ESTIMASI NILAI PARAMETER KOMPAKSI BERDASARKAN NILAI KLASIFIKASI TANAH YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR PADA PROYEK JALAN RAYA TUGAS AKHIR Disetujui untuk melengkapi Tugas-Tugas Dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil
Disusun Oleh:
CICILIA AMELIA SIMBOLON 13 0404 086
BIDANG STUDI TRANSPORTASI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2017
i Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK Kekuatan konstruksi jalan sangat bergantung pada sifat dan kekuatan tanah dasar. Dalam pekerjaan pemadatan/kompaksi tanah dasar perlu dilakukan pengontrolan di lapangan dan membutuhkan biaya yang cukup banyak. Oleh karena itu, perlu suatu cara untuk mengestimasi nilai parameter kompaksi yaitu berat isi kering maksimum (γd max) dan kadar air optimum (Wopt) dari nilai klasifikasi tanah dasar yang distabilisasi dengan kapur. Pada penelitian ini akan dibuat sampel tanah dengan tambahan 3% kapur sebanyak 30 sampel. Sebelumnya sampel tanah asli dites parameter kompaksi dan index propertiesnya dahulu lalu dites kembali setelah ditambah 3% kapur. Sampel berasal dari PT. Perkebunan Nusantara II Kecamatan Patumbak Provinsi Sumatera Utara. Sampel tanah dibatasi nilai PI > 10 %. Rentang dari pengujian tanah untuk batas cair (LL) adalah 41,12 % - 41,67 % dengan rata-rata 41,48 %, untuk persen butiran halus (Fines) adalah 48,19 % -53,17 % dengan rata-rata 50,68 %, untuk berat isi kering maksimum (γd max) adalah 1,523 gr/cm3 – 1,536 gr/cm3 dengan rata-rata 1,529 gr/cm3, dan untuk kadar air optimum (Wopt) adalah 12,15 % - 21,95 % dengan rata-rata 21,57 %. Sedangkan rentang dari pengujian tanah ditambah kapur untuk batas cair (LL) adalah 30,44 % - 40,90 % dengan rata-rata 34,85 %, untuk persen butiran halus (Fines) adalah 46,65 % 58,82 % dengan rata-rata 53,36 %, untuk berat isi kering maksimum (γd max) adalah 1,306 gr/cm3 – 1,437 gr/cm3 dengan rata-rata 1,394 gr/cm3, dan untuk kadar air optimum (Wopt) adalah 23,43 % - 25,94 % dengan rata-rata 24,87 %. Dengan menggunakan persamaan Goswami dalam mengestimasi nilai parameter kompaksi diperoleh persamaan γd max = -0,1686LogG + 1,8434 dan Wopt = 2,9178logG + 17,086. Kata kunci : subgrade, index properties, kompaksi, berat isi kering maksimum, kadar air optimum, batas cair, persen butiran halus, stabilisasi tanah-kapur
i Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulisan Tugas Akhir yang berjudul “ESTIMASI NILAI PARAMETER KOMPAKSI BERDASARKAN NILAI KLASIFIKASI TANAH YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR” ini dimaksudkan untuk memenuhi syarat penyelesaian Pendidikan Sarjana di Bidang Studi Struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dalam penyusunan dan penulisan Tugas Akhir ini hingga dapat terselesaikan tidak terlepas dari keterlibatan berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak yang berperan yaitu: 1.
Bapak Ir. Zulkarnain A.Muis, M.Eng, Sc., selaku Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, pikiran, dan tenaga untuk memberikan arahan dan bimbingan dalam penyelesaian tugas akhir ini.
2.
Ibu Adina Sari Lubis, S.T., M.T., selaku Co Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, pikiran, dan tenaga untuk memberikan arahan dan bimbingan dalam penyelesaian tugas akhir ini.
3.
Bapak Medis S. Surbakti, S.T, MT, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Ir. Andy Putra Rambe MBA, sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
5.
Bapak Ir. Indra Jaya Pandia, MT dan Bapak Medis S. Surbakti, S.T, MT., sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
6.
Bapak Ir. Indra Jaya Pandia, MT sebagai Kepala Laboratorium Jalan Raya, atas bimbingan kepada penulis selama menjadi asisten Laboratorium Jalan Raya.
7.
Ibu Ika Puji Hastuty, ST. MT., sebagai Kepala Laboratorium Mekanika Tanah, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
ii Universitas Sumatera Utara
8.
Seluruh Bapak dan Ibu Dosen staf pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan memberikan pengajaran kepada penulis selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
9.
Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
10. Teristimewa kepada kedua orang tua saya Ayahanda A.R Simbolon dan Ibunda K.Simamora, yang tak pernah berhenti memberikan doa, dukungan, motivasi, kasih sayang dan segalanya selama ini. Abang saya Brevi Simbolon, Kakak-kakak saya Seprina Simbolon, Monalisa Simbolon, dan Adik-adik saya Maria Simbolon dan Frans Simbolon yang selalu memberi dukungan dan materil serta seluruh keluarga besar saya yang selalu mendukung dan membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 11. Seluruh teman-teman mahasiswa Teknik Sipil 2013 dan 2016 dan Abang kakak 2010 dan 2011 yang telah banyak membantu penulis mulai dari awal proses pengerjaan Tugas Akhir hingga selesai, khususnya: TOP11 (RizkaAmal, Soraya, Maylisa, Artika, Dea, Asafin, Elisa, RizkaMeylani, Regina, Margaret), Kak Fanny Siregar (010), Abangda Imam (011), Abangda Iqbal (010), Abangda Derry (010), Novra, Alby, Benedictus, Agung, Ivan, Mery, Angel dan Angkatan 2013 lainya, juga Teman SMA (Andin, Icha, Dewi, Tira) terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini. 12. Seluruh Asisten Laboratorium Jalan Raya Departemen Teknik Sipil FT USU ( Rijal, Akmal, Zaky, Irpan, bang BJ, bang Wendy, bang Suryadi, bg Kevin) 13. Seluruh Staf Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil FT USU dan PTPN 2 Patumbak. 14. Segenap pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu disini, terimakasih atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
iii Universitas Sumatera Utara
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis menerima kritik dan saran yang membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan,
2017 Penulis
(Cicilia Amelia Simbolon)
iv Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK ...............................................................................................................i KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii DAFTAR ISI........................................................................................................... v DAFTAR TABEL ............................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii DAFTAR NOTASI................................................................................................ix DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang .................................................................................................. 1 1.2. Perumusan Masalah .......................................................................................... 3 1.3. Tujuan Penelitian .............................................................................................. 3 1.4. Manfaat Penelitian ............................................................................................ 3 1.5. Batasan Masalah ............................................................................................... 3 1.6. Sistematika Penulisan ....................................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Lapisan Tanah Dasar Perkerasan (Subgrade) ................................................... 6 2.2. Pemeriksaan/Pengujian Material Subgrade ...................................................... 8 2.3. Pemadatan Tanah ............................................................................................ 14 2.3.1. Jenis-Jenis Pemadatan ............................................................... 16 2.3.2 Parameter Pemadatan Tanah/Kompaksi ................................... 21 2.3.3 Energi Pemadatan ...................................................................... 25 2.4. Stabilisasi Tanah ............................................................................................ 26 2.4.1 Tipe-Tipe Stabilisasi Tanah ...................................................... 26
v Universitas Sumatera Utara
2.4.2 Pemilihan Bahan Tambah ......................................................... 27 2.4.3 Stabilisasi Tanah Kapur ............................................................ 28 2.5. Hubungan Parameter Kompaksi dengan Index Properties ............................ 31 2.6. Penelitian Terdahulu ....................................................................................... 33 BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Metode dan Lokasi Penelitian ......................................................................... 39 3.2. Sampel............................................................................................................. 39 3.3. Tahap Persiapan .............................................................................................. 40 3.4. Tahap Pembuatan Benda Uji ......................................................................... 41 3.5. Tahap Pengujian Benda Uji ............................................................................ 41 3.6. Tahap Pengolahan Data .................................................................................. 41 3.7. Estimasi Hubungan Parameter Kompaksi dengan Indeks Properties ............. 42 3.8. Analisa Hasil Estimasi .................................................................................... 42
BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA 4.1. Hasil Penelitian ............................................................................................... 44 4.1.1. Hasil Pengujian Tanah Asli di Laboratorium ........................... 44 4.1.2. Hasil Pengujian Tanah+Kapur di Laboratorium ...................... 45 4.1.3. Hasil Estimasi Hubungan Parameter Kompaksi dengan Nilai indeks Propertis ..................................................49 4.2. Analisa ............................................................................................................ 57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.
Kesimpulan ................................................................................................ 62
5.2.
Saran ........................................................................................................... 63
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 64
vi Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Karakteristik tanah subgrade oleh AASHTO ...................................... 12 Tabel 2.2 Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO .................................................... 13 Tabel 2.3 Klasifikasi Tanah Sistem Unified Soil Classification System ............... 14 Tabel 2.4 Defenisi-defenisi dari parameter pemadatan (Kompaksi) .................... 15 Tabel 2.5 Petunjuk awal untuk pemilihan metode stabilisasi ............................... 28 Tabel 2.6 Pengaruh kadar kapur terhadap plastisitas ............................................ 31 Tabel 2.7 Penentuan Nilai F .................................................................................. 32 Tabel 2.8 Sampel tanah yang digunakan dalam membentuk persamaan (Blozt, 1998 dalam Nendi, 2010) .......................................................... 34 Tabel 2.9 Statistik hasil pengujian (Ugbe 2012) ................................................... 36 Tabel 2.10 Tipe binder dan persen bahan tambah untuk jalan beraspal (Australia Stabilisation Industry Association (AustStab)............................. 38 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Tanah Asli di Laboratorium ........................................ 44 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Atterberg Limits ......................................................... 45 Tabel 4.3 Hasil Pengujian Persen Butiran Halus ................................................. 46 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kompaksi ................................................................... 46 Tabel 4.5 Rangkuman Hasil Pengujian di Laboratorium ...................................... 47 Tabel 4.6 Berat Isi Kering Maksimum Estimasi Model Goswami ....................... 51 Tabel 4.7 Kadar Air Optimum Estimasi Model Goswami .................................... 52 Tabel 4.8 Hasil Estimasi Parameter Kompaksi Model Goswami ......................... 53 Tabel 4.9 Perhitung t hitung dan t tabel Berat Isi Kering .................................... 55 Tabel 4.10 Perhitung t hitung dan t tabel Kadar Air Optimum ............................. 56
vii Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Susunan jenis lapisan perkerasan jalan raya ........................................ 6 Gambar 2.2 Smooth wheeled roller ....................................................................... 17 Gambar 2.3 Pneumatic-tired rollers ...................................................................... 17 Gambar 2.4 Vibratory rollers ................................................................................ 18 Gambar 2.5 Vibrating plate compactors ................................................................ 19 Gambar 2.6 Perbandingan Alat Uji Standar dengan Alat Uji Modified ................ 20 Gambar 2.7 Hubungan kadar air optimum dengan berat isi kering maksimum .... 23 Gambar 2.8 Hubungan antara kadar air dan berat isi kering dengan beberapa jenis tanah yang dipadatkan ................................................ 26 Gambar 2.9 Pengaruh kadar kapur terhadap berat volume kering......................... 30 Gambar 2.10 MDD Prediksi vs MDD lab ............................................................. 35 Gambar 2.11 OMC Prediksi vs OMC lab .............................................................. 35 Gambar 3.1 Sampel tanah yang akan diuji ........................................................... 41 Gambar 3.2 Diagram alir penelitian ...................................................................... 43 Gambar 4.1 Hubungan berat isi kering maksimum dengan Log G ....................... 49 Gambar 4.2 Hubungan kadar air optimum dengan Log G ..................................... 49 Gambar 4.3 Hubungan berat isi kering laboratorium dengan berat isi kering estimasi ..................................................................... 56 Gambar 4.4 Hubungan kadar air optimum laboratorium dengan kadar air optimum estimasi ................................................................ 57 Gambar 4.5 Pengaruh penambahan kapur terhadap nilai Indeks Plastisitas (IP) tanah ................................................................................................... 58
viii Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6 Pengaruh penambahan kapur terhadap nilai parameter kompaksi tanah ................................................................................................... 58
ix Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI MDD = Berat isi kering OCD = Kadar air optimum γd
= Berat isi kering
γdmaks = Berat isi kering maksimum γdmaks# = Berat isi kering maksimum estimasi model Goswami w
= Kadar air
wopt
= Kadar air optimum
wopt#
= Kadar air optimum estimasi model Goswami
SG
= Specific gravity (berat jenis)
LL
= Liquid limit (batas cair)
PL
= Plastic Limit (batas plastis)
PI
= Properties index (indeks properties)
FINES = Shirve analisys (analisa saringan) Y
= Berat isi kering maksimum atau kadar air optimum
m
= Kemiringan kurva
G
= Konstanta gradasi
k
= Konstanta perpotongan
x Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I
Data Pengujian Sampel Tanah
Lampiran II
Data Hasil SPSS
Lampiran III Tabel T Lampiran IV Dokumentasi Penelitian
xi Universitas Sumatera Utara
