KORELASI KEPADATAN LAPIS PONDASI BAWAH JALAN RAYA DENGAN KADAR AIR SPEEDY TEST DAN OVEN TEST
Anwar Muda
Balai Besar Pelaksanaan Jalan Nasional VII/Kementerian Pekerjaan Umum Dosen Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Palangkaraya
ABSTRAK Kepadatan Lapis Pondasi Bawah (LPB) jalan raya sangat dipengaruhi oleh kadar airnya. Sehingga, kadar air harus dilakukan dengan tahapan-tahapan yang ada, agar tercapai derajat kepadatan LPB dengan persyaratan teknis yang telah ditetapkan. Pengujian kadar air dapat dilakukan beberapa cara diantaranya dengan speedy test maupun oven test. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui derajat kepadatan LPB dengan sand cone yang kadar airnya dengan speedy test dan oven test serta melakukan korelasi kepadatan LPB dari pengujian kedua kadar air tersebut. Metode yang digunakan pertama-tama adalah melakukan pengujian kepadatan LPB laboratorium untuk mendapatkan berat isi kering laboratorium (γd lab). Pengujian kepadatan laboratorium dilakukan di Laboratorium Pengujian Dinas Pekerjaan Umum Provinsi Kalimantan Tengah. Dilanjutkan sand cone LPB di pelebaran jalan Tjilik Riwut Palangka Raya untuk mendapatkan berat isi kering tanah lapangan (γd lap) pada sta 0+350, sta 0+450, sta 0+550, sta 0+65 dan sta 0+750 dengan kadar air speedy test dan oven test. Pengujian kadar air oven test dilakukan di Laboratorium Transportasi Universitas Muhammadiyah Palangkaraya. Hasil penelitian menunjukkan, bahwa kepadatan LPB di laboratorium adalah 2,15 t/m3. Kemudian derajat kepadatan LPB dengan kadar air uji speedy test di sta 0+350 sebesar 100,18%, sta 0+450 sebesar 1010,07%, sta 0+550 sebesar 100,48%, sta 0+650 sebesar 100,83% dan sta 0+750 sebesar 100,57%. Sedangkan derajat kepadatan LPB dengan kadar air oven test di sta 0+350 adalah 102,23%, sta 0+450 sebesar 102,14%, sta 0+550 sebesar 102,14%, sta 0+650 sebesar 102,32% dan sta 0+750 sebesar 102,14%. Kenaikan derajat kepadatan LPB dengan kadar air oven test dilakukan korelasi atau hubungan persamaan terhadap derajat kepadatan speedy test. Dimana derajat kepadatan LPB dengan kadar air oven test sebagai variabel bebas “y” dan derajat kepadatan speedy test sebagai variabel terikat “x”. Sehingga, persamaan korelasi atau hubungan derajat kepadatan LPB yaitu y = 1,02x.
Kata kunci : korelasi, kepadatan, lapis pondasi, speedy test, oven test
1 Media Ilmiah Teknik Sipil, Volume 2, Nomor 1, Desember 2013
Alasan melakukan penelitian ini adalah untuk
PENDAHULUAN
mencari derajat kepadatan LPB dilapangan dengan perbandingan nilai kadar air speedy test dan di oven
Latar Belakang Salah satu hal penting pada pekerjaan lapis pondasi
jalan
raya
adalah
apakah nilai derajat kepadatan LPB dilapangan
kepadatannya. Karena itu, jika kepadatan lapis
dengan kadar air speedy test sama hasilnya dengan
pondasi jalan raya seperti Lapis Pondasi Bawah
kadar air di oven test ataukah berbeda nilai derajat
(LPB) tidak mencapai derajat kepadatan yang
kepadatan LPB nya. Kalau derajat kepadatan LPB
dipersyaratan
cepat
nya sama dari kedua kadar air tesebut maka dapat
mengalami kerusakan. Bahkan akibat kerusakan
digambarkan bahwa korelasi derajat kepadatan LPB
tersebut dapat mempengaruhi Lapis Pondasi Atas
nya dalam hubungan satu garis linier. Namun jika
(LPA) dan Lapis Permukaan (LP). Menurut Bina
berbeda derajat kepadatan LPB nya dari kedua
Marga 2012, bahwa derajat kepadatan adalah
kadar air tesebut, maka akan dicari nilai korelasi
perbandingan antara kepadatan lapangan dengan
kepadatan LPB nya. Inilah gambaran alasan
kepadatan laboratorium minimal mencapai 100%.
melakukan penelitian ini.
akan
di
lapangan
test. Kemudian lain adalah untuk mengetahui
berpotensi
lebih
Dimana, kepadatan lapangan merupakan berat isi
Tujuan Dilakukan Penelitian
kering LPB yang diperoleh dari pengujian kerucut pasir
(sand
cone)
sedangkan
kepadatan
laboratorium adalah berat isi kering LPB yang didapatkan dari hasil pengujian pemadatan. Kepadatan lapangan atau berat isi kering LPB di lapangan dilakukan dengan sand cone dengan
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah untuk
mengetahui
derajat
kepadatan
LPB
dilapangan dengan kadar air speedy test dan di oven test. Kemudian melakukan korelasi atau hubungan derajat kepadatan LPB dilapangan dari kedua kadar air tersebut.
pengujian 2 (dua) kadar air yang berbeda. Pengujian kadar air yang pertama dilakukan dari contoh tanah
Kajian Pustaka Yang Relevan Saodang H, (2005) dalam bukunya yang
dari galian sand cone dengan speedy test sedangkan yang kedua dilakukan dari contoh tanah dari galian sand cone juga, namun kadar airnya dilakukan
melakukan
proses
Lapis pondasi bawah (sub base) adalah suatu lapisan perkerasan jalan yang terletak antara lapis
dengan di oven test selama 24 jam. Setelah
berjudul Konstruksi Jalan Raya menyatakan, bahwa
pengujian
kepadatan LPB di laboratorium dan kepadatan LPB di lapangan, selanjutnya akan dilakukan korelasi atau hubungan kepadatan LPB kedua kadar air tersebut yaitu kadar air speedy test dan di oven test
tanah dasar dan lapis pondasi “atas” (base), yang berfungsi
bagian
perkerasan
yang
meneruskan beban di atasnya, dan selanjutnya menyebarkan tegangan yang menjadi ke lapis tanah dasar. Dengan fungsi sebagai meneruskan beban,
dan akan diperoleh korelasi kepadatan LPB dengan kedua kadar air tersebut.
sebagai
maka lapis pondasi bawah harus benar-benar kuat dan stabil terhadap beban struktur maupun non struktur. Untuk mencapai lapis pondasi bawah (sub
Alasan Melakukan Penelitian
base) jalan kuat dan stabil diperlukan teknik
Media Ilmiah Teknik Sipil, Volume 2, Nomor 1, Desember 2013 2
pemadatan. Dengan pemadatan, akan mengalami
volume 9,44 x 10-4 m3. Tanah di dalam mould
pengurangan volume dan kadar air namun nilai
dipadatkan dengan penumbuk yang beratnya 2,5 kg
berat volume bertambah sehingga kepadatan lapis
dengan tinggi jatuh 30,50 cm. Tanah dipadatkan
pondasi bawah jalan akan bertambah.
dalam tiga lapisan dengan tiap lapisan ditumbuk 25
Sedangkan kepadatan di lapangan diukur dari derajat
kepadatannya.
Derajat
kali. Sedangkan kepadatan dengan pengujian berat
kepadatan
(modified Proctor), mould yang digunakan tetap
merupakan perbandingan kepadatan di lapangan
sama, hanya berat penumbuknya diganti dengan
dan kepadatan di laboratorium minimal mencapai
yang 4,54 kg dengan tinggi jatuh penumbuk 45,72
100% (Spesifikasi Bina Marga, 2010).
cm. Pada pengujian ini, material dalam mould
Lapis Pondasi Bawah (LPB) jalan harus
ditumbuk dalam 5 lapisan (Hardiyamo, 2006). Pada
dilakukan dengan pengujian kepadatan berat di
Gambar 1.2 memperlihatkan hubungan kadar air
laboratorium, artinya diperlukan pemadatan dengan
dengan berat isi kering seperti berikut.
berat palu dan jumlah pukulan lebih banyak dibandingkan pemadatan ringan. Menurut SNI 031743-1989, bahwa pemadatan berat bertujuan untuk menentukan hubungan kadar air dan berat isi tanah dengan memadatkan di dalam cetakan silinder berukuran tertentu dengan menggunakan alat penumbuk 4,54 kg dan tinggi jatuh 45,70 cm. Untuk menentukan hubungan kadar air
Gambar 1.2 Kurva hubungan kadar air dan berat
dengan berat volume, dan untuk mengevaluasi
volume kering (Hardiyatmo, 2006)
tanah agar memenuhi persyaratan kepadatan, maka umumnya dilakukan uji pemadatan. Menurut
Kemungkinan
berat
volume
kering
Proctor (1933) (dalam Hardiyatmo, 2006), telah
maksimum dinyatakan sebagai berat volume kering
mengamati bahwa ada hubungan yang pasti antara
dengan tanpa rongga udara (zero air void) atau berat
kadar air dan berat volume kering tanah padat.
volume kering saat tanah menjadi jenuh (γzav) dapat
Untuk berbagai jenis tanah pada umumnya, terdapat
dihitung pada Persamaan 1.3.
satu nilai kadar air optimum tertentu untuk
zav
mencapai berat volume kering maksimumnya.
Gs.w ………………….…1.3 1 w.Gs
Hubungan berat volume kering (γd) dengan berat
Dimana, γzav berat isi kering pada keadaan zero air
volume basah (γb) dan kadar air (w) dinyatakan
void (tanpa rongga udara), γw adalah berat isi air, w
dalam Persamaan 1.1.
adalah kadar air dari hasil uji sand cone dan Gs
d
b 1 w
……………………1.1
adalah berat jenis sampel. Sedangkan pengujian kepadatan lapisan
Karateristik kepadatan tanah dapat di nilai
pondasi bawah jalan di lapangan dilakukan dengan
dari pengujian standar di laboratorium yang disebut
metode kerucut pasir (sand cone). Metode sand
standar Proctor. Prinsip pengujiaan menggunakan
cone ini sebenarnya lebih cocok digunakan untuk
pemadat berupa silinder mould yang mempunyai
material
tanah berbutir
halus
seperti
tanah
Media Ilmiah Teknik Sipil, Volume 2, Nomor 1, Desember 2013 3
timbunan. Namun, menurut SNI 03-2828-1992
menghitung derajat kepadatan akan dihitung dengan
bahwa lapisan tanah atau lapis pondasi bawah
persamaan 1.5 berikut
berupa sirtu dan batu pecah yang akan diuji yang
R
mengandung butir berukuran tidak lebih dari 5 cm,
.dlapangan x100% …………….…1.5 lab
harus dipersiapkan terlebih dahulu dengan membuat
Dimana, γd lapangan adalah
lubang berdiameter 16,51 cm, kedalaman 10 cm
lapangan dan , dan γd lab adalah berat isi kering
sampai 15 cm.
dilaboratorium dan R adalah derajat kepadatan
Setelah melakukan sand cone, dimana contoh
berat isi kering
minimal mencapai 100%
tanah dari galian lubang sand cone diambil untuk pengujian kadar air. Pengujian kadar air dari contoh
Metode Penelitian
tanah ini dilakukan 2 (dua) cara yaitu dengan speedy test dan oven test selama 24 jam di laboratorium. Menurut SNI 1965 :2008 bahwa pengujian kadar air
Metode
penelitian
dari
awal
hingga
berakhirnya penelitian mengacu pada diagram alir seperti pada Gambar 1.1
di laboratorium dengan benda uji dikeringkan Mulai
dalam oven selama 12 sampai 16 jam hingga beratnya
konstan.
Kehilangan
berat
akibat
pengeringan merupakan berat air. Kadar air
dihitung dengan menggunakan berat air dengan
Menyiapkan alat Sand Cone Test Speedy Test Oven Test
berat benda uji kering. Adapun perhitungan kadar air dinyatakan dengan persamaan 1.4 berikut.
Pengujian Kepadatan LPB Laboratorium
.b w ……………...….…1.4 1 w
Pengujian Kepadatan LPB Lapangan Kadar Air Speedy Test Kadar Air Oven Test
Dimana, γb berat isi basah dari sampel, dan w adalah kadar air dari hasil uji sand cone Sedangkan kadar air lapis pondasi bawah
Hasil Penelitian
jalan di lapangan dengan speedy test dilakukan dengan mengguncang akan diperoleh kadar air
Selesai
lapangan. Menurut SNI 03-1965.1-2000, bahwa lingkup pengujian standar kadar air dengan speedy test. Standar ini menetapkan metode pengujian kadar air tanah dengan alat speedy. Metode ini tidak boleh digunakan untuk material berbutir dengan
Gambar 1.1 Diagram Alir Tahapan Penelitian Hasil dan Pembahasan a. Karakteristik Kepadatan Lapis Pondasi Bawah Laboratorium
ukuran partikel-partikel cukup besar yang dapat mempengaruhi keakuratan pengujian. Banyaknya material yang tertahan saringan 4,75 mm, secara umum harus diperhatikan. Alat uji super 200 D dirancang
digunakan
untuk
agregat.
Adapun karakteristik hasil pemadatan Lapis Pondasi Bawah (LPB) di laboratorium pada Pelebaran Jalan Tjilik Riwut Palangkaraya seperti Tabel 1.1 sebagai berikut :
Untuk
Media Ilmiah Teknik Sipil, Volume 2, Nomor 1, Desember 2013
4
Tabel 1.1 Karateristik Pemadatan Lapis Pondasi
Speedy Test
Bawah
Oven Test
8,50 8,2
Berat
Simbol
Isi
Kering
γd
Maks
maks
Kadar Air Optimum
W opt
Satuan 3
kg/cm %
Hasil 2,15
7,40
Kadar air, w (%)
Uraian
8,00
7,5
7,50
7,3 7,00 6,50
6,53
bahwa
dari
pengujian
pemadatan
metode
6,6
5,45
5,53
6,00
5,89
5,50
Berdasarkan Tabel 1.1 di atas menunjukkan
6,6
5,00 0,35
0,45
0,55
5,64
0,65
0,75
Sta
pemadatan berat didapatkan berat isi kering maksimum γd maks sebesar 2,15 kg/cm3 pada kadar
Gambar 1.2 Karakteristik Kadar Air Speedy Test
air optimum 8,44%. Menurut Hardiyatmo (2006),
dan Oven Test
bahwa kepadatan LPB laboratorium Pelebaran Jalan
Berdasarkan Gambar 1.2 di atas, bahwa kadar
3
Tjilik Riwut Palangkaraya terjadi pada 2,15 kg/cm
air LPB dengan speedy test dari sta 0+350 sampai
dimana jumlah pukulan pada mould diameter 6 inch
0+750 terlihat paling tertinggi 8,20% dan paling
adalah 25 pukulan per lapis dengan ketentuan
terendah 6,60%. Kemudian kadar air dengan oven
sebanyak 5 lapis.
test paling tertinggi 6,53% dan paling terendah
Kemudian, SNI 03-1743-1989 menyatakan,
5,45%. Ini menunjukkan bahwa kadar air pada LPB
bahwa pemadatan berat yang terjadi di Pelebaran
dengan oven test lebih rendah sehingga kadar air
Jalan Tjilik Riwut seperti Tabel 1.1 telah
LPB dengan oven test lebih akurat dibanding
memberikan kadar air optimum 8,44% dan berat isi
dengan kadar air speedy test. Keakuratan kadar air
tanah 2,15 kg/cm3 dengan memadatkan di dalam
dengan oven test ini dikarenakan sampel kadar air
cetakan
dengan
yang diambil dari lubang sand cone dikeringkan
menggunakan alat penumbuk 4,54 kg dan tinggi
hingga 24 jam sedangkan speedy hanya butuh waktu
jatuh 45,70 cm.
beberapa saat yaitu 2 – 5 menit dan kemungkinan
silinder
berukuran
tertentu
adanya partikel cukup besar.. b. Karakteristik Kadar Air Speedy Test dan Oven Test
Menurut
SNI
03-1965.1-2000,
bahwa
pengujian kadar air tanah dengan alat speedy test
Adapun karakteristik kadar air speedy test
tidak boleh digunakan untuk material berbutir
dan oven test dari Lapis Pondasi Bawah di lapangan
dengan ukuran partikel-partikel cukup besar yang
dari contoh material dari galian sand cone seperti
dapat
Gambar 1.2
Sedangkan
dan kepadatan LPB lapangan
mempengaruhi Menurut
keakuratan SNI
pengujian.
1965:2008
bahwa
Pelebaran Jalan Tjilik Riwut Palangkaraya pada
pengujian kadar air di laboratorium dengan benda
Tabel 1.2 berikut :
uji dikeringkan dalam oven selama 12 sampai 16 jam hingga beratnya konstan. Kehilangan berat akibat pengeringan merupakan berat air.
5 Media Ilmiah Teknik Sipil, Volume 2, Nomor 1, Desember 2013
Tabel 1.2
Karakteristik Kepadatan LPB dengan Kadar Air Speedy Test dan Oven Test STA
No
Uraian
Satuan 0+350
0+550
0+650
0+750
1
Kadar air Speedy Test
%
8,20
6,60
6,60
7,50
7,30
2
Kadar Air Oven Test
%
6,53
5,45
5,53
5,89
5,64
3
Berat Isi Kering Speedy Test
kg/cm3
2,154
2,173
2,160
2,168
2,162
4
Berat Isi Kering Oven Test
kg/cm3
2,155
2,196
2,196
2,200
2,196
5
Derajat Kepadatan Speedy Test
%
100,18
101,07
100,48
100,83
100,57
6
Derajat Kepadatan Oven Test
%
102,23
102,14
102,14
102,32
102,14
c. Korelasi Kepadatan LPB dengan kadar air speedy test dan oven test seperti Gambar 1.3 berikut. Speedy Test Rata-rata Speedy Test Linear (Rata-rata Speedy Test)
Oven Test Rata-rata Oven Test Linear (Rata-rata Oven Test)
103,00
test terjadi dikarenakan proses pengeringan sampel di oven test hingga 24 jam, sedangkan speedy test hanya waktu 2–5 menit atau jarum kadar air menunjukkan konstan. Menurut Spesifikasi Bina Marga (2010),
102,50
Kadar air, w (%)
0+450
102,32
y = 102,19 102,14
102,23 102,00
bahwa kepadatan di lapangan diukur dari derajat
101,50
kepadatannya.
102,14
102,14
y = 100,63 100,50
100,83 100,57
100,48
kepadatan
merupakan
perbandingan kepadatan di lapangan dan kepadatan di
101,07
101,00
Derajat
laboratorium minimal mencapai 100%. Namun secara
100,18 100,00 0,35
0,45
0,55 Sta
0,65
0,75
keseluruhan derajat kepadatan rata-rata LPB dengan kadar air speedy test adalah 100,63% sehingga
Gambar 1.3 Grafik Korelasi Kepadatan LPB
memenuhi syarat teknis Bina Marga yaitu derajat kepadatan
minimal
100%.
Kemudian,
derajat
Pada Gambar 1.3 terlihat, bahwa derajat
kepadatan rata-rata LPB dengan kadar air oven test
kepadatan LPB dengan kadar air speedy test paling
terjadi kenaikan dari derajat kepadatan LPB dengan
tertinggi di sta 0+450 yaitu 101,07% dan paling
kadar air speedy test yaitu 102,19%.
terendah di sta 0+350 yaitu 100,18%. Kemudian,
Besarnya kenaikan derajat kepadatan LPB
derajat kepadatan LPB dengan kadar oven test
dengan kadar air oven test dilakukan korelasi atau
paling tertinggi di sta 0+650 yaitu 102,32% dan
hubungan persamaan yaitu derajat kepadatan oven
paling terendah di sta 0+450, 0+550 dan 0+750
test sebagai variabel bebas “y” dan derajat kepadatan
yaitu masing-masing 102,14%. Ini menunjukkan
speedy test sebagai variabel terikat “x”. Sehingga,
bahwa derajat kepadatan LPB dengan kadar air
persamaan korelasi atau hubungan derajat kepadatan
oven test lebih akurat dibandingkan dengan kadar
LPB yaitu y = 1,02x.
air speedy test. Keakuratan derajat kepadatan LPB kadar air oven 6 Media Ilmiah Teknik Sipil, Volume 2, Nomor 1, Desember 2013
SNI 03-1743-1989, Metode Pengujian Kepadatan
Kesimpulan
Berat
Berdasarkan hasil penelitian maka dapat
SNI 03-1965.1-2000 (PDM 08-2000-03), Air Tanah
diambil kesimpulan sebagai berikut :
Dengan Alat Speedy
1. Derajat kepadatan rata-rata LPB dengan kadar air speedy test adalah 100,63% sehingga
SNI
03-2828-1992 Lapangan
memenuhi syarat teknis Bina Marga yaitu
Pengujian
Dengan
Sand
Kepadatan Cone
(Cara
Pengujian dan Permasalahannya)
derajat kepadatan minimal 100%. 2. Derajat kepadatan rata-rata LPB dengan kadar
SNI 03-2828-1992, Metode Pengujian Kepadatan Lapangan Dengan Alat Konus Pasir
air oven test terjadi kenaikan dari derajat kepadatan LPB dengan kadar air speedy test
SNI 1965:2008, Cara Uji Penentuan Kadar Air Untuk Tanah dan Batuan di Laboratorium
yaitu 102,19%. 3. Besarnya kenaikan derajat kepadatan LPB dengan kadar air oven test dilakukan korelasi atau
hubungan
persamaan
yaitu
derajat
kepadatan oven test sebagai variabel bebas “y” dan derajat kepadatan speedy test sebagai variabel terikat “x”. Sehingga, persamaan korelasi atau hubungan derajat kepadatan LPB yaitu y = 1,02x. Saran 1. Derajat kepadatan Lapis Pondasi Bawah (LPB) jalan raya dapat diukur dengan cepat dengan speedy test dibandingkan dengan oven test, namun disarankan penelitian lanjutan sebagai bahan pertimbangan derajat kepadatan, baik timbunan, lapis pondasi bawah, dan lapis pondasi atas jalan raya.
Daftar Pustaka Hardiyatmo, H.C, (2010), Stabilisasi Tanah Untuk Perkerasan Jalan, Gajah Mada University Press, Yogyakarta. Hardiyatmo, HC, (2006), Mekanika Tanah 1, Edisi Keempat, Gajah Mada University Press, Yogyakarta. Saodang H, (2005), Konstruksi Jalan Raya, Nova, Bandung
Media Ilmiah Teknik Sipil, Volume 2, Nomor 1, Desember 2013
7
Media Ilmiah Teknik Sipil, Volume 2, Nomor 1, Desember 2013
