LAPORAN PRAKTIKUM
CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)
Disusun untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Laboratorium Desain Perkerasan Jalan yang diampu oleh:
Untoro Nugroho, S.T., M.T.
Farhan Sholahudin, S.ST., M.T.
ROMBEL 1
Disusun Oleh :
Tripani Yulistia; 5111421054
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2024
CALIFORNIA BEARING RATIO
A. Maksud dan Tujuan
Tujuan dari pelaksanaan pengujian lapangan CBR adalah untuk mengevaluasi dan merencanakan ketebalan lapisan perkerasan. Selain itu, juga untuk menentukan kemampuan rata-rata dalam menanggung beban yang dapat diterapkan pada suatu lapisan atau material tanah tertentu.
B. Alat dan Bahan
1. Dongkrak CBR mekanis
Dioperasikan secara manual, dilengkapi dengan swivel head untuk mengukur beban yang bekerja pada torak, dan didesain sesuai spesifikasi dibawah ini:
1) Kapasitas minimum 2700 kg (5950 lb) 2) Daya angkat minimum 50,8 mm (2 inci) 3) Engkol, dengan radius 152,4 mm (6 inci)
4) Putaran roda gigi tinggi, kira kira 2,4 putaran per 1mm (0,04 inci) penetrasi
5) Putaran roda gigi menengah, kira kira 5 putaran per 1mm (0,04 inci) penetrasi
6) Putaran roda gigi rendah, kira kira 14 putaran per 1mm (0,04 inci) penetrasi
7) Putaran roda gigi yang lain dapat digunakan untuk kenyamanan dalam pemutaran.
8) Dongkrak mekanis CBR yang lain dengan beban maks yang sama dapat digunakan jika rata-rata penetrasi beban merata setiap 1,3 mm (0,05 inci) per menit dapat dicapai.
2. Dua buah ring cincin penguji yang telah dikalibrasi dengan rentang pembebanan 0kN sampai dengan 8,8 kN (1984 lbf) dan rentang pembebanan 0 kN sampai dengan 22,6 kN (5070 lbf)
3. Torak Penetrasi berdiameter 20,8 mm ± 0,1 mm.
4. Dua buah arloji pengukur untuk mengukur penurunan dengan ketelitian pembacaan 0,0025 mm (0,0001 inci) dan kemampuan pembacaan setiap 6,4 mm (0,25 inci) serta 1 buah arloji pengukur untuk mengukur penetrasi dengan
ketelitian pembacaan 0,025 mm (0,0001 ici) dan kemampuan pembacaan setiap 25 mm 1 inci yang dilengkapi dengan sebuah alat penunjuk tambahan yang dapat diatur.
5. Peralatan pendukung untuk penunjuk penetrasi yaitu sebuah alat yang terbuat dari batang alumunium atau batang kayu dengan tebal 76,2 mm (3 inci) dan panjang 1,5 m (5 ft).
6. Pelat beban pemberat yaitu pelat berbentuk lingkaran yang terbuat dari baja dengandiameter 254 mm ± 0,5 mm (10 inci ± 0,02 inci) dan mempunyai diameter lubang 50 mm± 0,5 mm (2 inci ± 0,02 inci). Pelat tersebut memiliki berat 4,54 kg ± 0,01 kg (10 lb ± 0,02lb).
7. Beban pemberat yaitu 2 (dua) buah beban pemberat sebesar 4,54 kg ± 0,01kg (10 lb)dengan diameter 216 mm ± 1 mm (8,5 inci) dan 2 (dua) beban tambahan sebesar 9,08 kg ± 0,01 kg (20 lb) dengan diameter 216 cm ± 1 mm (8,5 inci).
8. Truk yang dapat menahan beban sebesar 31 kN (6970 lbf). Truk dilengkapi dengan balok yang terbuat dari besi dan alat tambahan lainnya. Alat tambahan yang dipasang padabagian belakang truk menerima reaksi gaya penetrasi torak ke dalam suatulapisan/bahan tanah. Alat tambahan yang dipasang sesuai dengan ketentuan sehingga truk dapat didongkrak dan menahan beban yang dipikul pegas belakang truk sehingga pengujian dapat dilakukan tanpa ada gerakan ke atas dari sasis truk tersebut. Jarakantara suatu lapisan/bahan tanah dan alat penetrasi yang diizinkan ialah 0,6 m (2 ft).
9. Dongkrak truk dengan kapasitas 15 ton yang mempunyai dua kombinasi trip dan penurun otomatis.
10. Peralatan umum lainnya seperti tempat benda uji untuk kadar air, berat isi, spatula, alat penggali, alat-alat penumbuk, alat perata (level), alat untuk mengukur kadar air, jam ukur dan lain-lain.
Gambar 1.1 Dongkrak mekanis, ring penguji, dan torak penetrasi
Gambar 1.2 Arloji, plat beban pemberat, dan beban pemberat
Gambar 1.3 Truk, dongkrak truk, dan alat lainnya
Gambar 1.4 Peralatan uji CBR
C. Teori dan Rumus yang Digunakan
California Bearing Ratio (CBR) adalah beban pada material standar berupa batu pecah di California pada penetrasi yang sama. Percobaan ini dilakukan untuk menilai kekuatan tanah dasar atau bahan lain yang hendak dipakai untuk pembuatan perkerasan. Nilai CBR yang diperoleh dari percobaan-percobaan yang berulang kali secara empiris yang kemudian dipakai untuk pembuatan tebal lapisan permukaan yang diperlukan diatas lapisan CBRnya ditentukan, artinya
tebal perkerasan dapat dihitung apabila daya dukung tanah diketahui (nilai CBR tanah dapat diketahui). Percobaan CBR di lapangan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :
1. Pengujian dengan mengunakan Mechanical Jack (MJ)
Dilakukan dengan alat berupa dongkrak mekanis yang memilikim piston penetrasi yang ditekan masuk kedalam tanah dengan kecepatan sekitar 0,05 inchi per menit. Piston yang dipakai memiliki diameter 2”.Alat ini juga dipasang sebuah proving ring yang berfungsi untuk menentukan beban yang bekerja. Pada dua nilai penetrasi tertentu,beban pada piston tercatat sehingga dapat dibuat grafik.
Pengujian Mechanical Jack biasanya dibantu dengan peralatan mesin sehingga alat ini mampu menembus lapisan keras dan memiliki kecepatan penetrasi yang konstan. Alat Mechanical Jack ini sulit untuk dipindah- pindahkan karena berupa alat berat, otomatis penggunaanya harus membutuhkan alat pengangkut dan juga alat ini sangat sensitif terhadap getaran.
2. Pengujian dengan mengunakan Dinamic Cone Penetrometer (DCP) Prinsip alat DCP adalah berdasarkan penetrasi konus kedalam tanah tiap kali beban dijatuhkan bebas diatas alat DCP. Berdasarkan besarnya penetrasi tersebut maka nilai CBR dapat ditentukan dengan table dibawah ini:
Table 1.1 nilai CBR
CBR adalah perbandingan antara beban penetrasi suatu bahan terhadap beban standar dengan kedalaman dan kecepatan penetrasi yang sama dan beban tersebut adalah beban standar yang diperoleh dari percobaan terhadap bermacam- macam batu pecahan (standar material).
Harga CBR dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Kecepatan penetrasi = 0,05 inchi/menit = 1,25 mm/menit
Harga CBR dihitung pada harga penetrasi 0,1 dan 0,2 inci, dengan cara membagi beban pada penetrasi ini masing-masing dengan beban sebesar 3000 dan 4500 pound.
Penetrasi 0,1 inch
Penetrasi 0,2 inch
D. Prosedur Pelaksanaan Percobaan Proses Lokasi Pengujian
1. Tanah digali sampai lapisan yang dikehendaki dan diratakan (luas galian kira-kira 60 cm x 60 cm) - harus level dan tidak ada kemiringan (cek dengan waterpass).
2. Dipastikan bahwa permukaan rata dan padat
3. Dipastikan bahwa di permukaan yang akan diuji (sub grade, sub base, base course, dsb) tidak ada butiran lepas (bersihkan semua debu, pasir, kerikil yang lepas/berserakan).
4. Untuk tanah dasar yang belum ada perkerasan dan pemadatan, cukup dibersihkan akar rumput dan bahan organik lain (biasanya sampai kedalaman 50 cm).
5. Selama pemasangan alat-alat, permukaan tanah atau permukaan yang sudah dibersihkan harus dijaga supaya tidak kelembabannya tidak berubah dari kondisi awal, jika perlu ditutup dengan plastik apabila cuaca sangat panas.
6. Mulailah pemeriksaan ini secepat mungkin sesudah persiapan tempat.
7. Apabila dibutuhkan, diperiksa pula kadar air dan berat isi bahan setempat.
Pemasangan Alat
1. Tempatkan truk/alat berat lainnya, sedemikan rupa sehingga posisi penempatan dongkrak CBR mekanis harus tepat diatas lubang pemeriksaan.
2. As roda belakang diatur sejajar dengan muka jalan yang diperiksa.
3. Truk/alat berat didongkrak supaya berat sendirinya tidak ditahan lagi oleh per kendaraan (jika tertahan per maka pembacaan akan tidak tepat karena terpengaruh pengenduran gaya per kendaraan).
4. Dongkrak CBR mekanis dan peralatan lain dirangkai, supaya piston penetrasi berada 1 atau 2 cm dari permukaan yang akan diperiksa.
5. Cincin penguji (proving ring) diatur sehingga torak dalam keadaan vertikal.
6. Pastikan semua peralatan uji dalan kondisi stabil, vertikal, sentris (segaris dan tidak melenting/melendut) dan kokoh serta tepat pada posisi yang disyaratkan.
7. Keping beban/plat baja setebal 25 cm (10′′) diletakkan sentris dibawah torak penetrasi sehingga torak penetrasi tepat masuk kedalam lubang keping beban tersebut.
8. Arloji/dial pengukur penetrasi dipasang pada piston penetrasi, sedemikian rupa sehingga jarum pada dial penetrasi menempel pada keping beban/plat baja.
Gambar 1.5 Pemasangan alat Pembacaan Waktu dan Penetrasi :
1. Torak penetrasi diturunkan sehingga piston penetrasi memberikan beban permulaan sebesar 5 Kg (10 Lbs) – jika diperlukan, dapat gunakan beban-beban tambahan.
2. Arloji cincin penguji (proving ring) dan arloji penunjuk penetrasi (dial penetrasi) diatur sehingga menunjuk pada angka nol.
3. Pembebanan ditambah dengan teratur, agar kecepatan penetrasinya mendekati kecepatan tetap 1,25 mm (0,05′′) per menit - penambahan pembebanan ini yang sering terlupa atau tidak terlaksana dengan baik konsistensi kecepatan penetrasi per menitnya.
4. Pembacaan beban dicatat pada penetrasi (angka di belakang = angka tabel SNI yang direvisi):
• 0,3128 mm (0,0125") 0,32 mm [15 detik]
• 0,6200 mm (0,0250") 0,64 mm [30 detik]
• 1,2500 mm (0,0500") 1,27 mm [60 detik / 1 menit]
• 1,8700 mm (0,0750") 1,91 mm [1 menit/ 30 detik]
• 2,5400 mm (0,1000") 2,54 mm [2 menit]
• 3,7500 mm (0,1500") 3,81 mm [3 menit]
• 5,0800 mm (0,2000") 5,08 mm [4 menit]
• • 7,5000 mm (0,3000") 7,62 mm [6 menit]
• 10,1600 mm (0,4000") 10,16 mm [8 menit]
• 12,5000 mm (0,5000") 12,70 mm [10 menit]
Gambar 1.6 Pembacaan waktu dan penetrasi
E. Hasil Perhitungan dan Analisis
1. Tentukan beban yang bekerja pada torak.
2. Hitung tegangan di tiap kenaikan penetrasi.
3. Plotkan hasilnya pada grafik dan buat kurvanya.
4. Cek kurva apakah perlu koreksi atau tidak pada keadaan tertentu, kurva penetrasi dapat berbentuk lengkung ke atas sehingga perlu dikoreksi dan titik inisial bergeser dari titik nol.
5. Gunakan hasil tegangan yang terkoreksi untuk analisa hitungan berikutnya.
6. Ambil nilai tegangan pada penetrasi : 0,1 inchi/2,54 mm dan 0,2 inchi/5,08 mm.
7. Hitung CBR dengan pembagian terhadap tegangan standar :
• 0,71 kg/mm2 (1000 Psi) ~ (untuk penetrasi 0,1 inch atau 2,54 mm)
• 1,06 kg/mm2 (1500 Psi) ~ (untuk penetrasi 0,2 inch atau 5,08 mm).
Tegangan Ring = 5,5 lbs/div
Beban pada penetrasi 0,1”
80.04Kg = 80.04 x 2.2048 lbs = 176.472 lbs Nilai CBR 0,1”
176.472
3000 × 100% = 5.88%
Beban pada penetrasi 0,2 “
101.22 Kg = 101.22 x 2.2048 lbs = 223.1698 lbs Nilai CBR 0,2”
223.1698
4500 × 100% = 4.96%
Grafik
F. Kesimpulan
Berdasarkan data yang didapat dari lapangan dan perhitungan didapat harga nilai CBR :
a. Penetrasi 0,1” = 5.88 % b. Penetrasi 0,2” = 4.96%
Maka, nilai CBR yang diambil adalah 5.88 %. Jadi, pada CBR dengan nilai 5.88% masuk dalam kategori subgrade yang sedang.
0 20 40 60 80 100 120
0 0,2 0,4 0,6
Bbean (kg/Ibs)
Penetrasi (inch)
Grafik Penetrasi vs Beban
G. Rekomendasi
Secara umum, semakin tinggi nilai CBR, semakin baik kemampuan tanah dalam mendukung beban. Tanah dengan CBR di bawah 5% umumnya dianggap lemah dan memerlukan perkuatan. Tanah dengan CBR antara 5% hingga 10% biasanya dianggap cukup baik untuk struktur ringan seperti jalan setapak atau parkir.
Sementara tanah dengan CBR di atas 10% cocok untuk konstruksi jalan raya atau landasan pacu pesawat terbang.
Berdasarkan hasil yang telah didapatkan di lapangan nilai CBR masuk dalam kualitas yang sedang dan dapat digunakan untuk subgrade karena berada direntang 3-7% yaitu 5.88% sehingga dianggap cukup baik untuk struktur ringan seperti jalan setapak atau parkir.
Untuk mendapatkan nilai CBR yang lebih tinggi harus dipilih tanah dengan tingkat kepadatan yang tinggi pula. Selain itu, kadar air pada tanah tidak boleh terlalu tinggi dan terlalu rendah serta tanah yang dipilih perlu memiliki kandungan kerikil agar memberikan struktur yang lebih kuat.
H. Saran
a. Karena praktikum CBR menggunakan ketelitian yang tinggi, diharap para praktikan agar berkontribusi penuh agar diperoleh hasil yang mendekati nilai kebenaran.
b. Sebaiknya asisten selalu mendampingi praktikan untuk meminimalisir kesalahan yang dibuat oleh praktikan.
