selebihnya hidrometer dimasukkan dalam tabung yang berisi

aquades. Temperatur juga diukur pada setelah pembacaan.

(13)

 Setelah ini dilanjutkan pembacaan tanpa mengocok,

pembacaan dilakukan pada menit ke 8, 60, 30, 40, 90, 210,

1290, 1440. Pada tiap-tiap pembacaan hidrometer diangkat

dan diukur temperaturnya.

 Setelah semua pembacaan selesai, larutan dituang dalam

dish yang telah ditimbang beratnya; kemudian dimasukkan

dalam oven selama 24 jam pada temperatur 105-110°C

untuk mendapatkan berat keringnya.

 Dari percobaan di atas dapat dihitung persen lebih halusnya,

dan dengan menggunakan chart dapat dihitung

ekuivalennya.

Dari hasil perhitungan di atas dapat dibuat grain size

distribution curvenya

3.3.2 Engineering Properties :

1. Uji Kompaksi (Proctor T-99)

Tujuan uji kompaksi adalah untuk mendapatkan kadar air

optimum dan berat isi kering maksimum pada suatu proses

pemadatan. Kepadatan tanah biasanya dinilai dengan

menentukan berat isi keringnya (dry). Kadar air optimum

ditentukan dengan melakukan percobaan pemadatan di

(14)

syarat-syarat yang harus dipenuhi pada waktu pemadatan di

lapangan. Pada percobaan di laboratorium, kadar air optimum

ditentukan dari grafik hubungan antara berat isi kering dengan

kadar air.

- Prosedur Uji

 Siapkan contoh tanah yag akan diuji 3 kg, dimana tanah

sudah dibersihkan dari akar-akar dan kotoran lain.

 Tanah dijemur sampai kering udara (air drained), atau

dikeringkan dalam oven dengan suhu 600C.

 Gumpalan-gumpalan tanah dihancurkan dengan palu karet

agar butir tanah tidak ikut hancur

 Tanah kering dalam keadaan lepas diayak dengan ayakan

no.4, hasil ayakan dipergunakan.

 Tanah hasil ayakan sebanyak ± 3 kg disemprot air untuk

mendapatkan hasil contoh tanah dengan kebasahan merata

sehingga bisa dikepal tapi masih mudah lepas (hancur)

 Mold yang akan dipergunakan dibersihkan, ditimbang

beratnya dan diukur volumenya (biasanya volume mold =

1/30 cu-ft). Isikan contoh tanah kedalam mold setelah 1” –

2” (modified) atau 2” –4” (standard)

 Tumbuk dengan hammer sebanyak 25 kali pada tempat yang

berlainan. Hammer yang dipergunakan disesuaikan dengan

(15)

 Isikan lagi untuk lapis berikutnya dan tumbuk sebanyak 25

kali.

 Pengisian diteruskan sampai 5 lapis untuk modified dan 3

lapis untuk standard. Pada penumbukan lapisan terakhir,

harus dipergunakan sambungan tabung (collar) pada mold

agar pada waktu penumbukan hammer tidak meleset keluar.

 Buka sambungan tabung diatasnya dan ratakan permukaan

tanahnya dengan pisau

 Mold dan contoh tanah ditimbang

 Tanah dikeluarkan dengan bantuan dongkrak, kemudian

diambil bagian atas, tengah, dan bawah masing-masing ± 30

gram, kemudian di oven selama 24 jam.

 Setelah 24 jam dioven, cawan + tanah kering ditimbang

 Dengan mengambil harga rata-rata dari kadar air ketiganya,

di dapat nilai kadar airnya

 Percobaan dilakukan sebanyak 5 kali dengan setiap kali

menambah kadar airnya sehingga dapat dibuat grafik berat

isi kering terhadap kadar air.

2. CBR Laboratorium (SNI 03-1744-1989)

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menilai kekuatan tanah

(16)

dalam perancangan perkerasan. Hasil percobaan dinyatakan

dalam nilai CBR (dalam %) yang nantinya dipakai untuk

menentukan tebal perkerasan.

- Prosedur Uji

 Siapkan sampel tanah kering seperti pada percobaan

kompaksi sebanyak 3 sampel masing-masing 5 kg

 Tanah disaring dengan ayakan ukuran 20 mm

 Contoh tanah tersebut kemudian disemprot air sehingga

kadar airnya menjadi w optimum dari percobaan kompaksi

sebelumnya

 Sampel tanah didiamkan selama 24 jam agar kadar airnya

merata dan ditutup rapat-rapat agar air tidak menguap.

 Mold CBR disiapkan, spacer dish diletakan dibawah,

selanjutnya mold diisi dengan contoh tanah tadi sehingga

setelah ditumbuh mempunyai ketinggaian 1/5 tinggi mold

(modified) atau 1/3 tinggi mold standar.

 Penumbukan dilakukan setiap lapis seperti pada percobaan

kompaksi dengan jumlah tumbukan yang berbeada untuk

ketiga sampel.

(17)

 Kemudian kedua permukaan tanah diberi kertas pori dalam

keadaan terbalik.

 Mold dan tanah yang telah dipadatkan kemudian direndam

didalam air selama 4 x 24 jam (soaking)

 Selama perendaman setiap hari dibaca besarnya swelling

yang terjadi. Dan dihitung swelling totalnya dalam %

terhadap tinggi tanah semula. Syarat swelling total yang baik

kurang lebih 3%

 Dengan beban yang sama besar seperti pada perendaman

tadi, sampel tanah diperiksa nilai CBR nya yaitu dengan

penekanan penetration piston.

3. Sweliing

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menilai seberapa besar

kembang susut tanah pengujian dimana hasilnya berapa besar

nilai swelling mempengaruhi terhadap daya dukung tanah dasar

- Prosedur Uji

(18)

sebelumnya

(modified) atau 1/3 tinggi mold standar.

ketiga sampel.

 Mold dibalikan, spacer dish dikeluarkan, lalu ditimbang.

keadaan terbalik.

didalam air dan dipasang nanometer untuk pembacaannya.

 Selama perendaman setiap hari dibaca besarnya swelling

(19)

terhadap tinggi tanah semula. Hasil swelling dibuat

grafiknya

4. Tekanan Pengembangan

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menilai seberapa besar

tekanan pengembangan dari bahan uji, dimana nilai ini dapat

menentukan seberapa besar tanah dasar memberikan pengaruh

terhadap perkerasan jalan

- Prosedur Uji

kompaksi sebanyak 3 sampel masing-masing 5 kg

sebelumnya

(20)

ketiga sampel.

 Mold dibalikan, spacer dish dikeluarkan, lalu ditimbang.

keadaan terbalik.

didalam air dan dipasang nanometer untuk pembacaannya

 Mold dimasukan ke dalam wadah yang diisi air dan dinaikan

ke atas alat yang dapat membaca tekanannya (dalam

penelitian ini digunakan alat CBR).

 Selama perendaman baca nilai tekanan pengembangannya

hingga pembacaan stabil dan tidak ada perubahan lagi, plot