penggunaan material batu kapur sebagai lapisan...
TRANSCRIPT
PENGGUNAAN MATERIAL BATU KAPUR SEBAGAI LAPISANSUBBASE COURSE PERKERASAN JALAN PADA SUBGRADE
TANAH GRANULER
THE LIMESTONE USAGE AS SUBBASE COURSE OF PAVEMENTSTRUCTURE ON GRANULAR SUBGRADE
SKRIPSIDiajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :LUKMAN FAHREZA NUSKARA
I0112089
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA2016
iv
PERSEMBAHAN
Untuk : Ayahanda Prahasnu Aliaskar,
Ibunda Nunung Sulistyaningsih,
Sdr. Adam Ghifari,
Sdri. Sarah Adella,
Sdri. Erma Yuniati,
Keluarga besar KBK Geoteknik dan Lab. Mekanika Tanah,
Estu Waskita Aji,
Fajar Andi Baihaqi,
Rekan-rekan Teknik Sipil UNS 2012.
v
MOTTO
“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat bagimanusia”
-Rasulullah SAW (dalam HR. Tirmidzi)-
vi
ABSTRAK
Lukman Fahreza Nuskara, 2016. Penggunaan Material Batu Kapur sebagaiLapisan Subbase Course Perkerasan Jalan pada Subgrade Tanah Granuler.Skripsi, Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret.Surakarta.
Kerusakan perkerasan jalan tidak hanya disebabkan oleh kualitas permukaanperkerasannya, tetapi juga dapat disebabkan oleh kualitas struktur lapis pondasi atas(base course), lapis pondasi bawah (subbase course) dan tanah dasar (subgrade).Penelitian ditujukan untuk menganalisis pengaruh ketebalan lapisan subbase coursematerial batu kapur pada subgrade tanah granuler terhadap nilai CBR dan kv.Penelitian dilakukan dengan mensimulasikan struktur lapisan perkerasan jalan didalam laboratorium. Pengujian CBR dilakukan terhadap lapisan subgrade,sedangkan pengujian plate load test dilakukan pada lapisan subbase course danbase course.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan ketebalan subbase course setiap5 cm mampu meningkatkan nilai CBR pada subbase course berturut-urut sebesar15,93%; 38,73% dan 3,35%. Penambahan ketebalan subbase course setiap 5 cmmampu meningkatkan nilai CBR pada base course berturut-urut sebesar 4,63%;34,09%; 21,99% dan 2,68%. Penambahan ketebalan subbase course setiap 5 cmmampu meningkatkan nilai kv pada subbase course berturut-urut sebesar 6,79;58,82 dan 3,03%. Penambahan ketebalan subbase course setiap 5 cm juga mampumeningkatkan nilai kv pada base course berturut-urut sebesar 12,20; 30,85; 9,30 dan3,61%. Lapisan subbase course terbukti memiliki performa yang lebih baikdibandingkan lapisan base course. Hal ini ditunjukkan dengan nilai CBR subbasecourse yang 33,33% lebih besar daripada nilai CBR base course, pada ketebalantotal struktur perkerasan jalan 40 cm. Hal ini juga ditunjukkan dengan nilai kvsubbase course yang 26,83% lebih besar daripada nilai kv base course, padaketebalan total struktur perkerasan jalan 40 cm
Kata Kunci: tanah granuler, subbase course, batu kapur, nilai kv
vii
ABSTRACT
Lukman Fahreza Nuskara, 2016. The Limestone Usage as Subbase Course ofPavement Structure on Granular Subgrade.. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil.Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Pavement structure’s damage doesn’t only caused by its surface course quality, butit could be also occurred because of its base course, subbase course and subgradequality. The purpose of this research is to analyze the influence of subbase coursethickness on granular subgrade to CBR and kv values. The research is conductedby simulating a pavement structure in the laboratory. CBR test is applied to thesubgrade, whereas plate load test is applied to subbase course and base course.
The result shows that every 5 cm increase of subbase course thickness couldincrease the CBR value on subbase course respectively 15,93%; 38,73% and3,35%. Every 5 cm increase of subbase course thickness could also increase theCBR value on base course respectively 4,63%; 34,09%; 21,99% and 2,68%. Every5 cm increase of subbase course thickness could also increase the kv value onsubbase course respectively 6,79; 58,82 and 3,03%. Every 5 cm increase of subbasecourse thickness could also increase the kv value on base course respectively 12,20;30,85; 9,30 and 3,61%. Subbase course has better performance than base coursein terms of kv value. It’s proven by the result that the CBR value on subbase courseis 33,33% greater than CBR value on base course. The other proof is that the kvvalue on subbase course is 26,83% greater than the kv value on base course, at thepavement structure thickness of 40 cm.
Keyword: granular soil, subbase course, kv.
viii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirabbil‘alamin, puji dan syukur penyusun panjatkan ke hadirat AllahSWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikanskripsi/tugas akhir dengan judul “Penggunaan Material Batu Kapur sebagaiLapisan Subbase Course Perkerasan Jalan pada Subgrade Tanah Granuler”.Penulisan laporan penelitian ini merupakan salah satu syarat memperoleh gelarSarjana Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada tahun 2016.
Penulisan laporan penelitian ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan,dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati,penyusun menyampaikan terima kasih kepada:
1. Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik UniversitasSebelas Maret Surakarta.
2. Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T. dan R. Harya Dananjaya H. I. S.T., M.Eng.selaku dosen pembimbing I dan II yang telah membimbing penulis dengan baikdari awal hingga akhir proses pengerjaan tugas akhir ini.
3. Orang tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan moral maupunmaterial serta spiritual.
4. Dr. (Eng.) Ir. Syafi’i, M.T. selaku dosen pembimbing akademik yang telahmendampingi, mengarahkan serta membimbing penulis selama masaakademik.
5. Yusep Muslih Purwana, S.T., M.T., Ph.D selaku Ketua LaboratoriumMekanika Tanah beserta jajaran pengelola laboratorium yang telahmemfasilitasi penelitian penulis dengan sangat baik.
6. Rekan-rekan mahasiswa KBK Geoteknik yang telah bekerjasama dengansangat baik selama penelitian berlangsung.
7. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Penulis mengharap kritik dan saran untuk kemajuan penelitian berikutnya. Semogapenelitian ini dapat bermanfaat sebesar-besarnya bagi semua pihak.
Surakarta, Juli 2016
Penyusun
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL........................................................................................ i
HALAMAN PERSETUJUAN......................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................... iii
PERSEMBAHAN ........................................................................................... iv
MOTTO ........................................................................................................... v
ABSTRAK ....................................................................................................... vi
ABSTRACT............................................................................................ ........... vii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii
DAFTAR ISI.................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xii
DAFTAR TABEL............................................................................................ xiii
DAFTAR GRAFIK.......................................................................................... xiv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ................................................................ xv
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang............................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah.......................................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ............................................................................................ 2
1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian ......................................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI........................................................................................ 4
2.1 Tinjauan Pustaka............................................................................................ 4
2.2 Dasar Teori .................................................................................................... 5
2.2.1 Struktur perkerasan jalan ........................................................................ 5
2.2.1.1 Lapisan tanah dasar (subgrade) .................................................. 6
2.2.1.2 Lapis pondasi bawah (subbase course) ...................................... 7
2.2.1.3 Lapis pondasi atas (base course) ................................................ 8
x
2.2.2 California Bearing Ratio (CBR) ............................................................. 9
2.2.3 Koefisien reaksi subgrade arah vertikal (kv) ........................................ 10
2.2.4 Plate load test ....................................................................................... 11
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 14
3.1 Gambaran Umum......................................................................................... 14
3.1.1 Alat ....................................................................................................... 14
3.1.2 Material................................................................................................. 17
3.1.3 Variasi penelitian.................................................................................. 18
3.1.4 Persiapan material................................................................................. 18
3.1.5 Pengujian awal...................................................................................... 19
3.1.6 Proses pemadatan dan pengujian sampel.............................................. 20
3.1.7 Analisis data dan pembahasan.............................................................. 23
3.2 Hipotesis Penelitian ..................................................................................... 25
3.3 Alur Penelitian ............................................................................................. 26
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ...................................................... 27
4.1 Hasil Pengujian Awal .................................................................................. 27
4.1.1 Hasil pengujian material subgrade ....................................................... 27
4.1.1.1 Hasil pengujian index properties .............................................. 27
4.1.1.2 Hasil pengujian pemadatan laboratorium ................................. 28
4.1.2 Hasil pengujian index properties material subbase course .................. 28
4.1.3 Hasil pengujian index properties material base course........................ 28
4.2 Hasil Pengujian Sampel Penelitian.............................................................. 29
4.2.1 Hasil pengujian CBR lapisan subgrade ............................................. 29
4.2.2 Hasil pengujian plate load test lapisan subbase course ..................... 31
4.2.3 Hasil pengujian plate load test lapisan base course........................... 33
4.2.4 Hasil pemadatan sampel pengujian .................................................... 34
xi
4.2.5 Pengaruh ketebalan lapisan subbase course terhadap nilai kv............ 36
4.2.5.1 Pengaruh ketebalan lapisan subbase course terhadap
nilai defleksi ........................................................................... 36
4.2.5.2 Pengaruh ketebalan lapisan subbase course terhadap
nilai CBR ................................................................................ 37
4.2.5.3 Pengaruh ketebalan lapisan subbase course terhadap
nilai kv..................................................................................... 39
4.2.5.4 Pengaruh penambahan lapisan subbase course dan
base course terhadap nilai kv subgrade ................................... 40
4.2.5.5 Perbandingan nilai CBR seluruh kombinasi lapisan............... 41
4.2.5.6 Perbandingan nilai kv seluruh kombinasi lapisan ................... 43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 45
5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 45
5.2 Saran ............................................................................................................ 46
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tipikal potongan melintang struktur perkerasan jalan .......................5
Gambar 2.2 Hubungan antara nilai CBR dengan nilai kv .....................................11
Gambar 2.3 Sketsa plate load test (nptel.ac.in)....................................................11
Gambar 2.4 Grafik hubungan antara tekanan dengan defleksi secara tipikal
(theconstructioncivil.org)..................................................................12
Gambar 2.5 Hubungan antara diameter pelat beban dengan nilai kv
(Hardiyatmo, 2011 dalam Setiawan, 2015)........................................13
Gambar 3.1 Sketsa pengujian model struktur perkerasan jalan dalam mould......15
Gambar 3.2 Set alat pembebanan .........................................................................16
Gambar 3.3 Sketsa pengujian CBR lapangan untuk lapisan subgrade ................20
Gambar 3.4 Pengujian CBR lapisan subgrade .....................................................21
Gambar 3.5 Sketsa pengujian plate load test .......................................................21
Gambar 3.6 Pengujian plate load test...................................................................22
Gambar 3.7 Diagram alir penelitian .....................................................................26
Gambar 4.1 Pengujian CBR lapisan subgrade .....................................................30
Gambar 4.2 Pengujian plate load test lapisan subbase course.............................31
Gambar 4.3 Pengujian plate load test lapisan base course ..................................33
Gambar 4.4 Hasil pemadatan sampel pengujian dengan ketebalan subbase course
5 cm........................................................................................................................35
Gambar 4.5 Kepadatan sampel yang tidak merata ...............................................36
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Ketebalan subbase course berdasarkan mutu subgrade
(Departemen Pekerjaan Umum, 2002)....................................................7
Tabel 2.2 Persyaratan gradasi lapis pondasi (Departemen Pekerjaan Umum,
2006) ........................................................................................................................8
Tabel 2.3 Persyaratan karakteristik material lapis pondasi (Departemen
Pekerjaan Umum, 2006)..........................................................................9
Tabel 3.1 Variasi ketebalan lapisan subbase course .............................................17
Tabel 3.2 Jenis pengujian awal..............................................................................19
Tabel 3.3 Tahapan pengujian sampel ....................................................................23
Tabel 4.1 Hasil pengujian index properties material subgrade.............................27
Tabel 4.2 Hasil pengujian pemadatan modifikasi laboratorium material
subgrade .................................................................................................................28
Tabel 4.3 Hasil pengujian index properties material subbase course ...................28
Tabel 4.4 Hasil pengujian CBR lapisan subgrade ................................................30
Tabel 4.5 Hasil pengujian plate load test lapisan subbase course ........................32
Tabel 4.6 Hasil pengujian plate load test lapisan base course..............................34
Tabel 4.7 Perbandingan nilai kv lapisan subgrade dengan penambahan subbase
course
dan base course ......................................................................................40
Tabel 4.8 Perbandingan nilai CBR dan kv seluruh kombinasi lapisan...................41
xiv
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1 Hubungan antara tekanan dan lendutan pelat pada kombinasi
subgrade + subbase course 5 cm ........................................................32
Grafik 4.2 Hubungan antara ketebalan subbase course dengan nilai defleksi
pelat ........................................................................................................................37
Grafik 4.3 Hubungan antara ketebalan subbase course dengan nilai CBR...........38
Grafik 4.4 Hubungan antara ketebalan lapisan subbase course dengan nilai kv
lapisan subbase course dan base course .............................................39
Grafik 4.5 Perbandingan nilai CBR seluruh kombinasi lapisan............................42
Grafik 4.6 Perbandingan nilai kv seluruh kombinasi lapisan ................................43
xv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
CBR : nilai California Bearing Ratio (%)
d : diameter mould uji (cm)
Gs : specific gravity
h : tinggi mould uji (cm)
kv : modulus reaksi subgrade arah vertikal (kN/m3)
LL : batas cair (%)
p : tekanan pada pengujian plate load test (kPa)
PI : indeks plastisitas (%)
PL : batas plastis (%)
r2 : koefisien determinasi
w : kadar air (%)
wopt : kadar air optimum pada pengujian pemadatan (%)
γd max : berat isi kering tanah maksimum pada pengujian pemadatan
(gr/cm3)
δ : defleksi pada pelat (m)
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Data Hasil Penelitian Awal Laboratorium
Pengujian index properties material subgrade
Pengujian index properties material subbase course
Pengujian index properties material base course
Lampiran B Data Hasil Penelitian Utama
Lampiran C Dokumentasi Penelitian
Lampiran D Berkas Kelengkapan Skripsi