1 PENGGUNAAN BETON DENGAN FLY ASH SEBAGAI BAHAN PERBAIKAN JALAN NGUTER – WONOGIRI (The Use of Fly Ash Concrete as Road Repair Materials Nguter Wonogiri)

(1)

commit to user

PENGGUNAAN BETON DENGAN

FLY ASH

SEBAGAI

BAHAN PERBAIKAN JALAN NGUTER – WONOGIRI

(The Use of Fly Ash Concrete as Road Repair Materials Nguter - Wonogiri)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

MAYA INDRIANINGRUM

NIM I. 1106012

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011

(2)

commit to user

HALAMAN PERSETUJUAN

PENGGUNAAN BETON DENGAN

FLY ASH

SEBAGAI

BAHAN PERBAIKAN JALAN NGUTER - WONOGIRI

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

MAYA INDRIANINGRUM

NIM I. 1106012

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan tim penguji pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan :

Dosen Pembimbing I

I.r. Ary Setyawan, M.Sc, Ph.D. NIP. 19661204 199512 1 001

Dosen Pembimbing II

Ir. Djumari, MT NIP. 19571020 198702 1 001

HALAMAN PENGESAHAN

(3)

commit to user

PENGGUNAAN BETON DENGAN

FLY ASH

SEBAGAI

BAHAN PERBAIKAN JALAN NGUTER - WONOGIRI

SKRIPSI

Disusun Oleh :

MAYA INDRIANINGRUM

NIM I. 1106012

Telah dipertahankan dihadapan tim penguji pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari : Senin, 21 Maret 2011

1. Ir. Ary Setyawan, M.Sc, Ph.D

NIP. 19661204 199512 1 001

(………)

2. Ir. Djumari, MT

NIP. 19571020 198702 1 001 (………)

3. Ir. Agus Sumarsono, MT

NIP.19570814 198601 1 001 (………)

4. Slamet Jauhari Legowo, ST, MT

NIP. 19670413 199702 1 001 (………)

Mengetahui,

a.n. Dekan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Pembantu Dekan I

Ir. Noegroho Djarwanti, MT NIP.19561112 198403 2 007

Disahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil

Ir. Bambang Santosa, MT NIP.19590823 198601 1 001

Disahkan,

Ketua Program S1 Non-Reguler Jurusan Teknik Sipil

Ir. Agus Sumarsono, MT NIP.19570814 198601 1 001

(4)

commit to user

MOTTO

“Allah memberikan kesulitan sesuai batas

kemampuan yang dimiliki, dan dimana ada niat disitu

ada jalan untuk menyelesaikannya, bersyukurlah

dengan apa yang dihadapi karena hidup adalah

perjuangan.”

PERSEMBAHAN

Karya ini kupersembahkan kepada:

ALLAH S.W.T

Ibu dan Bapak Tersayang atas segala dukungannya,

beserta Sanak Famili, Kekasih dan Sahabat-sahabat

Tercinta.

·

Thanks to:

·

♥

Teman-teman Sipil 2006, yang telah banyak

memberi pengalaman yang sangat berharga dalam

hidup ini.

(5)

commit to user

ABSTRAK

MAYA INDRIANINGRUM, 2011. PENGGUNAAN BETON FLY ASH

SEBAGAI BAHAN PERBAIKAN JALAN NGUTER – WONOGIRI. Skripsi

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Perbaikan jalan menggunakan perkerasan beton semen, merupakan struktur yang

terdiri dari pelat beton semen yang bersambung tanpa, dengan, dan menerus

dengan tulangan. Fly Ash yang hemat biaya, karena berasal dari pembakaran batu

bara atau limbah sisa industri, digunakan sebagai bahan pengganti semen pada

perkerasan jalan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbaikan jalan

dengan rigid pavement untuk jalan Nguter – Wonogiri dengan menggunakan beton fly ash, besarnya biaya dengan rehabilitasi menggunakan fly ash dan biayanya yang lebih ekonomis dari penggunaan fly ash.

Metode untuk rehabilitasi jalan dalam penelitian ini menggunakan rigid pavement

dengan fly ash. Untuk sumber datanya menggunakan data sekunder berupa dimensi kerusakan jalan, volume LHR, struktur perkerasan jalan, harga bahan.

Dari data yang ada kemudian dianalisis untuk menentukan tebal perbaikan jalan

dan biaya penanganannya.

Hasil penelitian menunjukan perbaikan dengan menggunakan fly ash yang optimal pada kadar 25%. Untuk perkerasan beton brsambung tanpa tulangan

memiliki perencanaan tebal pelat 180 mm dan biaya Rp 9.354.604,00, dengan

tulangan tebal pelat 160 mm dan biaya Rp 35.685.476,00, menerus dengan

tulangan tebal pelat 190 mm dan biaya Rp 48.528.583,00. Dari hasil penelitian

diperoleh perbaikan beton bersambung tanpa tulangan menghasilkan biaya

termurah (lebih ekonomis) daripada penggunaan beton bersambung dengan atau

menerus dengan tulangan.

Kata kunci: Tebal perencanaan perkerasan jalan beton dengan fly ash, biaya penanganannya, dan peninjauan segi ekonomisnya.

(6)

commit to user

ABSTRAK

MAYA INDRIANINGRUM, 2011. The Use of Fly Ash Concrete as Road

Repair Materials Nguter – Wonogiri. Thesis, Civil Engineering Department,

Engineering Faculty, Sebelas Maret University.

Road repairs using cement concrete pavement, a structure consisting of cement

concrete slab is to be continue without, with, and constantly reinforced. Fly ash

cost effective, because it comes from burning coal or residual waste industry, are

used as cement replacement materials in road pavement. This study aims to

determine road improvement with rigid pavement for roads Nguter – Wonogiri by

using fly ash concrete, the magnitude of rehabilitation costs by using fly ash and

the cost is more economical than the use of fly ash.

Metods for the rehabilitation of road in this study using rigid pavement with fly

ash. For data sources used secondary data dimension of road damage, LHR

volume, pavement structure, material prices. From the existing data was analyzed

to determine the thickness of road maintenance and handling costs.

The result showed improvement using the optimal fly ash at level of 25%. To be

continued without the reinforcement of concrete pavement has a plan slab

thickness 180 mm and a cost of Rp 9.354.604,00, with slab 160 mm thick

reinforced Rp 35.685.476,00, and expenses sustained by slab 190 mm thick

reinforced and costs amounting to Rp 48.528.583,00. The results were obtained

without reinforced concrete repairs continued to produce the ceapest cost (more

economical) than the use of concrete to be continued with or continuous with

reinforcement.

Key Words : Thickness design of concrete pavement with fly ash, the cost of

handling, and review its economic aspect.

(7)

commit to user

PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas segala limpahan

rahmat dan hidayah-Nya maka penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan

baik.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S-1

di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis mengambil judul skripsi “PENGGUNAAN BETON FLY ASH

SEBAGAI BAHAN PERBAIKAN JALAN NGUTER - WONOGIRI”.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka

banyak kendala yang sulit untuk penulis pecahkan hingga terselesaikannya

penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis ingin

mengucapkan terimakasih kepada :

1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

3. Pimpinan Program S1 Non Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret.

4. Bapak Ir. Ary Setyawan, M.Sc (Eng,) Ph.D selaku Dosen Pembimbing I.

5. Bapak Ir.Djumari, MT selaku Dosen Pembimbing II.

6. Tim Penguji Pendadaran.

7. Bapak Setiono, ST., MSc selaku Dosen Pembimbing Akademik.

8. Teman-teman angkatan 2006 terima kasih atas kerjasama dan bantuannya.

9. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

(8)

commit to user

Disadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu saran dan

kritik yang membangun diharapkan demi kesempurnaan penelitian selanjutnya.

Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak.

Surakarta, November 2010

Penyusun

(9)

commit to user

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PERSETUJUAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... iv

ABSTRAK ... v

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR TABEL ... xvi

DAFTAR LAMPIRAN ... xix

NOTASI DAN SINGKATAN ... xx

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 4

1.3 Batasan Masalah ... 5

1.4 Tujuan Penelitian ... 5

1.5 Manfaat Penelitian ... 6

1.5.1. Manfaat Teoritis ... 6

1.5.2. Manfaat Praktis ... 6

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... 7

2.1 Tinjauan Pustaka ... 7

2.1.1 Tinjauan Pustaka ACI/ Jurnal Internasional dan Thesis Penggunaan Fly Ash ... 9

2.2 Landasan Teori ... 13

2.2.1 Beton Semen (Rigid Pavement) ... 13

2.2.2 Jenis Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement ... 14

2.2.2.1. Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement)

(10)

commit to user

Bersambung Tanpa Tulangan ... 15

2.2.2.2. Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Bersambung dengan Tulangan ... 15

2.2.2.3. Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Menerus dengan Tulangan ... 15

2.2.3 Tujuan Penulangan ... 15

2.2.4 Pengertian Daya Dukung Tanah Dasar ... 16

2.2.5 Bahan Pondasi Bawah ... 16

2.2.6 California Bearing Ratio (CBR) ... 17

2.2.7 Pengertian Lalu Lintas Harian Rata – rata (LHR) ... 18

2.2.8 Menentukan Umur Rencana ... 19

2.2.9 Volume Lalu Lintas ... 19

2.2.10 Pengertian Lalu Lintas Rencana ... 20

2.2.11 Menentukan Beban Rencana ... 21

2.2.12 Pengertian Bahu Beton Semen ... 22

2.2.13 Pengertian Tebal Rencana ... 22

2.2.14 Fungsi Analisa Fatik dan Erosi Perencanaan Tebal Pelat ... 23

2.2.15 Syarat Kuat Lentur dan Kuat Tekan ... 23

2.3 Jenis Kerusakan Jalan ... 23

2.4 Bahan Susun Beton ... 24

2.4.1 Pengertian Semen Portland ... 24

2.4.2 Pengertian Agregat ... 24

2.4.3 Fungsi Air ... 25

2.4.4 Bahan Tambah ... 25

2.5 Langkah – langkah Penelitian Perencanaan Tebal Perkerasan Jalan Beton Semen ... 27

BAB 3 METODE PENELITIAN ... 31

3.1 Lokasi Penelitian... 31

3.2 Teknik Pengumpulan Data... 32

3.2.1 Data Sekunder untuk Analisis ... 32

(11)

commit to user

3.3 Teknik Analisa Data ... 32

3.4 Bagan Alir Penelitian ... 33

BAB 4 PEMBAHASAN ... 35

4.1 Penentuan Kelas Jalan Perkerasan Beton Semen ... 35

4.2 Data Eksisting Perkerasan Jalan ... 35

4.2.1 Kondisi dan Jenis Penanganan Bersegmen ... 35

4.2.2 Data Lalu – Lintas Harian Rata – Rata ... 36

4.3 Analisis Perbaikan Jalan ... 36

4.4 Data Parameter Perencanaan ... 36

4.5 Perhitungan Tebal Pelat Perkerasan Beton Semen Bersambung Tanpa Tulangan (Jointed Unreinforced Concrete Pavement) ... 41

4.5.1 Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarkan Jenis dan Beban) … ... 38

4.5.2 Perhitungan Repetisi Sumbu Rencana ... 39

4.5.3 Perhitungan Analisa Fatik dan Erosi Untuk Mendapatkan Tebal Pelat ... 41

4.5.3.1 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan Kadar 0% 41

4.5.3.2 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan Kadar 15% 43 4.5.3.3 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan Kadar 20% 45 4.5.3.4 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan Kadar 25% 47 4.6 Perhitungan Tebal Pelat Perkerasan Beton Semen Bersambung dengan Tulangan (Jointed Reinforced Concrete Pavement) ... 50

4.6.1 Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarkan Jenis dan Bebannya ... 50

(12)

commit to user

4.6.3 Perhitungan Analisa Fatik dan Erosi

Untuk mendapatkan Tebal Pelat ... 53

4.6.3.1 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan

Kadar 0%... 53

Kadar 15%... 55

Kadar 20%... 57

Kadar 25%... 59

4.7 Perhitungan Tebal Pelat Perkerasan Beton Semen

Menerus dengan Tulangan (Continuously Reinforced

Concrete Pavement) ... 62 4.7.1 Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarkan

Jenis dan Bebannya ... 62

4.7.3 Perhitungan Analisa Fatik dan Erosi untuk

Mendapatkan Tebal Pelat ... 65

Kadar 0%... 65

Kadar 15%... 67

Kadar 20%... 69

Kadar 25%... 71

4.8 Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB) Penulangan

Dan Bahan Perkerasan Beton Semen ... 75

4.8.1 Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB)

Perkerasan Beton Semen Bersambung tanpa

(13)

commit to user

Tulangan (Jointed Unreinforced Concrete

Pavement) ... 76

4.8.1.1 Perhitungan Biaya Penulangan Perkerasan Beton Semen

Bersambung Tanpa Tulangan (Jointed Unreinforced

Concrete Pavement) ... 76 4.8.1.2 Perhitungan Kebutuhan Biaya Material Semen, Air,

Pasir, Kerikil dan Fly ash pada Perkerasan Beton Semen

Bersambung Tanpa Tulangan

(Jointed Unreinforced Concrete Pavement) ... 79 4.8.2 Perhitungan Rencana Anggaran (RAB) Perkerasan Beton

Semen Bersambung Dengan Tulangan (Jointed Reinforced

Concrete Pavement) ……….. ... 82 4.8.2.1 Perhitungan Biaya Penulangan Perkerasan

Beton Semen Bersambung Dengan

Tulangan (Jointed Reinforced

Concrete Pavement) ... 82 4.8.2.2 Perhitungan Kebutuhan Biaya Material Semen,

Air, Pasir, Kerikil dan Fly ash pada Perkerasan Beton

Semen Bersambung Dengan Tulangan (Jointed

Reinforced Concrete Pavement) ………. 84 4.8.3 Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB) Perkerasan

Beton Semen Menerus dengan Tulangan (Continuously

Reinforced Concrete Pavement) ………... 87 4.8.3.1 Perhitungan Biaya Penulangan Perkerasan

Beton Semen Menerus dengan Tulangan (Continuously

Reinforced Concrete Pavement)..………...……... 87 4.8.3.2 Perhitungan Kebutuhan Biaya Material Semen,

Air, Pasir, Kerikil dan Fly ash Perkerasan Beton

Semen Menerus dengan Tulangan

(Jointed Reinforced Concrete Pavement) ………... 91

(14)

commit to user

4.8.4 Analisa Data Rencana Anggaran Biaya (RAB)

Penulangan dan Bahan Perkerasan Beton

Semen (Rigid Pavement) ... 94

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 97

5.1 Kesimpulan ... 97

5.2 Saran ... 98

DAFTAR PUSTAKA ... 99

LAMPIRAN

(15)

commit to user

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Tipikal Struktur Perkerasan Beton Semen... 13

Gambar 2.2. Tebal Pondasi Bawah Minimum untuk Perkerasan Beton Semen . 17

Gambar 2.3. CBR Tanah Dasar Efektif dan Tebal Pondasi Bawah ... 18

Gambar 2.4. Bagan Alir Menghitung Tebal Rencana ... 29

Gambar 2.5. Bagan Kerangka Pikiran ... 30

Gambar 3.1. Peta Ruas Jalan Nguter - Wonogiri ... 31

Gambar 3.2. Bagan Alir Penelitian... 34

Gambar 4.1. Bagan Kadar Fly Ash dengan Tebal Perkerasan (Unreinforced) ... 49

Gambar 4.2. Bagan Kadar Fly Ash dengan Tebal Perkerasan (Reinforced) ... 61

Gambar 4.3. Bagan Kadar Fly Ash dengan Tebal Perkerasan (Continuously) .... 73

Gambar 4.4. Grafik Hubungan Kadar Fly Ash dengan Tebal Perkerasan ... 74

Gambar 4.5. Bagan Kadar Fly Ash dengan Total Rencana Anggaran Biaya (Unreinforced) ... 81

Gambar 4.6. Bagan Kadar Fly Ash dengan Total Rencana Anggaran Biaya (Reinforced) ... 86

Gambar 4.7. Bagan Kadar Fly Ash dengan Total Rencana Anggaran Biaya (Continuously) ... 93

Gambar 4.8. Grafik Hubungan Kadar Fly Ash dengan Rencana Anggaran Biaya (RAB) ... 95

(16)

commit to user

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Faktor Pertumbuhan Lalu – Lintas (R) ... 20

Tabel 2.2. Faktor Keamanan Beban ... 21

Tabel 3.1. Teknik Analisa Data ... 33

Tabel 4.1 Data Kerusakan Jalan ... 36

Tabel 4.2. Data Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarkan Jenis dan Bebannya ... 38

Tabel 4.3. Data Perhitungan Repetisi Sumbu Rencana……… 40

Tabel 4.4. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 250 mm untuk Fly Ash dengan Kadar 0% ... 41

Tabel 4.5. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 0% ... 42

Tabel 4.6. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 240 mm untuk Fly Ash dengan Kadar 15 % ... 43

Tabel 4.8. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 230 mm untuk Fly Ash dengan Kadar 20 %... 45

(17)

commit to user

Tabel 4.12. Data Perhitungan Jumlah Sumbu

Berdasarkan Jenis dan Bebannya ... 50

Tabel 4.13. Data Perhitungan Repetisi Sumbu

Rencana ... 52

Tabel 4.14. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal

Pelat 210 mm untuk Fly Ash dengan

Kadar 0%... 53

Tabel 4.15. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk

Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 0% ... 54

Tabel 4.16. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal

Kadar 15% ... 55

Kadar 20% ... 57

Tabel 4.19. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk

Kadar 25% ... 59

Tabel 4.22. Data Perhitungan Jumlah Sumbu

Berdasarkan Jenis dan Bebannya ... 62

Tabel 4.23. Data Perhitungan Repetisi Sumbu

Rencana ... 64

Kadar 0% ... 65

(18)

commit to user

Tabel 4.30. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pleat 210 mm untuk Fly Ash dengan Kadar 25% ... 71

Tabel 4.32. Data Perhitungan Tebal Perkerasan Beton Semen ... 74

Tabel 4.33. Perhitungan Kebutuhan dan Biaya Penulangan Dengan Kadar Fly Ash 0% ... 77

Tabel 4.37. Perhitungan Kebutuhan Bahan dan Biayanya ... 80

Tabel 4.38. Total Rencana Anggaran Biaya (Unreinforced) ... 81

Tabel 4.39. Perhitungan Kebutuhan dan Biaya Penulangannya ... 83

Tabel 4.40. Perhitungan Kebutuhan Bahan dan Biayanya ... 85

(19)

commit to user

Tabel 4.41. Total Rencana Anggaran Biaya (Reinforced) ... 86

Tabel 4.42. Hubungan Kuat Tekan Beton dan Angka Ekivalen Baja dan Beton (n) ... 88

Tabel 4.43. Perhitungan Kebutuhan dan Biaya Penulangannya ... 90

Tabel 4.44. Perhitungan Kebutuhan Bahan dan Biayanya ... 92

Tabel 4.45. Total Rencana Anggaran Biaya (Continuously) ... 93

Tabel 4.46. Data Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB) ... 94

Tabel 4.47. Perbandingan Keuntungan Kebutuhan Bahan Perkerasan Beton Semen ... 96

(20)

commit to user

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A. Tegangan ekivalen dan faktor erosi untuk

perkerasan tanpa atau dengan bahu beton

LAMPIRAN B. Daftar Harga Upah dan Bahan untuk Pekerjaan

Jalan dan Jembatan Tahun 2010/2011 Kabupaten Wonogiri

LAMPIRAN C. Analisa fatik dan beban repetisi ijin

berdasarkan rasio tegangan,dengan/tanpa bahu beton

LAMPIRAN D. Analisa erosi dan jumlah repetisi beban berdasarkan

faktor erosi, tanpa atau dengan bahu beton

LAMPIRAN E. Grafik perencancanaan lalu lintas dalam atau luar kota, tanpa

Dengan menggunakan ruji.

LAMPIRAN F. Catatan Kondisi dan Hasil Pengukuran Kerusakan

Jalan Nguter-Wonogiri pada lajur kanan.

LAMPIRAN G. Data CBR tanah dasar.

LAMPIRAN H. Data lalu lintas harian rata- rata (LHR).

LAMPIRAN I. Nilai kuat tekan dan kuat lentur.

LAMPIRAN J. Kebutuhan bahan untuk satu kali adukan benda

uji kuat tekan dan kuat lentur.

LAMPIRAN K. Kebutuhan Bahan untuk Penulangan per (m³).

LAMPIRAN L. Kerusakan Jalan.

LAMPIRAN M. Berat Jenis.

LAMPIRAN N. Administrasi

(21)

commit to user

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

a : Koefisien kekuatan relatif

AMP : Asphalt Mixing Plan

ATB : Asphlat Treated Base

CTB : Cement Treated Base

BBTT : Beton Bersambung Tanpa Tulangan

BS : Beban Sumbu

C : Koefisien distribusi kendaraan

CBR : California Bearing Ratio

CTRB : Cement Treated Recycling Base

CTRSB : Cement Treated Recycling Sub Base

CMFRB : Cold Mix Recycling By Foam Bitumen Base

DD : Faktor distribusi arah

DL : Faktor distribusi lajur

E : Angka Ekivalen

FRT : Faktor Rasio Tegangan

FE : Faktor Erosi

fc : Kuat tekan

fcf : Kuat tarik lentur

FKB : Faktor Keamanan Beban

g : Perkembangan lalu-lintas (%)

i : Laju pertumbuhan lalu lintas per tahun dalam %. IP : Indeks Permukaan

IPT : Indeks Permukaan pada Akhir Umur Rencana

IP0 : Indeks Permukaan pada Awal Umur Rencana

ITPada : Indeks Tebal Perkerasan Ada

ITPperlu : Indeks Tebal Perkerasan Perlu

JS : Jumlah Sumbu

JSKN : Jumlah total sumbu kendaraan niaga selama umur rencana

JSKNH : Jumlah total sumbu kendaraan niaga per hari

(22)

commit to user

LASTON : Lapis Aspal Beton

LASBUTAG : Lapis Asbuton Campuran Dingin

LAPEN : Lapis Penetrasi Macadam

LHR : Lalu-Lintas Harian Rata-Rata

MR : Modulus Resilien

n : Umur pelayanan (tahun)

R : Reliabilitas

R : Faktor pertumbuhan lalu-lintas

RD : Roda Depan

RB : Roda Belakang

RGD : Roda Gandeng Depan

RGB : Roda Gandeng Belakang

So : Deviasi Standar

STRT : Sumbu Tunggal Roda Tunggal

STRG : Sumbu Tunggal Roda Ganda

STdRG : Sumbu Tandem Roda Ganda

TE : Tegangan Ekivalen

TT : Tidak Terbatas

µ : Koefisien gesek

UR : Umur Rencana (tahun)

UCS : Unconfined Compresive Strength

W18 : Jumlah beban gandar tunggal standar komulatif

W18 pertahun : Beban gandar standar komulatif selama 1 tahun

ŵ18 :Beban gandar standar kumulatif untuk dua arah

(23)

commit to user

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Wonogiri merupakan kota di Jawa Tengah tepatnya berada di bagian selatan

paling timur yang berbatasan dengan Jawa Timur bagian selatan seperti Pacitan,

Ponorogo dan sekitarnya. Berdasarkan klasifikasi menurut kelas jalan, Ruas Jalan

Nguter – Wonogiri dikategorikan jalan kelas IIIA. Yaitu jalan arteri atau kolektor

yang dapat dilalui kendaraan-kendaraan bermotor termasuk muatan dengan

ukuran lebar tidak melebihi 2.500 mm, ukuran panjang tidak melebihi 18.000 mm

dan muatan sumbu terberat yang diizinkan 8 ton.

Peruntukan prasarana jalan atau jalan raya adalah melayani lalu-lintas kendaraan

baik bermotor maupun tidak bermotor dengan beban lalu-lintas mulai dari yang

ringan sampai yang berat, tentunya ini tergantung pada hirarki fungsional jalan

tersebut yang berada baik di luar maupun di dalam kota. Secara umum konstruksi

perkerasan jalan terdiri atas dua jenis, yaitu perkerasan lentur yang bahan

pengikatnya adalah aspal dan perkerasan kaku dengan semen sebagai bahan

pengikatnya yang jalannya biasa juga disebut jalan beton.

Selama ini penanganan kerusakan jalan yang dilakukan pada ruas Jalan Nguter –

Wonogiri hanya sebatas pemeliharaan, yaitu dengan perbaikan fungsional pada

permukaan jalan yang rusak seperti penebaran pasir, pengaspalan, melapisi

retakan, mengisisi retakan, penambalan lubang, dan perataan. Penanganan ini

dirasa belum cukup tepat karena upaya perbaikan yang dilakukan biasanya

menghasilkan ketebalan yang lebih boros bahan, biaya dan tidak dapat bertahan

lama sesuai dengan umur rencana. Untuk itu lebih tepatnya apabila pada ruas

jalan Nguter-Wonogiri dengan eksisting menggunakan perkerasan kaku (rigid pavement) pada beton.

(24)

commit to user

Jalan beton biasanya digunakan untuk ruas jalan dengan hirarki fungsional arteri

yang berada di kawasan baik luar maupun dalam kota untuk melayani beban

lalu-lintas yang berat dan padat. Selain itu karena biaya pemeliharaan jalan beton

dapat dikatakan nihil walaupun biaya awalnya lebih tinggi dibandingkan dengan

jalan aspal yang selalu memerlukan pemeliharaan rutin, pemeliharaan berkala,

dan peningkatan jalan (tentunya ini akan memakan biaya yang tidak sedikit pula),

maka sangatlah tepat jika jalan beton digunakan pada ruas-ruas jalan yang sangat

sibuk seperti jalan yang terdapat pada ruas Nguter-Wonogiri, karena sesedikit

apapun, perbaikan jalan yang dilakukan akan mengundang kemacetan (kasus

bottle neck) yang tentunya akan berdampak sangat luas. (Barnabas, 2005).

Pilihan penggunaan perkerasan beton sebagai bahan konstruksi ini dikarenakan

beton mempunyai beberapa kelebihan yang tidak dimiliki oleh bahan lain,

diantaranya beton relatif murah karena bahan penyusunnya didapat dari bahan

lokal, mudah dalam pengerjaan dan perawatannya, mudah dibentuk sesuai

kebutuhan, tahan terhadap perubahan cuaca, lebih tahan terhadap api dan korosi.

(Krisbiyantoro, 2005) Selain itu kelebihan beton yang menonjol dibandingkan

bahan lain adalah beton memiliki kuat desak tinggi yang dapat diperoleh dengan

cara pemilihan, perencanaan dan pengawasan yang teliti terhadap bahan

penyusunnya.

Salah satu penggunaan beton pada bangunan teknik sipil yaitu perkerasan jalan

beton atau yang biasa disebut perkerasan kaku (rigid pavement) yang terdiri dari

plat beton semen portland dan lapis pondasi diatas tanah dasar. Rigid pavement

mempunyai kekakuan atau modulus elastisitas yang tinggi dari pada perkerasan

lentur. Beban yang diterima akan disebarkan ke lapisan dibawahnya sampai ke

lapis tanah dasar. Dengan kekakuan beton yang tinggi, maka beban yang

disalurkan tersebut berkurang tekanannya karena makin luasnya areal yang

menampung tekanan beban sehingga mampu dipikul oleh lapisan dibawah (tanah

(25)

commit to user

Pasta semen yang mengeras memiliki struktur yang berpori (Kardiyono, 1996).

Dengan adanya pori-pori tersebut masih ada celah-celah kecil yang belum terisi

oleh agregat dan semen yang berpengaruh terhadap kekuatan dan ketahanan beton

tersebut. Saat celah-celah tersebut terisi akan diperoleh kekedapan dan kepadatan

yang tinggi, yang memiliki koefisien permeabilitas yang kecil. Kondisi tersebut

bisa menambah kekuatan beton tersebut karena kekedapan beton itu akan

melindungi tulangan yang ada pada beton dari reaksi perkaratan karena rembesan

senyawa kimia yang terkandung dalam air dan komponen beton akan terhindar

dari kerusakan karena bereaksi dengan garam maupun sulfat yang ada dalam air.

Untuk itu perlu adanya penelitian mengenai hal tersebut, salah satunya dengan

menggunakan bahan tambah yang dapat menambah kekuatan beton tersebut.

Bahan tambah mineral pembantu ditambahkan ke dalam campuran beton semen

dengan tujuan, antara lain lebih ekonomis terhadap biaya perbaikan karena

mengurangi pemakaian semen, menghemat energi karena mengurangi temperatur

akibat reaksi hidrasi, menambah kekuatan dan mutu beton, mengurangi dampak

negatif pada lingkungan, menambah kepadatan, meningkatkan properti pada

semen.

Bahan mineral pengganti berupa abu terbang (fly ash) yang ditambahkan ke dalam

campuran beton, menurut PUBI (1982) merupakan pozolan yang berasal dari sisa

industri berupa limbah hasil sisa pembakaran batu bara ataupun buatan karena itu

biayanya lebih murah dari semen portland. Dapat mengurangi pemuaian akibat

proses alkali- agregat (reaksi alkali dalam semen dengan silica dalam agregat),

dengan demikian mengurangi retak- retak beton akibat reaksi tersebut. Pada

pembuatan beton massa pemakaian pozzolan sangat menguntungkan yaitu

menghemat energi karena mengurangi panas hidrasi dan mengemat biaya karena

mengurangi penggunaan semen. (Kardiyono, 1996)

Dari penelitian terdahulu yang sudah dilaksanakan oleh (Andriyanto, 2010), yang

menggunakan 3 metode perbaikan CTRB, Overlay, dan Rigid Pavement.

(26)

commit to user

Nguter-Wonogiri. CTRB adalah Cement Treated Recycling Base, yaitu sebagai

perletakan atau lantai kerja terhadap lapis permukaan dan lapisan perkerasan yang

menahan gaya lintang dari beban roda dan menyebarkan beban ke lapisan

dibawahnya. Overlay adalah pelapisah tambahan perkerasan beton semen diatas

prkerasan beton semen dengan lapis pemisah atau langsung. Rigid pavement

adalah struktur yang terdiri atas pelat beton semen yang bersambung (tidak

menerus) tanpa atau dengan tulangan, atau menerus dengan tulangan, terletak di

atas lapis pondasi bawah atau tanah dasar (subgrade), dengan atau tanpa lapis permukaan (surface). Tebal pondasi bawah minimum 100 mm untuk tebal jalan yang ada, sedangkan tebal pelat yang akan direncanakan pada rigid pavement ini

adalah untuk perkerasan jalan baru.

Sesuai dengan penelitian terdahulu yang sudah dilakukan oleh (Yunus, 2010),

bahwa kuat lentur beton pada umur 7, dan 28 hari, menghasilkan karakteristik

campuran fly ash dengan kadar 25% lebih tinggi daripada beton normal. Pada

umur 54 hari, beton dengan bahan tambah fly ash 15%, 20%, 25% mempunyai

kareakteristik kuat lentur yang lebih tinggi daripada beton normal tanpa campuran

fly ash.

Dengan melihat kegunaan dari beton fly ash dan dua pendekatan dari dua peneliti

terdahulu (Yunus, 2010) dan (Andriyanto, 2010), Penelitian disini saya

mengambil analisa dengan menggunakan rigid pavement untuk eksisting pada ruas jalan Nguter – Wonogiri dengan pendekatan menggunakan beton dengan fly ash.

1.2. Rumusan Masalah

Dari latar balakang yang disebutkan di atas dapat diambil rumusan masalah

sebagai berikut:

1. Bagaimana tebal perencanaan teknik perbaikan dengan rigid pavement untuk jalan Nguter-Wonogiri dengan menggunakan beton fly ash ?

(27)

commit to user

3. Apakah menggunakan fly ash pada campuran beton menghasilkan biaya yang

lebih ekonomis untuk perbaikan jalan Nguter-Wonogiri ?

1.3. Batasan Masalah

Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan batasan-batasan

masalah sebagai berikut:

1. Obyek penelitian ruas Jalan Nguter - Wonogiri (Km 20+00 - 25+00).

2. Data yang digunakan sebagai sumber adalah data sekunder yang berasal dari

Dinas Pekerjaan Umum Kabupaten Wonogiri, dan data sekunder dari dua

hasil penelitian yaitu (Yunus, 2010) dan (Andriyanto, 2010).

3. Biaya yang ditinjau dalam penelitian ini adalah biaya kebutuhan bahannya

saja, sedangkan upah dan peralatannya tidak diperhitungkan.

4. Metode perencanaan perkerasan jalan beton semen (perkerasan kaku) adalah

Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen 2003 dan Perencanaan

Perkerasan Jalan Beton Semen AASHTO 1993.

5. jenis perkerasan kaku (rigid pavement), yaitu Perkerasan beton semen (rigid pavement) bersambung tanpa tulangan, Perkerasan beton semen (rigid pavement) bersambung dengan tulangan, Perkerasan beton semen (rigid pavement) menerus dengan tulangan. (SK SNI S-36-1990-03)

6. Desain perbaikan dari data sekunder dibatasi sampai dengan umur 20 tahun.

(AASHTO 1993)

7. Penelitian ini meninjau penggunaan beton fly ash sebagai bahan perbaikan Jalan dan segi ekonomisnya.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui teknik perbaikan dengan rigid pavement untuk jalan Nguter-Wonogiri dengan menggunakan beton fly ash.

(28)

commit to user

3. Menentukan penggunaan fly ash pada campuran beton menghasilkan biaya yang lebih ekonomis untuk perbaikan jalan Nguter-Wonogiri.

1.5. Manfaat Penelitian

1.5.1. Manfaat Teoritis

Manfaat teoritis yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Memberikan wawasan pada masyarakat pada umumnya dan dunia teknik

sipil pada khususnya tentang penggunaan beton fly ash pada rigid pavement

untuk bahan perbaikan jalan Nguter-Wonogiri.

1.5.2. Manfaat Praktis

Manfaat praktis yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. upaya perbaikan yang dilakukan biasanya menghasilkan ketebalan yang lebih

boros bahan dan biaya diharapkan dengan penggunaan beton fly ash sebagai

bahan perbaikan jalan akan menghasilkan ketebalan yang lebih hemat bahan

dan biaya.

2. Dengan mencampurkan fly ash sebagai bahan tambah beton diharapkan akan

menghasilkan kerusakan fatik dan erosi yang lebih kecil dengan ketebalan

(29)

commit to user

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Seiring dengan bertambahnya kepemilikan kendaraan bermotor baik itu

kendaraan roda dua maupun roda empat yang akhir – akhir ini perkembangannya

sangat pesat maka pelayanan jalan raya terhadap pengguna jalan harus

ditingkatkan. Jenis kendaraan yang memakai jalan beraneka ragam, bervariasi

baik ukuran, berat total, konfigurasi dari beban sumbu kendaraan, daya dan lain –

lain. (Sukirman, 1999)

Semua prasarana jalan raya akan mengalami kerusakan, gangguan atau penurunan

kondisi, kualitas dan lain – lain, apabila telah digunakan untuk melayani kegiatan

operasi lalu – lintas penumpang maupun barang. Untuk itu, semua prasarana yang

terdapat pada suatu sistem transportasi khususnya transportasi darat, memerlukan

perawatan dan perbaikan kerusakan yang baik. Hal ini dimaksudkan untuk

memperpanjang masa pelayanan ekonominya dengan mempertahankan tingkat

pelayanan pada batas standar yang aman. (Prasetyo, 2007)

Perkerasan jalan diletakkan diatas tanah dasar, dengan demikian secara

keseluruhan mutu dan daya tahan konstruksi tidak lepas dari tanah dasar yang

berasal dari lokasi itu sendiri atau tanah dari lokasi didekatnya yang telah

dipadatkan sampai tingkat kepadatan tertentu sehingga mempunyai daya dukung

yang baik serta berkemampuan mempertahankan perubahan volume selama masa

pelayanan walaupun terdapat perbedaan kondisi lingkungan dan jenis tanah

setempat. (Sukirman, 1995)

Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah atau

agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari

semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. (Mc Cormac, 2003)

(30)

commit to user

Syarat yang terpenting dari pembuatan beton adalah:

1.Beton segar harus dapat dikerjakan atau dituang.

2. Beton yang dikerjakan harus cukup kuat untuk menahan beban dari yang telah

direncanakan.

3.Beton tersebut harus dapat dibuat secara ekonomis. (Smith dan Andreas, 1989)

Beton memiliki kelebihan dibanding material lain, diantaranya:

1. Beton termasuk bahan yang mempunyai kuat tekan yang tinggi, serta

mempunyai sifat tahan terhadap pengkaratan atau pembusukan dan tahan

terhadap kebakaran dan kuat tekan yang tinggi, apabila dikombinasikan

dengan baja tulangan dapat digunakan untuk sruktur berat.

2. Harga relatif murah karena menggunakan bahan dasar dari lokal, kecuali

semen portland.

3. Beton segar dapat disemprotkan pada permukaan beton lama yang retak,

maupun diisikan ke dalam cetakan beton pada saat perbaikan, dan

memungkinkan untuk dituang pada tempat-tempat yang posisinya sulit dan

dapat dengan mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk yang sesuai

keinginan, serta dapat dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituang

pada tempat-tempat yang posisinya sulit.

4. Beton termasuk tahan aus dan kebakaran, sehingga biaya perawatannya

relatif rendah.

Ruang yang tidak ditempati oleh butiran semen, merupakan rongga yang berisi

udara dan air yang saling berhubungan yang disebut kapiler. Kapiler yang terbentuk akan tetap tinggal ketika beton sudah mengeras, sehingga beton akan

mempunyai sifat tembus air yang besar, akibatnya kekuatan beton berkurang.

Rongga ini dapat dikurangi dengan bahan tambah meskipun penambahan ini akan

menambah biaya pelaksanaan. Bahan tambah ini merupakan bahan khusus yang

ditambah dalam campuran beton sebagai pengisi dan pada umumnya berupa

bahan kimia organik dan bubuk mineral aktif.

Keadaan tersebut diangkat oleh penyusun pada penelitian ini memanfaatkan

(31)

commit to user

pengganti semen, memanfaatkan sifat pozzolan dari fly ash untuk memperbaiki mutu beton.

Semen dan air dicampur, partikel-partikel semen cenderung berkumpul menjadi

gumpalan yang dikenal sebagai gumpalan semen. Penggumpalan mencegah

pencampuran antara semen dan air yang menghasilkan kehilangan kemampuan

kerja (loss of workability) dari campuran beton, hal tersebut mencegah campuran

hidrasi yang sempurna. Ini berarti pengurangan kekuatan potensial penuh dari

pasta semen akan ditingaktkan. Pada beberapa kejadian dalam 28 hari perawatan

hanya 50% kandungan semen sudah terhidrasi. (Smith dan Andreas, 1989)

2.1.1. Tinjauan Pustaka ACI/Jurnal Internasional dan Thesis Penggunaan

Fly Ash

Penggunaan fly ash tipe C 15% - 35% sebagai bahan pengganti semen lebih baik

daripada fly ash tipe F 15% - 25%. Kuat tarik lntur maksimum dari fly ash tipe C

adalah sebesar 6.374 Mpa, sedangkan untuk fly ash tipe F hanya sebesar 5.891 Mpa. (Sanjaya dan Yuwono, 2006. ACI Fifth International Conference)

Penambahan atau penggantian sejumlah semen dengan fly ash berpotensi menambah keawetan beton tersebut. Penggunaan fly ash 0% pada beton hanya menghasilkan kuat tarik lentur sebesar 4.699 Mpa, sedangkan penggunaan fly ash

sampai 25% pada beton menghasilkan kekuatan tarik lentur yang semakin baik

sebesar 75.77. (Hardjito, 2004)

Riset dari pakar teknologi beton yang bermukim di Kanada menggunakan abu

terbang dalam proporsi cukup besar, (hingga 65% dari total semen portland yang

dibutuhkan) sebagai bahan pengganti semen dalam proses pembuatan beton yang

berpotensi menambah keawetan beton tersebut. Oksida silica yang dikandung

oleh abu terbang akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida yang

terbentuk dari proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang memiliki

(32)

commit to user

Penggunaan HVFA (high volume fly ash) concrete atau beton dengan abu terbang

tinggi pada sejumlah proyek infrastruktur, beton tersebut menunjukan hasil yang

memuaskan di lapangan. Dalam waktu singkat di masa mendatang, penggunaan

beton jenis ini diperkirakan akan meningkat dengan cepat. Selain lebih ramah

lingkungan, mengurangi jumlah energi yang diperlukan karena berkurangnya

pemakaian semen, lenih awet dan lebih murah, bahan ini juga menunjukan

perilaku mekanik memuaskan. Perkembangan mutakhir yang menjanjikan adalah

penggunaan abu terbang sepenuhnya sebagai pengganti semen lewat proses yang

disebut polimerisasi anorganik (kadang disebut geopolimer) yang dipelopori oleh

seorang ilmuwan Prancis, Prof. Joseph Davidovits, sekitar 20 tahun lalu.

(Bilodeau and Malhotra, 1994. ACI International Conference)

Penggunaan fly ash dengan kadar 10% sampai 30% sebagai bahan pengganti

semen, mempunyai kuat lentur 6,708 Mpa pada umur 28 hari dan mencapai kuat

tarik lentur 7,115 Mpa pada umur 365 hari. Pada pembuatan beton massa

pemakaian pozzolan sangat menguntungkan karena menghemat semen, dan

mengurangi panas hidrasi. Proses pozzolan berlawanan dengan reaksi hidrasi dari

semen dengan air yang berlangsung cepat dan kemudian membentuk gel kalsium

silikat hidrat dan kalsium hidroksida, reaksi pozzolanik ini berlangsung dengan

lambat sehingga pengaruhnya lebih kepada kekuatan akhir dari beton. Panas

hidrasi yang dihasilkan juga jauh lebih kecil daripada semen portland sehingga

efektif untuk pengecoran pada cuaca panas atau beton masif. (Hasan, Cabrera

and Bajhracharya, 1997. ACI Fifth International Conference)

Fly ash sebagai bahan tambah pada semen membantu mereduksi dan menghidrasi campuran antara partikel-partikel smen dengan air sehingga beton tidak

kehilangan kemampuan kerjanya. Kuat tarik lentur yang dihasilkan dengan

menggunakan fly ash sebesar 4,11 Mpa dalam waktu 28 hari, dengan karakteristik

maksimum kadar fly ash 30%. (Amtsbuchler, 1991. ACI Fifth International

(33)

commit to user

Efktif penggunaan fly ash pada campuran semen, effektif mulai umur 28 hari dengan karakteristik kadar fly ash 10% dan berlanjut ke umur 90 hari dengan karakteristik kadar fly ash 20% sampai 40%. (Ramyar and Erdogan, 1989. ACI

Fifth International Conference)

Percobaan 28 hari pada campuran semen untuk P-4 fly ash dengan karakteristik 50% mempunyai kuat tarik lentur tertinggi sebesar 5,2 Mpa, untuk DPC fly ash karakteristik 35% mempunyai kuat tarik lentur tertinggi sebesar 5,3 Mpa,

columbia fly ash karakteristik 10% sampai 30% mempunyai kuat tarik lentur tertinggi sebesar 5,25 Mpa, dan weston fly ash karakteristik 40% mempunyai kuat

tarik lentur tertinggi sebesar 5,4 Mpa. Campuran semen terbaik dengan

menggunakan weston fly ash pada karakteristik 40%. (Naik, 1982. ACI Fifth

International Conference)

Penelitian pada fly ash kelas F sampai 30% untuk campuran semen mampu menghasilkan kuat tarik lentur (lebih dari 5,6 Mpa pada umur 28 hari), pozzolan

dalam semen mampu mngurangi panas hidrasi. (Hwang an Liu, ACI

International Conference SP-125)

Pada umur 90 sampai 180 hari fly ash 30% sampai 40% pada campuran semen

mampu mencapai kuat tarik lentur 2,9 Mpa sampai 4,1 Mpa. Sifat pozzolanik

dapat mengurangi pemuaian akibat raksi alkali-agregat (Reaksi alkali dalam

semen dengan silica dalam agregat), dengan demikian dapat mengurangi

retak-retak beton akibat reaksi tersebut. (Cuijuan and Papayianni, 1986. ACI SP-91)

Fly ash kelas C pada umur 28 hari mampu mencapai kuat tarik lentur 4,0 Mpa dan 4,4 Mpa untuk kadar fly ash 10% sampai 60% pada campuran semen. Proses pozzolan berlawanan dengan reaksi hidrasi dari semen dengan air yang

berlangsung cepat dan kemudian membentuk gel kalsium silikat hidrat dan

kalsium hidroksida, reaksi pozzolanik ini berlangsung dengan lambat sehingga

pengaruhnya lebih kepada kekuatan akhir dari beton. (Naik and Ramme, 1990.

(34)

commit to user

Penelitian yang dilakukan oleh Fernando bertujuan untuk mengetahui seberapa

besar pengaruh perubahan kekuatan beton yang diakibatkan menggunakan

campuran fly ash dan visca viscocrete-10. Penggantian abu terbang sebanyak 0%,

20%, 25%, 30%, dan 35% dari berat semen. Dari penelitian diperoleh bahwa kuat

tarik beton yang tertinggi terdapat pada campuran beton penggantian fly ash 20%

yaitu sebesar 5,8 Mpa dan kuat tarik lentur beton yang terendah terdapat pada

campuran beton penggantian fly ash 30% yaitu sebesar 4,9 Mpa. Bahwa dengan

penggantian fly ash mempunyai kuat tarik lentur lebih tinggi dibandingkan dengan beton variasi campuran fly ash lainnya dan tanpa fly ash. (Fernando,

2009)

Penelitian yang dilakukan oleh Syakuri dan Haryadi bertujuan untuk mengetahui

perbedaan kuat tarik lentur beton dengan menggunakan fly ash dan tanpa

menggunakan fly ash, mengetahui persentase fly ash pada campuran beton yang menghasilkan kuat tarik lentur beton paling maksimum dan membandingkan

diagram regangan tegangan pada beton normal dengan beton menggunakan fly ash. Hasil penelitian menunjukan bahwa tegangan beton untuk umur diatas 21 hari dengan pemakaian fly ash pada campuran beton menghasilkan tegangan yang

lebih baik daripada beton tanpa penambahan fly ash. (Syakuri dan Haryadi,

1997)

Pengujian beton mutu tinggi dengan kuat tarik lentur rencana 6,3 Mpa, dengan

menggunakan benda uji yang berupa silinder dengan ukuran diameter 15 cm dan

tinggi 30 cm, dengan sampel 100 silinder beton dengan lima variasi yang masing

– masing variasi 20 sampel , setiap variasi menggunakan campuran

superplasticizer (sika viscocrete 10) sebagai bahan tambah kimia dengan persentase sebesar 1,1%, dalam penelitian ini juga menggunakan bahan tambah

(35)

commit to user

Pada penelitian ini ternyata penggunaan fly ash kelas F dengan kadar 10%, 20%,

30%, 40%, mencapai kuat tarik lentur yang semakin baik dari umur 3, 7, 14, 28,

60, sampai 90 hari, tetapi penggunaan fly ash kelas F kadar 40% sampai 60% mengalami penurunan kuat tarik lentur. Penggunaan fly ash kelas F optimal pada umur 90 hari pada kadar 0% menghasilkan kuat tarik lentur 4,33 Mpa, kadar 10%

menghasilkan kuat tarik lentur 4,37 Mpa, kadar 20% menghasilkan kuat tarik

lentur 4,44 Mpa, kadar 30% menghasilkan kuat tarik lentur 4,53 Mpa, dan pada

kadar 40% menghasilkan kuat tarik lentur 4,62 Mpa. Kuat tarik lentur minimum

pada kadar 60% dengan umur 90 hari sebesar 4,22 Mpa. (ISSR Jurnal, 2010)

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Beton Semen (Rigid Pavement)

Perkerasan beton semen (rigid pavement) adalah struktur yang terdiri atas pelat beton semen yang bersambung (tidak menerus) tanpa atau dengan tulangan, atau

menerus dengan tulangan, terletak di atas lapis pondasi bawah atau tanah dasar

[image:35.595.112.513.201.696.2]

(subgrade), dengan atau tanpa lapis permukaan (surface).

(36)

commit to user

Metode perencanaan perkerasan beton semen (rigid pavement) untuk jalan yang

melayani lalu-lintas rencana lebih dari satu juta sumbu kendaraan niaga di

dasarkan pada:

1. Perkiraan lalu- lintas dan komposisinya selama umur rencana

2. Kekuatan tanah dasar yang dinyatakan dengan CBR (%)

3. Kekuatan beton yang digunakan

4. Jenis bahu jalan

5. Jenis perkerasan

6. Jenis penyaluran beban.

Faktor- faktor yang perlu diperhatikan adalah :

1. Kadar air pemadatan

2. Kepadatan

3. Perubahan kadar air selama masa pelayanan.

Sifat, daya dukung dan keseragaman tanah dasar sangat mempengaruhi keawetan

dan kekuatan perkerasan beton semen (rigid pavement). Pada perkerasan beton semen, daya dukung perkerasan terutama diperoleh dari pelat beton. (SK SNI

S-36-1990-03)

2.2.2 Jenis Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement)

Perkerasan beton semen (rigid pavement) dibedakan ke dalam 3 jenis:

1. Perkerasan beton semen (rigid pavement) bersambung tanpa tulangan.

2. Perkerasan beton semen (rigid pavement) bersambung dengan tulangan.

3. Perkerasan beton semen (rigid pavement) menerus dengan tulangan. (SK SNI

(37)

commit to user

2.2.2.1.Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Bersambung

Tanpa Tulangan.

Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Bersambung Tanpa Tulangan adalah

jenis perkerasan beton semen yang dibuat tanpa tulangan dengan ukuran pelat

mendekati bujur sangkar, dimana panjang dari pelatnya dibatasi oleh adanya

sambungan-sambungan melintang. Panjang pelat berkisar antara 4-5 meter.

2.2.2.2.Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Bersambung

dengan Tulangan.

Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Bersambung dengan

Tulangan adalah Jenis perkerasan beton yang dibuat dengan tulangan, yang

ukuran pelatnya berbentuk empat persegi panjang, dimana panjang dari pelatnya

dibatasi oleh adanya sambungan-sambungan melintang. Panjang pelat berkisar

antara 8-15 meter.

2.2.2.3. Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Menerus

dengan Tulangan.

Perkerasan beton semen (rigid pavement) menerus dengan tulangan adalah jenis perkerasan beton yang dibuat dengan tulangan dan dengan panjang pelat yang

menerus yang hanya dibatasi dengan adanya sambungan-sambungan muai

melintang. Panjang pelat dari jenis perkerasan ini 12 - 20 meter.

2.2.3 Tujuan Penulangan

Tujuan utama penulangan untuk :

1. Membatasi lebar retakan, agar kekuatan pelat tetap dapat dipertahankan.

2. Memungkinkan penggunaan pelat yang lebih panjang agar dapat mengurangi

jumlah sambungan melintang sehingga dapat meningkatkan kenyamanan.

(38)

commit to user

2.2.4 Pengertian Daya Dukung Tanah Dasar

Daya dukung tanah dasar ditentukan dengan pengujian CBR insitu sesuai dengan

SNI 03- 1731- 1989 atau CBR laboratorium sesuai dengan SNI 03- 1744- 1989,

masing- masing untuk tebal perkerasan lama dan perkerasan jalan baru. Apabila

tanah dasar mempunyai nilai CBR lebih kecil dari 2%, maka harus dipasang

pondasi bawah yang terbuat dari beton kurus (Lean- Mix Concrete) setebal 15 cm

yang dianggap mempunyai nilai CBR tanah dasar efektif 5%. (SK SNI

S-36-1990-03)

2.2.5 Bahan Pondasi Bawah

Bahan pondasi bawah dapat berupa :

1 Pondasi bawah material berbutir.

2 Pondasi bawah dengan bahan pengikat (Bound Sub- Base).

3 Pondasi bawah dengan campuran beton kurus (Lean- Mix Concrete).

Pemasangan lapis pondasi dengan lebar sampai ketepi luar lebar jalan merupakan

salah satu cara untuk mereduksi perilaku tanah ekspansif.

Fungsi lapis pondasi bawah pada perkerasan beton semen (rigid pavement) berfungsi sebagai:

1. Mengendalikan pengaruh kembang susut tanah dasar.

2. Mencegah intrusi dan pemompaan pada sambungan, retakan dan tepi- tepi

pelat.

3. Memberikan dukungan yang mantap dan seragam pada pelat.

4. Sebagai perkerasan lantai kerja selama pelaksanaan.

Tebal lapis pondasi minimum 10 cm yang paling sedikit mempunyai mutu sesuai

dengan SNI No. 03-6388-2000 dan AASHTO M-155 serta SNI 03-1743-1989.

Bila direncanakan perkerasan beton semen bersambung tanpa ruji, pondasi bawah

harus menggunakan campuran beton kurus (CBK). Tebal lapis pondasi bawah

(39)

commit to user

[image:39.595.111.556.126.493.2]

Sumber : (SK SNI S-36-1990-03)

Gambar 2.2. Tebal pondasi bawah minimum untuk perkerasan beton semen

2.2.6 California Bearing Ratio (CBR)

California Bearing Ratio (CBR) adalah perbandingan antara beban penetrasi suatu

lapisan tanah atau perkerasan terhadap beban standar dengan kedalaman dan

(40)

commit to user

Untuk menentukan berapa besarnya CBR efektif dapat diperoleh dari gambar 2.3.

[image:40.595.114.485.125.486.2]

Sumber : (SK SNI S-36-1990-03)

Gambar 2.3. CBR tanah dasar efektif dan tebal pondasi bawah

2.2.7 Pengertian Lalu lintas Harian Rata – Rata (LHR)

Lalu – lintas Harian Rata – rata (LHR) adalah jumlah total volume lalu – lintas

roda empat atau lebih dalam satu tahun dibagi dengan jumlah hari dalam satu

tahun.

Penentuan beban lalu – lintas rencana untuk perkerasan beton semen, dinyatakan

dalam jumlah sumbu kendaraan niaga (comercial vehicle), sesuai dengan

konfigurasi sumbu pada lajur rencana selama umur rencana.

Lalu – lintas harus dianalisis berdasarkan hasil perhitungan volume lalu – lintas

dan konfigurasi sumbu, menggunakan data terakhir atau data 2 tahun terakhir.

Kendaraan yang ditinjau untuk perencanaan perkerasan beton semen adalah yang

(41)

commit to user

Konfigurasi sumbu untuk perencanaan terdiri atas 4 jenis kelompok sumbu

sebagai berikut:

- Sumbu tunggal roda tunggal (STRT).

- Sumbu tunggal roda ganda (STRG).

- Sumbu tandem roda ganda (STdRG).

- Sumbu tridem roda ganda (STrRG), Tabel-tabel dapat dilihat pada

Lampiran A.

2.2.8 Menentukan Umur Rencana

Umur rencana perkerasan jalan ditentukan atas pertimbangan klasifikasi

fungsional jalan, pola lalu lintas serta nilai ekonomi jalan yang bersangkutan,

yang dapat ditentukan antara Lain dengan metode Benefit Cost Ratio, Internal Rate of Return, kombinasi dari metode tersebut atau cara lain yang tidak terlepas

dari pola pengembangan wilayah. Umumnya perkerasan beton semen dapat

direncanakan dengan umur rencana (UR) 20 tahun. (AASHTO 1993)

2.2.9 Volume Lalu - Lintas

Volume lalu – lintas akan bertambah sesuai dengan umur rencana atau sampai

tahap dimana kapasitas jalan dicapai dengan faktor pertumbuhan lalu – lintas yang

dapat ditentukan berdasarkan rumus sebagai berikut :

R = (1+i)^ur - 1

I

Dengan pengertian :

R = Faktor pertumbuhan lalu – lintas.

I = Laju pertumbuhan lalu – lintas.

(42)

commit to user

[image:42.595.108.525.140.518.2]

Faktor pertumbuhan (R) dapat juga ditentukan berdasarkan Tabel 2.1

Tabel 2.1. Faktor pertumbuhan lalu – lintas (R)

Umur

Rencana

(Tahun)

Faktor pertumbuhan lalu – lintas (R)

Laju Pertumbuhan (i) per tahun (%)

0 2 4 6 8 10

5 5 5.2 5.4 5.6 5.9 6.1

10 10 10.9 12 13.2 14.5 15.9

15 15 17.3 20 23.3 27.2 31.8

20 20 24.3 29.8 36.8 45.8 57.3

25 25 32 41.6 54.9 73.1 98.3

30 30 40.6 56.1 79.1 113.3 164.5

35 35 50 73.7 111.4 172.3 271

40 40 60.4 95 154.8 259.1 442.6

Sumber : (SK SNI S-36-1990-03)

Apabila setelah waktu tertentu (URm tahun) pertumbuhan lalu lintas tidak terjadi

lagi, maka R dapat dihitung dengan cara sebagai berikut :

R = (1+i)^ur + (UR – Urm) { (1+i)^URm - 1}

I

Dengan pengertian :

R = Faktor pertumbuhan lalu lintas.

I = Laju pertumbuhan lalu lintas per tahun dalam %.

Urm = Waktu tertentu dalam tahun, sebelum UR selesai.

2.2.10 Pengertian Lalu – Lintas Rencana

Lalu – lintas rencana adalah jumlah kumulatif sumbu kendaraan niaga pada lajur

rencana selama umur rencana, meliputi proporsi sumbu serta distribusi beban

pada setiap jenis sumbu kendaraan dari survai beban.

Beban pada suatu jenis sumbu secara tipikal dikelompokkan dalam interval 10

(43)

commit to user

Jumlah sumbu kendaraan niaga selama umur rencana dihitung dengan rumus

sebagai berikut:

JSKN = JSKNH x 365 x R x C

Dengan pengertian:

JSKN = jumlah total sumbu kendaraan niaga selama umur rencana.

JSKNH = Jumlah total sumbu kendaraan kendaraan niaga per hari pada saat jalan

dibuka.

R = Faktor pertumbuhan komulatif dari Tabel 2.1. yang besarnya tergantung

dari pertumbuhan lalu – lintas tahunan dan umur rencana.

C = Koefisien distribusi kendaraan.

2.2.11 Menentukan Beban Rencana

[image:43.595.108.514.235.660.2]

Pada penentuan beban rencana, beban sumbu dikalikan dengan faktor kemanan beban (Fkb).

Tabel 2.2. Faktor Keamanan Beban

No. Penggunaan Nilai

Fkb

1. Jalan bebas hambatan utama (major freeway) dan berlajur banyak, yang aliran lalu- lintasnya tidak terhambat serta volume

kendaraan niaga yang tinggi.

Bila menggunakan data lalu- lintas dari hasil survai beban

(weight-in-motion) dan adanya kemungkinan route alternatif, maka nilai faktor keamanan beban dapat dikurangi menjadi 1,15.

1,2

2. Jalan bebas hambatan (freeway) dan jalan arteri dengan volume kendaraan niaga menengah.

1,1

3. Jalan dengan volume kendaraan niaga rendah. 1,0

(44)

commit to user

2.2.12 Pengertian Bahu Beton Semen

Bahu beton semen adalah bahu yang dikunci dan diikatkan dengan lajur lalu-

lintas dengan lebar minimum 1,50 m, atau bahu yang menyatu dengan lajur lalu-

lintas selebar 0,60 m, yang juga dapat mencakup saluran dan kereb.rigid

pavement).

Bahu dapat terbuat dari bahan lapis pondasi bawah dengan atau tanpa lapisan

penutup beraspal atau lapisan beton semen.

Perbedaan kekuatan antara bahu dengan jalur lalu-lintas memberikan pengaruh

pada kinerja perkerasan. Hal tersebut dapat diatasi dengan bahu beton semen,

sehingga akan meningkatkan kinerja perkerasan dan mengurangi tebal pelat. (SK

SNI S-36-1990-03)

2.2.13 Pengertian Tebal Rencana

Tebal rencana adalah tebal taksiran yang paling kecil yang mempunyai total fatik

dan atau total kerusakan erosi lebih kecil atau sama dengan 100%.

Tebal pelat rencana dipilih dan total fatik serta kerusakan erosi dihitung

berdasarkan komposisi lalu lintas selama umur rencana. Jika kerusakan fatik atau

erosi lebih dari 100%, tebal taksiran dinaikkan dan proses perencanaan diulangi.

Tebal rencana adalah tebal taksiran yang paling kecil yang mempunyai total fatik

dan atau total kerusakan erosi lebih kecil atau sama dengan 100%.

Untuk menentukan analisis fatik, fator rasio tegangan ekivalen (TE) oleh kuat

lentur (fr).

Pelat beton semen mempunyai sifat yang cukup kaku serta dapat menyebarkan

beban pada bidang yang luas dan menghasilkan tegangan yang rendah pada

lapisan- lapisan dibawahnya.

Bila diperlukan tingkat kenyamanan yang tinggi, permukaan perkerasan beton

(45)

commit to user

2.2.14. Fungsi Analisa Fatik dan Erosi Perencanaan Tebal Pelat

Fungsi analisa fatik dan erosi digunakan untuk mengontrol apakah tebal taksiran

pelat beton aman atau tidak. Untuk menentukan faktor tegangan dan erosi dapat

dilihat pada Lampiran E.

2.2.15. Syarat Kuat Lentur dan Kuat Tekan

Syarat kuat lentur (flextural strength) tidak boleh kurang dari 45 kg/cm2 (menurut SNI 1991 sebesar 3,78 Mpa) pada umur 28 hari, kuat lentur beton minimum pada

umur 7 hari disyaratkan 80% dari kuat tarik lentur (flextural strength)

minimum.(Suryawan, 2005)

Kuat tekan beton disarankan 350 kg/cm2 (menurut SNI 1991 sebesar 29.4 Mpa).

2.3. Jenis Kerusakan Jalan

Jenis kerusakan jalan pada perkerasan dapat dikelompokan menjadi 2 macam,

yaitu kerusakan fungsional dan kerusakan struktural.

1. Kerusakan Fungsional

Kerusakan fungsional adalah kerusakan pada permukaan jalan yang dapat

menyebabkan terganggunya fungsi jalan tersebut. Kerusakan ini dapat

berhubungan atau tidak dengan kerusakan structural. Pada kerusakan fungsional,

perkerasan jalan masih mampu menahanbeban yang bekerja namun tidak

memberikan tingkat kenyamanan dan keamanan seperti yang diinginkan. Untuk

itu lapis permukaan perkerasan harus dirawat agar tetap dalam kondisi baik

dengan menggunakan metode perbaikan standar Direktorat Jendral Bina Marga

1995.

2. Kerusakan Struktural

Kerusakan struktural adalah kerusakan pada stuktur jalan, sebagian atau

(46)

commit to user

yang bekerja diatasnya. Untuk itu perlu adanya perkuatan struktur dari perkerasan

dengan cara perbaikan dengan perkerasan kaku (rigid pavement)

2.4. Bahan Susun Beton

2.4.1. Pengertian Semen Portland

Pengrtian semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan menghaluskan klinker terutama terdiri dari atas silikat calsium yang bersifat hidrolis, dengan gips sebagai bahan tambahnya.

2.4.2. Pengertian Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam

campuran beton. Agregat menempati 70-75% dari total volume beton, maka

kualitas agregat akan sangat mempengaruhi kualitas beton. Berdasarkan butiran,

agregat dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu agregat halus dan agregat kasar.

a. Pengertian Agregat Halus

Agregat halus adalah agregat yang lolos ayakan 4,75 mm. Agregat halus pada

beton dapat berupa pasir alam atau pasir buatan. Pasir alam didapatkan dari hasil

disintegrasi alami dari batu-batuan (pasir gunung atau pasir sungai). Pasir buatan

adalah pasir yang dihasilkan oleh alat-alat pemecah batu atau diperoleh dari hasil

sampingan dari stone crusher. Pasir (fine aggregate) berfungsi sebagai pengisi pori-pori yang ditimbulkan oleh agregat yang lebih besar (agregat kasar/coarse

(47)

commit to user

b. Pengertian Agregat Kasar

Agregat kasar adalah agregat yang mempunyai ukuran lebih dari 4,75 mm dan

ukuran maksimumnya 40 mm. Agregat kasar yang baik bentuknya bersudut dan

pipih (tidak bulat/blondos). Syarat - syarat agregat kasar/split untuk campuran

beton sesuai standar PBI 1971 Bab 3.4.

2.4.3. Fungsi Air

Fungsi air adalah adalah bahan yang berguna sebagai pelumas campuran agar

mudah dikerjakan. Akan tetapi penembahan air harus memperhatikan proporsi

karena air akan menguap ketika beton mengering dan meninggalkan rongga pada

beton. Syarat-syarat air untuk campuran beton sesuai standar PBI 1971 Bab 3.6.

Untuk bereaksi dengan semen, air yang diperlukan hanya sekitar 25% dari berat

semen, namun dalam kenyataanya nilai f.a.s yang dipakai sulit kurang dari 0,35

karena beton yang mempunyai proporsi air yang sangat kecil menjadi kering dan

sukar dipadatkan. (Kardiyono Tjokrodimulyo, 1996)

2.4.4. Bahan Tambah

a. Pengertian Bahan Tambah

Bahan campuran tambahan (admixtures) adalah bahan yang bukan air, agregat

maupun semen yang ditambahkan ke dalam campuran sesaat atau selama

pencampuran. Fungsinya adalah untuk mengubah sifat-sifat beton atau pasta

semen agar menjadi cocok untuk pekerjaan tertentu, mengurangi pemakaian

semen sehingga lebih ekonomis dan untuk tujuan lain seperti menghemat energi.

(48)

commit to user

b. Pengertian Abu Terbang (Fly Ash)

Abu terbang adalah abu sisa pembakaran batu bara, berupa butiran halus ringan,

tidak porous, dan bersifat pozzolanik. (Krisbiyantoro, 2005)

Pozzolan dipakai sebagai bahan pengganti semen portland. Bila dipakai sebagai bahan tambah akan menjadikan beton lebih mudah diaduk, lebih rapat air, dan

lebih tahan terhadap serangan kimia. Pozzolan dapat mengurangi pemuaian akibat

proses reaksi alkali-agregat (reaksi alkali dalam semen dengan silika dalam

agregat), dengan demikian mengurangi retak-retak beton akibat reaksi tersebut.

Pada pembuatan beton massa pemakaian pozzolan sangat menguntungkan karena

(49)

commit to user