EVALUASI KRITERIA PENERIMAAN CAMPURAN BERASPAL LAPIS PERMUKAAN MENURUT SPESIFIKASI JALAN BINA MARGA VERSI DESEMBER 2006 TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil
RINI ADELINA SEMBIRING 05 0404 034
BIDANG STUDI TRANSPORTASI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2011
1
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Adapun judul dari Tugas Akhir ini adalah “Evaluasi Kriteria Penerimaan Campuran Beraspal Lapis Permukaan Menurut Spesifikasi Jalan Bina Marga Versi Desember 2006”. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak. Penulis hanya dapat mengucapkan terima kasih atas segala jerih payah, motivasi dan doa yang diberikan hingga penulis dapat menyelesaikan studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, terutama kepada : 1. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc, selaku Dosen Pembimbing yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pemikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan penulis hingga selesainya tugas akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2
4. Bapak Ir. Joni Harianto, Bapak Ir. Indra Jaya Pandia, Bapak Medis S. Surbakti, ST.MT, selaku Dosen Pembanding/Penguji yang telah memberikan
masukan
dan
kritikan
yang
membangun
dalam
menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Bapak/Ibu Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara yang telah membekali penulis dengan berbagai ilmu pengetahuan hingga selesainya tugas akhir ini. 6. Bapak/Ibu Staf Tata Usaha Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membantu dalam menyelesaikan dan menyukseskan tugas akhir ini. 7. Pak Kasdi, selaku Kepala Laboratorium Mekanika Tanah, dan Kepala Laboratorium sementara Pengendalian Mutu Jalan dan Jembatan tertanggal 13 Desember 2010, yang telah membantu menjelaskan prosedur pengendalian mutu pekerjaan jalan menurut spesifikasi jalan Bina Marga Versi Desember 2006 di Dinas Bina Marga, Jl. Sakti Lubis No.7 Medan. 8. Ibunda Hj. Rosdinar Bangun dan ayahanda T. Anwar Sembiring (Alm) tercinta yang selalu mendukung, membimbing, dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 9. Kepada ketiga abangku Rahmad Dhani (sukses buat sekolah kapten pelayarannya), Zulhaydi Barika, SE dan Adekin Rimansyah. terima kasih buat semua dukungan, motivasi dan rasa sayangnya buat penulis. 10. Teman – temanku : Rio Damuri yang telah banyak membantu dalam akomodasi, motivasi, dan dukungan dalam pengerjaan tugas akhir ini.
3
Anisa Ridha, dan Andreas Pandia yang ikut serta menemani ke Dinas Bina Marga dalam hal keperluan tugas akhir ini. Ida, Nisa, Enny, dan Afrijal, terima kasih atas dukungan, motivasi dan rasa semangatnya kepada penulis. 11. Teman-teman seperjuangan angkatan ’05, terima kasih atas bantuan dalam bentuk apapun selama kita bersama-sama menjalani masa kuliah dan pengerjaan tugas akhir ini, kebersamaan yang telah kita lewati sangat berarti bagiku dan pantas untuk dikenang, “Hidup CIV05”. Abang-abang & Kakak-kakak angkatan ’02 ’04 dan Adik-adik angkatan ’06 ’08, terima kasih atas bantuan dan dukungannya baik secara langsung maupun tidak langsung dalam penyelesaian tugas akhir ini, sehingga tugas akhir ini dapat selesai dengan baik. Semoga Allah SWT membalas dan melimpahkan rahmat dan karuniaNya kepada kita semua, dan atas dukungan yang telah diberikan, penulis mengucapkan terima kasih. Akhirnya, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan,
Mei 2011
Hormat Saya, Penulis
Rini Adelina Sembiring NIM : 05 0404 034
4
ABSTRAK Kondisi jalan di Indonesia, khususnya di Sumatera Utara masih banyak mengalami kerusakan dini. Salah satu penyebabnya adalah perkerasan jalan dengan bahan konstruksinya campuran beraspal yang tidak memenuhi spesifikasi disebabkan oleh pekerjaan konstruksi jalan tidak sesuai dengan spesifikasi. Maka, dilakukan evaluasi kriteria penerimaan campuran beraspal lapis permukaan pada pekerjaan konstruksi jalan dengan mengontrol kualitasnya. Kontrol kualitas merupakan parameter evaluasi dengan pemeriksaan kembali yang bertujuan mengetahui kriteria penerimaan campuran beraspal dengan indikator teknis, yaitu tingkat kepadatan dalam persen, yang merupakan perbandingan antara kepadatan lapangan dan kepadatan laboratorium dengan menggunakan metode statistik pada kriteria penerimaan spesifikasi. Agar spesifikasi yang telah menjadi standarisasi teknis dalam pekerjaan jalan dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama. Metode statistik yang digunakan pada pengujian kriteria penerimaan kepadatan adalah distribusi normal dan distribusi t. Kedua metode tersebut dipilih karena adanya perbedaan konsep/parameter perencanaan dalam menentukan pengujian hipotesis terhadap rata – rata dan pengujian terhadap sampel minimum. Dari hasil perhitungan dengan menggunakan metode statistik, terlihat jelas bahwa pengujian hipotesis terhadap rata – rata kepadatan dengan n = 6 adalah µ ≤ µ 0 = 97.33% ≤ 98%. Jika pekerjaan konstruksi jalan harus memenuhi spesifikasi sesuai dengan kriteria penerimaan Rc = ( x - ks ) ≥ L, maka seharusnya x ≥ L = x ≥ 98% atau L ≤ 98%. Karena spesifikasi AASHTO menerapkan batas kontrol kualitas rata – rata kepadatan adalah 90 % lebih kecil dari 98 % rata – rata kepadatan spesifikasi jalan Bina Marga Versi Desember 2006. Untuk pengujian kepadatan terhadap sampel minimum, hasil perhitungan metode distribusi t, LCL=92.27%, UCL=101.8%, diperoleh 92.27% ≤ x ≤ 101.8% . Karena n ≤ 30, maka digunakan metode t sebagai penerimaan sampel, sehingga nilai x untuk 3 – 4 sampel perpengujian harus di atas 92.27% atau 95% dapat diterima sebagai sampel minimum. Semakin besar nilai rata – rata batas spesifikasi, semakin besar pula nilai sampel minimum jika diambil perpengujian atau per lot.
5
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ..................................................................................... i ABSTRAK
................................................................................................. iv
DAFTAR ISI .................................................................................................. v DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... ix DAFTAR TABEL ......................................................................................... xi DAFTAR NOTASI ...................................................................................... xiii BAB I
PENDAHULUAN................................................................... 1 I.1. Umum ............................................................................................ 1 I.2. Permasalahan ................................................................................. 2 I.3 Maksud dan Tujuan ....................................................................... 3 I.4. Pembatasan Masalah ...................................................................... 4 I.5. Metodologi ..................................................................................... 4 I.6. Sistematika Penulisan .................................................................... 7
BAB II
KONTROL KUALITAS (QUALITY CONTROL ) DALAM PEKERJAAN JALAN …………………………………… .. 9
II.1. Umum ........................................................................................... 9 II.2. Struktur Perkerasan Lentur ........................................................... 9 II.2.1. Campuran beraspal ...................................................... 10 II.2.1.1. Agregat ........................................................... 11 II.2.1.2. Aspal .............................................................. 12 II.3. Kontrol Kualitas (Quality Control) ........................................... 14 II.3.1. Tujuan Kontrol Kualitas ............................................. 16
6
II.3.2. Proses kontrol kualitas (quality control processes) ............................. 16 II.3.2.1. Kontrol agregat ................................. 17 II.3.2.2. Kontrol aspal .................................... 22 II.3.2.3. Kontrol campuran beraspal............... 26 II.3.3. Penerimaan kontrol kualitas (quality control acceptance) ...................................... 31 II.4. Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Kontrol Kualitas ........... ..33 II.4.1. Pemilihan Sampel ........................................................ 33 II.4.1.1. Pemilihan Lot ................................... 34 II.4.1.2. Teknik Sampling .............................. 35 II.4.2. Metode Statistik ........................................................... 36 II.4.2.1. Distribusi Normal ......................................... 36 II.4.2.2. Distribusi t ................................................... 39 II.4.3. Risiko .............................................................. 41 II.4.4. Kriteria Penerimaan ..................................................... 43 II.4.5. Persen Kesalahan ......................................................... 44 II.4.6. Grafik kontrol dan Kurva OC ..................................... 45 BAB III
PENGENDALIAN MUTU (QUALITY CONTROL) MENURUT BINAMARGA 2006 ........................................ 49
III.1. Standar perkerasan lentur .......................................................... 49 III.2. Perkerasan beraspal ................................................................... 51 III.3. Pengendalian proses .................................................................. 53 III.3.1. Tebal lapisan ............................................................. 53
7
III.3.2. Agregat ...................................................................... 54 III.3.3. Bahan pengisi (filler) ................................................. 57 III.3.4. Gradasi agregat gabungan ......................................... 57 III.3.5. Bahan aspal ............................................................... 59 III.3.6. Campuran beraspal .................................................... 61 III.3.6.1. Prosedur DMF ............................................ 62 III.3.6.2. Prosedur JMF ............................................. 66 III.3.6.3. Peralatan lapangan dan laboratorium .............................................. 68 III.3.6.4. Pelaksanaan perkerasan beraspal ............... 69 III.4. Pengendalian mutu ................................................................... 75 III.4.1. Persyaratan tebal ........................................................ 76 III.4.2. Persyaratan kepadatan lapangan ................................ 76 BAB IV
STUDI PERBANDINGAN KONTROL KUALITAS (QUALITY CONTROL) ....................................................... 82
IV.1. Pengendalian Mutu (Quality Control) Menurut Binamarga versi Desember 2006 .............................................. 82 IV.1.1. Pengukuran Tebal Lapisan ......................................... 82 IV.1.2. Perhitungan Berat ...................................................... 83 IV.1.3. Perhitungan Kepadatan Relatif .................................. 84 IV.2. Kontrol Kualitas (Quality Control) Pekerjaan Jalan ................. 85 IV.2.1. Pengujian Terhadap Rata – Rata ................................. 87 IV.2.2. Pengujian Terhadap Sampel ........................................ 91 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................ 99
8
V.1. Kesimpulan ................................................................... 99 V.2. Saran ............................................................................. 101 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
9
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Flowchart Pengerjaan Tugas Akhir ............................................. 6 Gambar 2.1. Struktur perkerasan lentur ......................................................... 10 Gambar 2.2. Mesin abrasi los angeles ............................................................ 20 Gambar 2.3. Alat uji kepipihan agregat ......................................................... 21 Gambar 2.4. Pengujian titik nyala dengan cleveland open cup. .................... 24 Gambar 2.5. Pengujian penetrasi ................................................................... 24 Gambar 2.6. Pengujian titik lembek aspal ..................................................... 25 Gambar 2.7. Pengujian daktalitas................................................................... 25 Gambar 2.8. Tabung viskometer untuk pengujian viskositas ........................ 26 Gambar 2.9. Tempat pengujian atau tempat sekelompok sampel yang akan diuji disebut lot ........................................................ 34 Gambar 2.10. Kurva distribusi normal........................................................... 39 Gambar 2.11. Kurva distribusi t ..................................................................... 41 Gambar 2.12. Grafik kontrol .......................................................................... 46 Gambar 2.13. Distribusi normal dan miring dengan jumlah sampel berbeda........................................................... 48 Gambar 2.14. Batas spesifikasi, satu batas maupun dua batas....................... 48 Gambar 2.15. Distribusi rata – rata, kemungkinan penerimaan dengan Kontrol rerata ........................................................................... 48 Gambar 4.1. Sampel yang telah dicore dari permukaan perkerasan pada pekerjaan jalan .......................................................................... 82 Gambar 4.2.Perhitungan berat dengan menggunakan timbangan neraca digital ....................................................................................... 84
10
Gambar 4.3. Data terdistribusi normal ........................................................... 89 Gambar 4.4. Grafik kontrol ............................................................................ 92 Gambar 4.5. Distribusi normal pengujian terhadap rata – rata ...................... 93 Gambar 4.6. Sampel terdistribusi normal ...................................................... 95 Gambar 4.7. Distribusi normal dengan risiko produsen, l = batas bawah ..... 98
11
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Ukuran saringan ............................................................................ 18 Tabel 2.2. Jumlah contoh yang dipilih secara acak ........................................ 23 Tabel 2.3. Perbandingan penerimaan rata – rata kepadatan secara statistik antara beberapa spesifikasi ............................................. 33 Tabel 2.4. Nilai rekomendasi untuk risiko produsen ( α ).............................. 42 Tabel 2.5. Pengambilan Keputusan dengan uji Hipotesis .............................. 44 Tabel 2.6. Nilai persen kesalahan .................................................................. 44 Tabel 2.7. Rekomendasi jumlah sampel per lot (n) ....................................... 45 Tabel 3.1. Tebal nominal minimum lapisan beraspal dan toleransinya ......... 54 Tabel 3.2.Sifat-sifat fisik agregat kasar sebagai bahan susun campuran beraspal .......................................................................................... 56 Tabel 3.3. Sifat-sifat fisik agregat halus sebagai bahan susun campuran beraspal ........................................................................ 57 Tabel 3.4. Gradasi agregat gabungan untuk campuran beraspal .................... 58 Tabel 3.5. Sifat-sifat fisik aspal keras penetrasi 60/70................................... 59 Tabel 3.6 Sifat-sifat fisik aspal polimer ........................................................ 60 Tabel 3.7. Persyaratan Aspal Dimodifikasi Dengan Aspal Alam .................. 60 Tabel 3.8. Sifat-sifat fisik aspal multigrade ................................................... 61 Tabel 3.9. Ketentuan Sifat-sifat Campuran Latasir (untuk Lalu-lintas < 0,5 juta ESA/tahun) ..................................... 64 Tabel 3.10. Ketentuan Sifat-sifat Campuran Lataston (untuk Lalu-lintas < 1 juta ESA/tahun) ........................................ 64 Tabel 3.11. Ketentuan Sifat-sifat Campuran Laston (AC)............................. 65
12
Tabel 3.12. Ketentuan Sifat-sifat Campuran Laston Dimodifikasi (AC Modified) ...................................................... 65 Tabel 3.13. Toleransi Komposisi Campuran ................................................. 67 Tabel 3.14. Ketentuan tingkat kepadatan lapangan perkerasan beraspal ....... 77 Tabel 3.15. Ketentuan frekuensi pengambilan benda uji untuk pengendalian mutu............................................................ 79 Tabel 4.1. Data pengendalian mutu kepadatan campuran beraspal ............... 85 Tabel 4.2. Persyaratan ketentuan kepadatan campuran aspal menurut spesifikasi Ditjen Bina Marga versi Desember 2006 ................... 87 Tabel 4.3. Distribusi frekuensi terhadap rata – rata ....................................... 88 Tabel 4.4. Satu batas-Uji Sampel dengan Uji Kolmogorov-Smirnov............ 89 Tabel 4.5. Distribusi frekuensi terhadap sampel ............................................ 93 Tabel 4.6. Satu batas-Uji Sampel dengan Uji Kolmogorov-Smirnov terhadap sampel ............................................................................ 94
13
DAFTAR NOTASI
NOTASI
KETERANGAN
N
Jumlah titik uji (lot atau sampel)
X
Dapat berupa satuan panjang, lebar, luas, volume, atau waktu
x
Data bilangan
n
Jumlah sampel
x
Rata – rata data
s
Deviasi standar
µ
Rata – rata populasi
σ
Deviasi standar populasi
π
Nilai konstan =3,14
e
Bilangan konstan = 2,7183
a
Nilai Penerimaan
Kα
Nilai ketetapan variabel yang dapat dilihat di tabel
LCL
Batas kontrol kualitas bawah
UCL
Batas kontrol kualitas atas
Rc
Nilai
karakteristik
(Perbandingan lapangan
antara dengan
kepadatan kepadatan kepadatan
laboratorium) k
Nilai koefisien
14
Z
Distribusi normal
t
Distribusi t
µ0
Rata – rata standar (spesifikasi)
L = µ0
Batas (Limit) kontrol (spesifikasi)
α
Risiko produsen
β
Risiko konsumen
kp
Nilai tabel untuk menentukan persentase kesalahan (p)
p
Persentase kesalahan diperoleh dari nilai k p pada tabel distribusi normal
kβ
Nilai tabel distribusi normal untuk risiko produsen α
µ1
Rata – rata hitung
15
