MANUAL
No: 002- 01 I BM / 2006
Konstruksi dan Bangunan
PekerjaanLapis PondasiJalan Buku 1 UMUM
DEPARTEMENPEKERJAAN UMUM DIREKTORAT JENDERALBINAMARGA
Prakata
Salah satu aspek penting untuk menunjang keberhasilanpembinaan jafan adalah tersedianyaStandar,Pedomandan Manual(SPM) yang dapat diterapkandengan mudah dalam praktek. SPM yang sudah biasa digunakan dalam pembinaanjalan adalah Spesifikasi.Namun demikian,karena Spesifikasibiasanyadisajikandalam uraian yang ringkassehinggakadang-kadangdialamikesulitandalam memahamiSpesifikasitersebut, sehinggapenerapannya kemungkinankurangsesuaidenganyangdiharapkan. Untukmembantumemecahkanpersoalandi atas,DirektoratBinaTeknik,Direktorat Jenderal Bina Marga, DepartemenPekerjaanUmum mencobamenyusunManualPekerjaanLapis PondasiJalan. Tatacarapenulisanmanual ini telah disesuaikandengan pedomanyang diterbitkanoleh BadanStandarisasi NasionalNomor8-2000tentangPenulisanStandarNasionallndonesia. Karena tujuan utama penyusunanmanual ini adalah untuk membantudalam memahami atau menafsirkanSpesifikasiyang berkaitandengan lapis pondasijalan, maka susunan uraianpada manualini sejauhmungkindisesuaikan dengansusunanpadaBukuSpesifikasi. Dengan demikian,apabila dalam Buku Spesifikasidijumpaiartikelyang dipandangsulit dipahamiatau ditafsirkan,maka artikeltersebut,termasukpenjelasannya, diharapkandapat ditemukandengan mudah dalam manual ini. Dengan manual ini, diharapkanSpesifikasi yang diberlakukanpada suatu proyek benar-benardapat diterapkansesuai dengan tujuannya,yaitu untuk mendapatkanlapis pondasi yang kinerjanyaandal. Manual ini juga beberapajenis lapispondasiyang potensialuntukditambahkan menguraikan ke dalam Buku Spesifikasi. Kepada pihak-pihakyang telah membantutersusunnyamanual ini, pimpinanDirektorat JenderalBina Margatidak lupa mengucapkanterimakasih serta mengharapkan masukanmasukanlebihlanjutyang diperlukanuntuklebihmenyempurnakan manualini.
Jakarta, Desember2006
/r,,qiii;ixin'iJenderalBina Marga r.'.'
'"
'"'i tr.
., . ''
Daftarisi
D a f t a irs i . . . . . . . . . . . . . . D a f t a rt a b e .l . . . . . . . . D a f t a gr a m b a r . . . . . Pendahuluan............. 1. 2. 3. 4. 5.
. . . . . . . .i .i . . . . . . . .v. . ..........v . . . . . . . . . . . . . . .v. i. . . . .
R u a n gl i n g k u p . . . . . . ................1-74 Acuannormatif .1-74 lstilah d a nd e f i n i s i . . . . . . . . . . . . . . . . ..................1-74 S i m b odl a n s i n g k a t a n . . . . . . . . . . . . .................3-74 Lapispondasi ....3-74 5.1. Umum ......3-74 5 . 2 . F u n g slia p i sp o n d a s i . . . . . . . . . . . . . . ......4-74 5 . 3 . L a p i sp o n d a sai t a sd a n l a p i sp o n d a sbi a w a hp a d ap e r k e r a s alne n t u .r . . . . . . . . . . . . . . . 5 - 7 4 5 . 3 . 1 . L a p i sp o n d a sai t a s ........5-74 5.3.2. Lapispondasibawah ....5-74 5.4. Lapispondasipadaperkerasan kaku......... ...6-74 5.4.1. Lapispondasipadaperkerasankakuuntukjalanraya. ......6-74 5 . 4 . 2 . P e m o m p a ab n a h a nl a p i sp o n d a s i . . . . . . . . . . . . . . . ......6-74 5.5. Drainaselapispondasiatasdan lapispondasibawah ...J-74 5.6. Pengaruhtebaldan mutulapispondasiterhadapkinerjaperkerasan.................8-74 6. Jenislapispondasi 11-74 6.1. Stabilisasi. ................11-74 6.1.1. Umum....... .11-74 6 . 1 . 2 . B e b e r a p a l a s a np e r l u n y as t a b i l i s a s i . . ............11-74 6 . 1 . 2 . 1 . A l a s a nk o n v e n s i o n a l . . . . . . . . . . . . . . ........12-74 6 . 1 . 2 . 2 . A l a s a nm u t a k h i r ...........13-74 6 . 2 . P r i n s i ps t a b i l i s a s i .....14-74 6.2.1. Umum....... ...14-74 6.2.2. Stabilitasvolume(volumestability) 14-74 6.2.3. Kekuatan(strength).. ...15-74 6.2.4. Permeabilitas (permeability)....... ...17-74 6.2.5. Keawetan(durability) ..19-74 6 . 3 . J e n i ss t a b i l i s a sdia n p e n g g u n a a n n y a . . . . . . . . . .20-74 6 . 3 . 1 . K l a s i f i k a s i j e nsi st a b i l i s a .s.i. . . . . . . . ...20-74 6 . 3 . 2 . M a n f a ast t a b i l i s a s i . . .....21-74 6 . 3 . 3 . P e m i l i h ab n a h a ns t a b i l i s a sy ia n gt e p a t ...........24-74 6 . 3 . 3 . 1 . C u a c ad a n d r a i n a s e . . . . . . . . . . . . . ..........24-74 6 . 3 . 3 . 2 . P e n y e l i d i k apne r k e r a s a n . . . . . . . . . . . . . ...25-74 6.3.3.3. Pengambilan contohdan pengujianbahan. .....25-74 6 . 3 . 3 . 4 . P e n i l a i a an w a lt e r h a d a pj e n i s ........25-74 6.3.3.5. Penetapanakhirjenis stabilisasi ....25-74 6 . 4 . F i l o s o fdi i s a i n ...........26-74 6 . 4 . 1 . A s p e kd i s a i n ................26-74 6 . 4 . 2 . D i s a i nc a m p u r a ns t a b i l i s a s i . . .........26-74 6.4.3. Disainstrukturalperkerasan .........27-74 6.4.4. Bahan asli (unboundmaterials) ....27-74 6.4.5. Bahanterikat(boundmaterials) ....27-74 6.4.5.1. Bahanterikatsementasi (cementitiously-bound materials) ...28-74 6.4.5.2. Bahanterikataspal(bitumen-bound materials) .................28-74 6.4.6. Evaluasiperkerasanlamauntukkeperluandaurulang ....29-74
6.4.7. Disainlapisdaur ulangtebalpenuh(deep lift) ......29-74 6 . 4 . 8 . L a l u - l i n t adsi s a i n .........29-74 6.5. Stabilisasi semen .....30-74 6.5.1. Umum....... .30-74 6.5.2. Semen .......30-74 6 . 5 . 3 . J e n i ss e m e n . . . . . . . . . . . . . . . ..30-74 6.5.4. Bahansementasitambahan(suplementarycementitiousmaterials)..30-74 6 . 5 . 5 . R e a k sai n t a r at a n a hd e n g a ns e m e n ................30-74 6 . 5 . 6 . J e n i sb a h a nh a s i ls t a b i l i s a s ie m e n ................32-74 6.5.6.1. Bahanmodifikasi(modifiedmaterials) .............33-74 6.5.6.2. Bahanterikat(boundmaterials) .....33-74 6.5.7. Sifat-sifat yang bahan distabilisasi semen ......34-74 6.5.7.1. Umum ........34-74 6 . 5 . 7 . 2 . S t a b i l i t avso l u m ed a n k a d a ra i r . . . . . . . . . . . . . .,.........34-74 6.5.7.3. Retak........ ..34-74 6.5.8. Parameterkekuatan ....35-74 6 . 5 . 8 . 1 . K u a tg e s e rd a n d a y ad u k u n g .........36-74 6 . 5 . 8 . 2 . K u a tt a r i kd a n r e g a n g a n ....36-74 tarik..... 6.5.8.3. Sifat-sifat elastis....... ....36-74 6.5.8.4. Variasimenurutwaktu .37-74 6.5.9. Kondisiyang cocok untukstabilisasisemen ...37-74 6 . 5 . 9 . 1 . F a k t ob r ahan .................38-74 6 . 5 . 9 . 2 . F a k t o rp r o d u k s i ............38-74 6 . 5 . 1 0 . P e n e r a p a snt a b i l i s a s ie m e n ........40-74 6 . 5 . 1 0 . 1 .T a n a hd a s a r . . . . . . . . .........4Q-74 6 . 5 . 1 0 . 2 . L a p i sb a h a np o n d a sbi a w a h ..........41-74 6 . 5 . 1 0 . 3 . L a p i sp o n d a sai t a s .......41-74 6 . 5 . 1 0 . 4 . L a p i sp e r m u k a a n .........42-74 6 . 5 . 1 0 . 5 .P e l a k s a n a adna n k e s e l a m a t a n . . . . . . . . . . . . . . . .........42-74 6.6. Stabilisasi kapur(limestabilisation) .............42-74 6.6.1. Umum....... .42-74 6 . 6 . 2 . J e n i sk a p u r . . . . . . . . . . . . . . . . ..42-74 6.6.3. Reaksibahanperkerasan dengankapur ........43-74 6.6.4. Sifat-sifat lempungyangdistabilisasi dengankapur .........43-74 6.6.4.1. Umum ........43-74 6.6.4.2. Kecepatanpeningkatan kekuatan ..43-74 6 . 6 . 4 . 3 . H u b u n g a kna d a ra i r- b e r a ti s i . . . . . . . . . . . . . . ...........44-74 6 . 6 . 5 K o n d i syi a n gc o c o ku n t u ks t a b i l i s a sk ia p u r . . . . . . . . ...............45-74 6.6.5.1. Umum ........45-74 6 . 6 . 5 . 2 . F a k t o rb a h a n .................45-74 6 . 6 . 5 . 3 . F a k t o rp r o d u k s i ............46-74 6.6.5.4. Pemadatan .46-74 6.6.6. Evaluasidan penggunaanbahandistabilisasi kapur ........46-74 6 . 6 . 7 . P e m i l i h ajne n i sk a p u r ...47-74 6 . 6 . 8 . P e l a k s a n a adna n k e s e l a m a t a n . . . . . . . . . . . . . . . ........48-74 6 . 7 . S t a b i l i s a sa is p a l .......48-74 6.7.1. Umum....... .48-74 6.7.2. Bahan ........49-74 6 . 7 . 2 . 1 . K e c o c o k ab na h a n ........49-74 6.7.2.2. Aspal ..........49-74 6 . 7 . 2 . 3 . S t a b i l i s a sd ie n g a na s p a lp a n a s. . . . . . . . . . . . . . . ........49-74 6 . 7 . 2 . 4 . S t a b i l i s a sdie n g a na s p a lc a i r .........50-74 6 . 7. 2 . 5 . S t a b i l i s adsei n g a na s p a e .........51-74 l mu|si.............. 6 . 7 . 2 . 6 . B a h a ns t a b i l i s a st ai m b a h a n ...........52-74 6 . 7 . 2 . 7 . M u t ua i r ......53-74 ill
6.7.3.
D i sa i nca mp u r an 6.7.3.1. Umum 6 .7 .3 .2 . P e n gujian disain dankr iter ia
6.7.4. Faktor-faktor yang mempengaruhi disain. 6.8. Stabilisasi mekanis 6.8.1. Umum....... 6.8.2. Bahan 6.8.3. Kriteriadisainstabilisasi mekanis 6.8.3.1. Umum 6.8.3.2. Gradasi plastisitas 6.8.3.3. Sifat-sifat 6 . 8 . 3 . 4 . P e n g u j i a kne k u a t a n 6.8.4. Penentuanproporsifraksi agregat 6.8.5. Pemadatan 6 . 8 . 6 . P e l a k s a n a a.n. . . . . . . . . . . . . . 6 . 9 . B e n t u kl a i ns t a b i l i s a s. .i. . . . . . . . . . 6.9.1. Umum....... 6.9.2. Pengendalian debu (dustsuppression)........ 6 . 9 . 3 . P e n i n g k a t asnt r u k t u r a. .l . . . . . . . . . . . . . . 6 . 9 . 4 . A s p e kp e l a k s a n a adna n k e s e l a m a t a.n. . . . . . . . . . . . . . 6.10.Pelaksanaan 6.10.1. Umum.. 6 . 1 0 . 2 . S t a b i l i s a s i d i t e m p(ai n t s i t us t a b i l i s a t i o n. .). . . . . . 6.10.3. Penyebarbahanstabilisasi (additivespreader) 6 . 1 0 . 4 . B a h a ns t a b i l i s acsai i r . . . . . . . . . . . 6.10.5. Pengeruk/pencampur (reclaimers/stabilisers) 6.10.6. Pusatpencampur(stationary plant) 6.10.7. Peralatanpenunjang(ancillaryequipment) 6 . 1 0 . 8 . P r o s e d udr a n o p e r a spi e l a k s a n a a.n. . . . . . . . . . . . 6 . 1 0 . 8 . 1 .S t a b i l i s adsiit e m p a t . . . . . . . . . . . . . . . . 6 . 1 0 . 8 . 2 . M a s ap e n g e r j a a(nw o r k i n g time)......... joints) 6.10.9. Sambunganpelaksanaan (construction 6 . 1 0 . 1 0 .M e s i np e n g g i l i n g a(np u g m i l l )
tv
.........53- 74 ........53-74 ........ ..55- 74 .......55-74 ...56-74 .56-74 ........56-74 .57-74 ........57-74 ......57-74 .....58-74 .....58-74 58-74 60-74 61-74 ....61-74 .61-74 ...62-74 ..63-74 ...............64-74 ............64-74 ......64-74 .............64-74 ................64-74 .........65-74 .65-74 ................66-74 .....67-74 ...68-74 .......68-74 .............71-74 .................74-74 ........74-74
Daftartabel T a b e l1 . 1 . C o n t o hp e n g a r u h g r a d a s i t e r h a d appe m o m p a a .n. . . . . . . . . . . . . . ...........7-74 Tabel1.2. P e n g a r u h f a k t o rb a h a nt e r h a d a pm o d u l u se l a s t i s . . . . . . . .................10-74 T a b e l1 . 3 . K a t a g o r i d a n k a r a k t e r i s tbi ka h a n . . . . . . . .......22-74 T a b e l1 . 4 . P e n g g u n a abne b e r a p jae n i sb a h a ns t a b i 1 i s a s i . . . . . . . . . . . . . . . . . ............23-74 T a b e l1 . 5 . Pedomanumumuntukpemilihanbahanstabilisasi ..26-74 T a b e l1 . 6 . Hasilpengujiantipikalbahanmodifikasidanbahanterikat....... ...32-74 Tabel1.7. Sifatbahanyang efektifdistabilisasi ............38-74 semen... T a b e l1 . 8 . S i f a t - s i f abte r b a g a i j e n iksa p u r .................47-74 T a b e l1 . 9 . P e d o m a np e m i l i h a an s p a lc a i ru n t u ks t a b i l i s a s i . . .......51-74 T a b e l1 . 1 0 .Plastisitas untukstabilisasi mekanistanahberbutir ...58-74 T a b e l1 . 1 1 .GradasiuntukilustrasipenerapanmetodaRothfuchs .................59-74
Daftargambar G a m b a r1 . 1 . P o t o n g a nm e l i n t a ntgi p i k a l j a l a n ......... ..4-74 Gambar1.2. P e m a s a n g adnr a i n a s et i p i k al a p i sp o n d a s i . . . . . . . . . . . . . . ................8-74 G a m b a r1 . 3 . Pengaruhmutulapispondasiterhadap kinerjaperkerasan ......9-74 G a m b a r1 . 4 . H u b u n g a jnu m l a hr e p e t i sbi e b a nd e n g a nr e g a n g a n ...............10-74 G a m b a r1 . 5 . Hubungankadarair denganberatisi dan permeabilitas...... ...26-74 G a m b a r1 . 6 . H u b u n g a nk a d a rs e m e nd e n g a nk e k u a t a n ...........33-74 G a m b a r1 . 7 . H u b u n g a un m u rd e n g a nk e k u a t a n . . . . . . . . . . . . . . . .........37-74 G a m b a r1 . 8 . Hubunganketerlambatan pemadatandengankuattekanbebas..............40-74 G a m b a r1 . 9 . Hubungankandungankapurdengankuattekan ..44-74 G a m b a r1 . 1 0 . Pengaruhtakarankapurterhadapkadarair optimum .............45-74 Gamba1 r . 1 1 . D i a g r a mp r o s e sp e m i l i h a an s p a lu n t u ks t a b i l i s a s i . . .................50-74 Gambar1.12. Faktor-faktor yang mempengaruhidisaindan perilakubahan d i s t a b i l i s aassi p a l . . . . . . . ........54-74 G a m b a r1 . 1 3 . Penentuanproporsifraksi agregat ......60-74 G a m b a r1 . 1 4 . Diagramkomponentanah .60-74 G a m b a r1. 1 5 . H u b u n g a bn e r a ti s ik e r i n gd e n g a nk a d a ra i r . . . . . . . . . . . . . ..............61-74 G a m b a r1. 1 6 . M e s i np e n y e b akra p u r . . . . . . . . .................65-74 Gambar1.17. P e n c a m p ubr e r u k u r a kno n v e n s i o n a l . . . . . . . . . . . . . . .......66-74 Gamba1 r . 1 8 . M e s i np e n g e r u k / p e n c a m pbuers a r . . . . . . . . ................67-74 Gamba1 r . 1 9 . Mesinpemadatgetardenganrodabertelapak. .....67-74 G a m b a r1 . 2 0 . Mesinpemadatgetarrodaha1us......... 68-74 Gambar1.21. Mesinpenyebarbahanstabilisasi .......69-74
Pendahuluan
Manualpekerjaanlapispondasijalanini dimaksudkanuntukmembantudalammemperbaiki dan meningkatkanpemahamantentang pekerjaanlapis pondasijalan. Apabiladalam Buku Spesifikasi dijumpaiartikelyang sulitdipahamiatau ditafsirkan, makadiharapkan dalambuku manualini dapatmemberikanketeranganyang cukup bagi perencanadan pelaksanadalam merencanakan pekerjaanlapispondasijalansehinggadidapatkankinerja dan melaksanakan lapispondasijalan /perkerasansesuairencana. Bukumanualini disajikandalam8 buku,denganruanglingkupsebagaiberikut: Buku1. Umum Menguraikantentangfungsilapispondasi,jenis lapispondasi.Adapunjenis lapispondasi yang dibahasmencakupprinsipstabilisasi, jenis stabilisasisertapenggunaannya, filosifi jenis pekerjaanstabilisasi, disaindan pelaksanaan peralatan yang termasuk digunakan. Buku 2. Pengambilancontoh dan pengujianbahan lapis pondasi Menguraikantata cara pengambilancontoh,cara mereduksicontohsehinggavolumenya sesuai dengan keperluan pengujianyang akan dilakukan,tata cara pengujian yang diperlukanuntuk menentukansifat-sifatbahanyang menjadiparametermutu,baik bahan yang akan atau telah digunakandapat dievaluasi,serta menguraikan juga perhitungan gradasiagregat. Buku 3. Lapis pondasi agregat Menguraikanpersyaratanagregat,campuran,peralatandan persyaratanhasil pekerjaan lapis pondasi agregat serta menguraikantata cara perencanaan,pelaksanaandan pengendalian mutulapispondasiatasdan lapispondasibawah. Buku 4. Lapis pondasi agregatsemen Menguraikantentangpersyaratanbahan (agregat,semen dan air), campuran,peralatan dan persyaratan hasil pekerjaan lapis pondasi agregat semen. Di samping itu, juga tentangtata cara perencanaan, menguraikan pelaksanaan mutu dan pengendalian lapispondasiagregatsemenuntuklapispondasiatas (LPAS)dan lapispondasiagregat semenuntuklapispondasibawah(LPBAS). Buku 5. Lapis pondasi beton padat giling (BPG/RCC) Menguraikantentang persyaratanbahan (agregat,semen dan air), campuran,peralatan dan persyaratanhasil pekerjaan lapis pondasi beton padat giling (BPG/RCC) serta menguraikan pelaksanaan tentangtata cara perencanaan, mutu lapis dan pengendalian pondasibetonpadatgiling(BPG/RCC). Buku 6. Lapis pondasitanah semen Menguraikantentang persyaratanbahan, campuran, peralatandan persyaratanhasil pekerjaanlapis pondasitanah semen. Di samping itu, membahasjuga tentangcara perencanaan, pelaksanaan dan pengendalian mutu lapispondasitanahsemen. Buku 7. Lapis pondasitanah kapur Menguraikantentang persyaratanbahan, campuran, peralatandan persyaratanhasil pekerjaanlapis pondasi tanah kapur. Di samping itu, membahasjuga tentang cara perencanaan, pelaksanaan dan pengendalian mutulapispondasitanahkapur. Buku 8. Permasalahanlapangan Membahasbeberapa permasalahanlapanganyang terjadi pada beberapatahapan kegiatan dan dampaknya terhadap kualitas hasil pekerjaan. Tahapan tersebut diantaranya penghamparan adalahpengadaandan penimbunan material;pengangkutan; dan pemadatan; dan perawatan(khususuntuklapispondasiyangdistabilisasi).
B u k u1 Umum
1 . R u a n gl i n g k u p Pada Buku 1 ManualPekerjaanLapisPondasiini mencakuppenjelasan tentangfungsilapis pondasi,jenis lapis pondasi.Adapunjenis lapis pondasiyang dibahasmencakupprinsip jenis stabilisasi stabilisasi, sertapenggunaannya, filosofidisaindan pelaksanaanpekerjaan stabilisasi,termasukjenis peralatanyang digunakan.
2. Acuannormatif s N t 0 3 - 17 4 3 -1 9 8 9Metode , PengujianKepadatanBeratuntukTanah. sNl 03-1744-1989.MetodePengujianCBR Laboratorium. s N t 0 3 - 19 6 6 -1 9 9 0Metode . PengujianBatasPlastis. s N r0 3 - 19 6 7 -1 9 9 0Metode , PengujianBatasCair denganAlat Cassagrande. s N t 0 3 - 41 4 1 -1 9 9 6Metode , PengujianGumpalanLempungdan Butir-butirMudah Pecah dalamAgregat.
sNl 03-1742-1989,MetodePengujianKepadatanRinganuntukTanah. sNl 03-6412-2000,Metode PengujianKadar Semen dalam CampuranSegar SemenTanah.
sNr 15-2049-1994.SemenPortland. 3. lstilahdan definisi 3.1. agregathalus agregatyanglolosayakanNo.4 (4.75mm). 3.2. agregatkasar padaayakanNo.4 (4.75mm). agregatyangtertahan 3.3. beratkeringmaksimum(maximumdry density,MDDI bahanyangdigunakan dalamcampuranBPGterdiriatassemenportlandsajaatausemen portlandditambahdenganbahan pozzolan. 3.4. kadar air optimum (OptimumMoistureContent,oMcl jumlah atau proporsiair terhadapberat keringagregat yang menghasilkankepadatan tertinggi. 3.5. kapur tohor (CaO) hasil pembakaranbatu kapur pada suhu + 900oC,dengan komposisisebagianbesar KalsiumKarbonat(CaCO3).
'l-74
3.6. kapurpadam hasilpemadaman kapurtohordengan air,sehinggamembentuk hidrat(Ca(OH)z). 3.7. kerikil partikel batuanyangberukuran 5 mmsampai150mm. 3.8. lapispondasi lapisanpada sistemperkerasan yang terletakdibawahlapis permukaan dan diataslapis pondasibawahyangberfungsi menyebarkan kepadalapisan tegangandarilapispermukaan dibawahnya. 3.9. lapis pondasibawah lapisanpadasistemperkerasan yangterletakdibawahlapispondasidan diatastanahdasar yangberfungsi menyebarkan tegangandarilapisandiataspadatanahdasar. 3.10. pH deralatkeasaman darisuatubahan. 3.11. pozolan bahanyangmempunyai susunankimiaidentikdenganportland cementdengankadarCaO yang rendahsehinggatidakmempunyai daya lekatsepertisemendan bersifatpozzolanic jika bercampur denganportland Bahanini bisa cementdan ditambahkan air ke dalamnya. mensubstitusi sebagian dariportland cementdalamcampuran. 3.12. semen bahanpengikatataumatrikantarapartikel-partikel yangmengikat batuankhususnya butiranbutiranpasir,kwarsitataukonglomerat. 3.13. sirtu jenistanahberbutir yangkomposisinya terdiriatastanah,pasirdanbatu. 3.14. stabilisasitanah dengan kapur campurantanah dengankapurdan air dengan mempunyaisifatlebihbaikdaritanahsemula. 3.15. stabilisasitanah dengan semen campurantanahdengansemendan air dengan mempunyaisifatlebihbaikdaritanahsemula.
tertentusehinggatanahtersebut
tertentusehinggatanahtersebut
3.16. tanah laterit atau lateritis jenis tanah berbutir yang berasal dari endapan vulkanik yang banyak mengandung gumpalandariferrooksida.
2-74
4.
Simbol dan singkatan
AASHTO an An
ASTM CBR d Dn Ap o
E ESA Yo ITS fflz, ffl3
Mn N
oMc P SN SNI SS o
TRRL V UMATTA Wra w5
w*
Zn, So
5.
American Associationof Sfafe Highway and TranspoftationOfficials Koefisienkekuatanlapis perkerasan PenyerapanFraksike-n American Standard Testing Material California Bearing Ratio Ukuranbutiryangditinjau Tebal lapisperkerasan Selisihantaraindekskondisipermukaanpada awal umur rencanadengan indekskondisipermukaanpadaakhirumurrencana Regangantarik Moduluselastisitas Equivalent StandardAxle Load Beratisi kering Beratisi basah lndirectTensileStrength(KuatTarikTidak Langsung) Koefisiendrainaselapispondasiatas dan lapispondasibawah Modulusresilientanahdasar Jumlahrepetisiregangansampairuntuh Optimum Moisture Content Persentaseberatbahan (agregatdan tanahatau lempung) Nilai strukturalperekerasan StandarNasionalIndonesia S/ow Seffing Tegangan(kPa) TransportRoad ReaserchLabolatory Volumebendauji Universal Materials Testing Apparatus Jumlahlalu-lintas, dalamsatuansumbustandarekivalen(ESA) Berat bahanpadat,gram Beratair,gram Parameter
Lapis pondasi
5.1. Umum Lapis pondasi merupakan bagian perkerasan jalan raya yang terletak antara lapis permukaanjalan dan tanah dasar dimana salah satu fungsi utamanyapada perkerasan lenturadalah untuk menyebarkanbeban kendaraanagar teganganyang sampaike tanah dasar tidak melampauitegangan yang dapat menimbulkandeformasi berlebih.Pada perkerasankaku,fungsiutamalapispondasiadalahuntukmencegahpemompaan. Atas pertimbangan efisiensibahan,lapis pondasidapatterdiriatas dua bagian,yaitu lapis pondasiatas dan lapis pondasibawah.Pada perkerasankaku, istilahlapis pondasiatas dan lapispondasibawahkadang-kadang digunakansecarabergantian. Karena letaknyayang langsungdi bawah lapis permukaansehinggamenerimategangan yang besarakibatbebanroda kendaraan,maka lapispondasiatas dan lapispondasibawah pada perkerasanlentur harus mempunyaiketahananyang tinggi terhadap deformasi. Karena posisinyayang terletakdi bawah lapis pondasiatas, lapis pondasibawah dapat mempunyaimutuyang lebihrendahdaripadamutuuntuklapispondasi. 3-74
Untukmemenuhifungsidi atas,lapispondasiatas dan lapispondasibawahdapatdibuat dari berbagaijenis bahan,tergantung padaketersediaan serta bahan,efisiensipengerjaan fungsilainnya. Posisilapispondasiatas dan lapispondasibawah,baikpadaperkerasan lenturmaupun perkerasan padaGambar1.1. kaku,ditunjukkan PERKERASAN LENTUR
3
PERKERASANKAKU
19
I
1. Lerengtimbunan 2. Permukaan tanahasli (original ground) 3. Tanggul 4. Bahanpilihan 5. Lapispermukaanbahu 6. Lapispondasibawah 7. Lapispondasiatas B. Lapispermukaan 9. Pelatbeton 10. Lerengsaluransamping 1 1 . L e r e n gg a l i a n
12. Lapispondasi bahu 13.Kemiringan melintang perkerasan 14. Tanahdasar(subgrade) 15. Tanahasli(roadbedsoil) perkerasan 16. Struktur 17.Kemiringan bahu 18.Lajurlalu-lintas 1 9 .B a h u 20. Lajurjalan 2 1 . B a d a jna l a n
G a m b a r1 . 1 .P o t o n g a nm e l i n t a n tgi p i k a l j a l a n 5.2. Fungsi lapis pondasi Di atas disebutkanbahwa salah satu fungsi lapis pondasi adalah untuk menyebarkan tegangan atau untuk meningkatkan kapasitas struktural perkerasan, terutama pada perkerasanlentur. Disampingfungsi tersebut,terdapatfungsi-fungsilain lapis pondasi, tergantungpadajenis perkerasan. Padaperkerasankaku,fungsilainlapispondasiadalah: O Mencegahterjadinyapemompaan(pumping). @ Mengalirkan air yang masukdalamperkerasan. @ Mencegahatau memperkecilterjadinyapemuaianpada tanah dasar. @ Sebagailantaikerja. Sebagaipencegahpemompaan,lapis pondasiharus mudah mengalirkanair (free draining) atau mempunyaiketahananyang tinggiterhadaperosi.Agar mudah mengalirkan air, lapis pondasidapat terdiribahan yang bergradasimenerusatau bergradasilain, tetapi bahan halus yang terkandungnyaharus sedikit atau sama sekali tidak ada. Ditinjau dari kepentinganstruktural,lapis pondasitidak perlu mempunyaisifat mudah mengalirkanair, tetapiakibatbebankendaraan,lapistersebutharustahandeformasisehinggaapabiladibuat dari agregat,gradasinyaharus menerus.Agar tahan terhadapdeformasi,seringkalibahan untuklapispondasidistabilisasi denganbahanlain,diantaranya aspal,semen,kapur. 4-74
Lapis pondasi dan lapis pondasi bawah pada perkerasan lentur ditujukan untuk meningkatkandaya dukung perkerasan,baik melaluipenambahankekakuandan ketahanan lelahmaupunmelaluipembentukanlapisanyang relatiftebal sehinggadapatmenyebarkan beban secara lebih luas. Hal tersebut merupakan fungsi utama lapis pondasi pada perkerasanlentur,meskipuntetapdituntutadanyafungsidrainasedan fungsiperlindungan terhadappemuaiantanahdasar. 5.3. Lapis pondasi atas dan lapis pondasi bawah pada perkerasanlentur Sebagaimana disebutkandi atas bahwafungsiutamalapis pondasiatas dan lapispondasi bawah pada perkerasanlentur adalah sebagai media untuk menyebarkanteganganyang ditimbulkanoleh beban kendaraan yang bekerja pada permukaan perkerasan.Dengan demikian,maka teganganyang sampaipada permukaantanah dasartidak mengakibatkan deformasiyang berlebih. Lapis pondasi pada perkerasanlentur biasanyaterdiri atas lapisan hasil pemadatanbatu pecah, kerikil atau slag yang bergradasitertentu,atau bahan hasil stabilisasi; sedangkan lapis pondasibawahdapatterdiriatas bahanyang sama sepertiuntuk lapis pondasi,tetapi dengan mutu yang lebih rendah.Untuk memastikanbahwa tanah dasar tidak menerima teganganberlebih,maka lapis pondasiatas dan lapis pondasibawah harus mempunyai tebalmemadai. 5.3.1. Lapis pondasi atas Untuk mencegahterjadinyakeruntuhanakibat teganganyang terjadilangsungdi bawah permukaan,lapispondasiatas harusterdiriatas bahanbermututinggi.Apabilalapispondasi atas terdiriatas agregat,maka agregattersebutharus gradasiyang sesuai dengangradasi yang dicantumkan dalamspesifikasi. Untukkondisilalu-lintas dan cuacatertentu,penentuan persyaratangradasiharusmempertimbangkan berat isi dan stabilitas. CBR yang harus dipenuhibahan lapis pondasibiasanyaditetapkan100 persen.Namun demikian,lapis pondasipada perkerasanyang melayanilalu-lintasrendahmungkintidak menuntutbahan bermututinggi,tetapi cukup bahan bermutulebih rendah.Penggunaan bahan bermuturendahuntuk lapispondasidapatdikompensasi lapis denganmempertebal permukaan.Lapispondasiyangterdiriatas bahanyang distabilisasi aspalatausemendapat menghematbiaya,karenalapispondasidenganbahantersebutakan menjadilebihtipis. 5.3.2. Lapis pondasi bawah Untuklapispondasibawahdapatdigunakanbahanpilihan,misalkerikilalam.Bahanpilhan biasanya mempunyaistabilitascukup tinggi, tetapi mempunyaikarakteristiklain yang menjadikanbahantersebuttidaksepenuhnyamemenuhisyaratsebagailapispondasiatas. Agar dapat dijadikanlapis pondasibawah,bahan pilihanmungkinperlu distabilisasi atau mungkinlangsungdigunakandalamkondisiaslinya. Tujuan pemasanganlapis pondasi bawah adalah untuk mendapatkanperkerasanyang relatiftebal tetapi dengan biaya yang lebih murah. Oleh karena itu, bahan untuk lapis pondasi bawah dapat mempunyai mutu yang rentang batas-batasnyalebar, sejauh persyaratantebal dipenuhi. Persyaratanberat isi dan kadar air seyogyanyaditetapkan pengujianlaboratorium berdasarkan atau lapangan.
5-74
5.4. Lapis pondasi pada perkerasan kaku 5.4.1. Lapis pondasi pada perkerasankaku untuk jalan raya Pada perkerasankaku, lapisanyang langsungterletakdi bawah pelat beton seringdisebut lapispondasibawahdan kadang-kadang disebutlapispondasiatas.Dengandemikian,pada perkerasankaku, penggunaanistilah lapis pondasi atas dan lapis pondasi bawah dapat dipertukarkan. Tujuan utama pemasanganlapis pondasipada perkerasankaku adalah untuk mencegah pemompaan.Oleh karena itu, lapis pondasi tersebut harus mudah mengalirkanair (free draining)atau tahan erosiakibatair. Agar mudah mengalirkanair, bahan lapis pondasiharus memenuhikriteriakandunganbahan halus, yang pada dasarnyaharus mengandungsedikit atau tidak mengandungbahanhalus.Pada kondisiekstrim,bahanyang mempunyaigradasi padatdapatdigunakansebagailapispondasiasalkandipastikanbahwabahantersebuttidak akan tererosioleh air yang terkumpuldi bawah pelat,atau akan digunakansebagailapis pondasi pada perkerasanyang melayanilalu-lintasrendah. Namun demikian,persyaratan drainasesebaiknyatetapdipenuhi. Agar dapatmencegahpemompaan,maka agregatuntuklapispondasidi bawahperkerasan kaku harusmemenuhidua persyaratan, yaitu: O Harusdapat mencegahterpompanyabutir-butirtanahdasarmelaluilapispondasi. @ Tidakmengalamipemompaanbutir. Agar dapat digunakansebagaibahan lapis pondasiyang tidak terpompa,maka agregat harus mempunyaigradasiyang lebih terbukadaripadagradasi untuk mencapaiberat isi maksimum. Apabila konsep gradasiterbukadan kemudahanpengaliranair diterapkanuntuk agregat lapis pondasi pada perkerasankaku, maka perkerasankaku harus dilengkapidengan fasilitas drainase yang memadai, agar air yang terkumpul di bawah perkerasandapat terbuang.Hal tersebutdapatdipenuhimelaluipembuatanlapispondasisampaike bahuatau melaluipemasangan yang akandiuraikanpadaButir1.5.Apabila drainasetepi sebagaimana sebagailapis pondasiakan digunakanbahan yang distabilisasi, maka lapis pondasidapat dibangunpada suatu parit(a trench)atau denganpemadatanyang seksama. Lapis pondasi pada perkerasan kaku yang semata-mata ditujukan untuk mencegah pemompaan harus mempunyaitebal sekurang-kurangnya 7,5 sampai 15 cm. Namun demikian,lapis pondasiyang terlalutipis akan mempunyaikinerjayang jelek, karenalapis pondasiyang tipis tersebutsangatsulit dikerjakansehinggatebalnyasulitdiperolehsecara tepat. Apabila sebagai lapis pondasi pada perkerasankaku akan digunakanagregat bergradasi terbuka,maka sebelumpengerjaanpelatbeton,sebaiknyapermukaanlapispondasiditutup dengan lapis perata (levellingcourse).Hal tersebutdimaksudkanagar diperolehlantaikerja yang rata sehinggadiperolehtebal lapisan beton yang seragam. Demikianjuga, lapis pondasibergradasiterbukahendaknyadihamparpada permukaanlapis penyaring(misal pasir), yaitu dengan tujuan untuk mencegahmasuknyabutir-butirtanah dasar ke lapis pondasi. 5.4.2. Pemompaanbahan lapis pondasi Beberapajenis bahanlapispondasipada perkerasankaku mudahterpompa,sebagaimana yang terjadipadatanahplastis. 6-74
Tahap awal prosespemompaanlapis pondasiyang terdiriatas bahangranularadalahsama dengan proses yang berlangsungpada tanah berbutirhalus. Akibat beban berulang,di bawah pelat akan terjadironggaawal (ditinjaudari mutu bahan,terjadinyaronggamungkin sebagaiakibatpemadatanyang kurang,baik pada lapispondasimaupuntanahdasar,atau sebagaiakibatakumulasibahan halus pada lapis pondasisehinggalapis pondasimudah mengalamideformasipermanen).Selanjutnya, air masukke dalamronggadan apabilalapis pondasiterdiriatas bahan bergradasipadat,maka air akan tertahandi bawah pelat sampai terjadi lendutan pada pelat dan menekan air. Apabila lapis pondasi terdiri atas agregat bergradasiterbuka, maka air yang masuk ke dalam rongga akan terus meresapsehingga pemompaantidakakan terjadi. Lapis pondasiyang mengalamipemompaanparahsehinggamenimbulkan kerusakanpada pelat biasanyaterdiriatas bahan bergradasijelek yang mudah tererosi.Lebihjauh, lapis pondasi yang terpompa paling parah biasanya terdiri atas kerikil bergradasijelek yang mengandungbanyak bahan halus. Pada batu pecah yang bergradasirelatif menerus, pemompaanyang terjadi adalah ringan;sedangkanpada batu pecah bergradasi menerus tidakterjadipemompaan. Pada Tabel 1.1 ditunjukkancontoh pengaruh gradasi tiga jenis agregat terhadap pemompaan. Tabel1.1.Contohpengaruhgradasiterhadappemompaan JENISAGREGAT
. . .
Kerikil Batupecah Pasir
BUTIRYANG LOLOSSARINGANNo. 2OO(%) TIDAKADA PEMOMPAANAIR KELUARNYA BUTIRAN PEMOMPAAN BERSIH PADATEPIPERKERASAN
7 10 17
12 14 19
12 16 19
Sebagaimanaditunjukkan pada Tabel 1.1 terjadinya pemompaan dipengaruhioleh kandunganbutir halus (lolos saringanNo. 200). Secara umum, pemompaanpada bahan berlangsung apabilakandunganbutirhalusadalah3 sampai4 persenlebihbanyakdaripada kandunganbutir halus pada bahan yang tidak mengalamipemompaan.Disampingitu, kandunganbahanhalusyang diijinkanjuga tergantungpadaukuranmaksimumbutir. Sejauh ini, letak muka air tanah tidak mempunyai pengaruh terhadap terjadinya pemompaan. Lapis pondasi yang terdiri atas bahan distabilisasisemen dan aspal mempunyaikinerjayang baikdalamhal pemompaan. 5.5. Drainaselapis pondasi atas dan lapis pondasi bawah Permeabilitas bahanberbutirtergantungpadagradasi,bentukbutirdan beratisi relatifbahan tersebut.Padadisaindrainaselapispondasi,maka lebardan kemiringanlapispondasijuga merupakanfaktor-faktoryang perlu d ipertimban g kan. Secara umum, lapis pondasi yang mudah mengalirkanair dianjurkanuntuk digunakan sebagaidrainasebawah permukaan(subdrainage). Namundemikian,pada beberapakasus, biaya mungkinmenjadikendalapenggunaanbahan yang mudah mengalirkanair. Apabila sebagailapisandrainasetidak dipenuhi,maka lapis pondasiharusterdiriatas bahanyang mempunyaikepadatantinggi,dan lapispondasimungkinperludibangundalamparit.Namun demikian,lapispondasibergradasipadatyang tidakdipadatkansebagaimana mestinyadan dibangunpada paritternyatadapatmenjebakair (antarapermukaanlapispondasidan dasar lapis permukaan).Kasus tersebut dapat terjadi pada lapis pondasi di bawah perkerasan kaku, dimana akibat beban berulang,lapis pondasi akan menurun sehinggaterbentuk 7-74
ronggaantarapermukaanlapis pondasidan dasar pelat beton dan selanjutnyapada rongga tersebutdapat terakumulasiair. Sebagianbesar air yang terkumpuldalam rongga berasal dari permukaanperkerasan,dengan cara infiltrasimelalui retak,sambungandan celah sepanjangtepi perkerasan.Pada banyak kasus, bahu yang terdiri atas bahan distabilisasi akan menghilangkan, atau setidak-tidaknya mengurangi,masuknyaair melaluicelah di sepanjangtepi perkerasan. Pada Gambar 1.2 ditunjukkandrainasetipikalyang sering dipasangpada pembangunan jalan raya. Ditinjaudari kepentingandrainase,kerikilyang dijumpaidi beberapadaerah mungkinporus,sedangkandi daerah lain mungkinperlu dijadikanagregatdipecah.Pada kaitannyadengankasus yang ke dua, setiapupaya perlu dilakukanuntuk mengalirkan air dari lapispondasiagartanahdasartidakjenuhdan kekuatannya tidakmenurun. BlllAN- -
LAPrsKEDAP
CL
BAHAN DISTABILISASI
LAPISPONDASI
'ft
SAMPAIKE BAHU ALTERNATIF
]
Gambar1.2.Pemasangan drainasetipikallapispondasi Tergantung pada profil perkerasan,mungkin akan bermanfaat apabila membuat lapis pondasi bergradasiterbuka pada suatu parit dan kemudian air yang terdapat di dalam lapisantersebutdibuangpadatitikterendahalinyemenvertikal.Dalamhaltersebut,mungkin dalam arah melintangperludipasangpipa drainasedengandiametersekitar10 sampai15 cm. Mudah dipahami bahwa drainase yang memadai, baik pada jalan nya maupun lapang terbang,akan memperpanjang masa pelayananperkerasan.Namun demikian,dipasangtidaknyafasilitasdrainaseyang memadaitergantungpada dana yang tersedia.Apabila bahanyang tersediaadalahcocoksebagailapispondasiatas, maka untuklebihmelindungi tanahdasardari peningkatan kadarair,sebaiknyadibuatjuga drainasebawahpermukaan. Bahan urugandi sekitardrainasebawahpermukaan(pipadrainase)harusdidisainsebagai bahan penyaringyang memenuhipersyaratan.Apabilapipa drainaseterletakdi bawahbahu, maka bagianpermukaanparitdimanapipadiletakkanharusditutupdenganlapiskedap(lihat G a m b a r1 . 2 ) . 5.6. Pengaruhtebat dan mutu lapis pondasiterhadapkinerja perkersaan Secara teoritis, kinerja perkerasan akan sesuai dengan yang direncanakan,asalkan yangdibangundi lapangansesuaidengandisain(termasukspesifikasi). konstruksi Untukmendorongdiperolehnya lapispondasiyang sesuaidengandisaindan spesifikasi, di bawahditunjukkan ilustrasikinerjaperkerasanyang menurunsebagaiakibattebaldan mutu lapispondasiagregatyangtidaksesuaidengandisaindan spesifikasi. Hubunganantarakinerjaperkerasan(biasadinyatakandenganjumlah ESA) denganmutu dan tebal bahan yang populer adalah yang dikembangkanoleh AASHTO, berdasarkan pendekatan empiris. Untuk perkerasan lentur, hubungan tersebut ditunjukkanpada persamaandi bawah.
8-74
log W16 = Zn + So_+0,36xlog (SN + 1) - 0,2Q
'"*l.1'. I
'l 4 .2 -t.sI + _________!______ + 2,32 + log Mn_ g,O7 0,40+ -l
(,sN +l) ' ' ' '
SN dimana, Wrs SN Mp ap Dn an fflz, l'113 ZR, So
=
31D1 + 3.2D2ffl2+ OoDsfns
jumlahlalu-lintas, dalamsatuansumbustandarekivalen(ESA) perkerasan nilaistruktural modulusresilientanahdasar selisihantara indeks kondisipermukaanpada awal umur rencanadengan indekskondisipermukaanpadaakhirumurrencana tebal lapisperkerasan koefisienkekuatanlapisperkerasan koefisiendrainaselapis pondasiatas dan lapispondasibawah parameterstatistikyang terkaitdengantingkatkepercayaan
Disamping hubungan yang dikembangkan oleh AASHTO, dewasa ini terdapat kecenderungan makin digunakannyahubunganberdasarkanpendekatanmekanistikuntuk disainstrukturperkerasan. Pada hubungantersebut,mutu bahan biasadinyatakandengan modulus elastisserta ketahananterhadapretak lelah, dimana modulus elastismerupakan salahsatu parameteruntukmenghitung tegangan,regangandan lendutanpadasetiapposisi dalam perkerasan;sedangkanketahananretak lelah digunakanuntuk menentukanjumlah repetisi beban yang dapat dilayani suatu perkerasan,sesuai dengan besarnyategangan atau reganganyang terjadipada bagianperkerasanyang kritis,atau sebaliknya. llustrasipenurunankinerjaberdasarkan Persamaan1.1 dan 1.2ditunjukkan Gambar1.3. Pada ilustrasidi atas,perkerasanterdiriatas lapispermukaandan lapispondasiatas dengan data yangdigunakanpadaPersamaan1.1dan 1.2 adalahsebagaiberikut: o CBR tanahdasar:5% o Lapispermukaan: 10 cm betonaspal o Lapispondasiatas:agregat(tebaldan CBR divariasikan) a Penurunankondisiperkerasan (Ap)= 2 o Koefisiendrainaselapispondasiatasdan lapispondasibawah,masing-masing dianggap s a m ad e n g a n1 . Zo adalah-1,645 (untuktingkatkepercayaan95%)dan Soadalah0,35. 100
9,'u
;#
/5s
s
1 00
20
6 t!
LU 10 I
cn
J
,u1 -
i15
5;<
ffiro
6 "I
;a
I
=5
-
J
2 c- l=
l
-
?
n
90 cBR(%)
a. Pengaruhteballapisan
b. PengaruhCBR
Gambar1.3.Pengaruhmutu lapispondasiterhadapkinerjaperkerasan 9-74
LlJ
0 100
Pada hubungan berdasarkanpendekatanmekanistik,pengaruh beberapa faktor bahan tehadap modulus elastisitasditunjukkanpada Tabel 1.2, sedangkanpada Gambar 1.4 ditunjukkanketahananlelah(iumlahrepetisibeban)dalamhubungannya dengan regangan untuktiga kelasbahanyang diikatdengansemen (cementedmaterials). Bahandiikatsemendenganmodulus2000 MPa diperkirakan mempunyaimutu yang setara denganlapis pondasibawah distabilisasiyang terdiriatas kerikilatau batu pecah bergradasi terbuka ditambah sedikit semen; bahan diikat semen dengan modulus 5000 MPa diperkirakanterdiri atas batu pecah atau kerikil untuk lapis pondasi atas yang ditambah semen;sedangkanbahandenganmodulus10000MPa dapatterdiriatas betonsemenatau beton giling (rol/edconcrete)diamanapada umur 28 hari mempunyaikuat tekan kira-kira5 sampaidengan7 MPa. Ketahananretak lelahdapatdipengaruhioleh berbagaifaktor,diantaranyaadalah,kekuatan, modulus,berat isi, kadarair, efisiensipencampurandan keberadaanretak. Tabel1.2.Pengaruhfaktorbahanterhadapmoduluselastis
. . . . . . . . . . . . . . .
AGREGAT FAKTOR BAHANASLI BETON BETON + SEMEN (MAKTN MENTNGKAT) (UNBOUND) (CEMENTED) ASPAL SEM EN Porsiagr.kasarbersudul Meningkat Meningkat Meningkat Meningkat Beratisi Meningkat Meningkat Meningkat Meningkat Kadarair pemadatan Ada nilaiopt. A d an i l a i o p t . Tingkattegangan Meningkat Tidakberubah Tidakberubah Tidakberubah Kadarsemen/kapur Meningkat Meningkat Kadarair lapangan Menurun Agak meningkat Umur Tidakberubah Meningkat Meningkat Meningkat Luasretak Menurun Menurun Menurun Efisiensipencampuran Meningkat Meningkat Meningkat Kadaraspal Tgt faktorlain Kelasaspal Meningkat Viskositasaspal Meningkat Ronggaudara Menurun Merurrun Suhu Tidakberubah Tidakberubah Menurun Tidakberubah Keceoatanoembebanan Tidakberubah Tidakberubah Meninqkat Tidakberubah
'6
8 'F c
9 fit-
160 M o D r ,, , _
120
*onzp"
%.uooor""
80
tttooUrus = loooo ill
40 1
10
JJMLAHREPE11S BBAN (pta)
Gambar1.4.Hubunganjumlahrepetisibebandenganregangan (Sumber:Austroads,1992) 10-74
6. Jenis lapis pondasi Terlepasdarijenis-jenis padamanualini lapispondasiyangdicakupdalamBukuSpesifikasi, diuraikanbeberapajenis lapispondasisebagaiberikut: O Lapis pondasiagregat. @ Lapispondasistabilisasi semen. O Lapispondasistabilisasi kapur. @ Lapispondasistabilisasi aspal. O Lapispondasistabilisasi lain. Disampingkelimahaldi atas,padamanualini diuraikanpulastabilisasi secaraumum. Diuraikannya agregatdalam manualdikarenakanbahantersebutmerupakanbahan utama perkerasan, baikdalamkeadaanaslinyamaupunsetelahditambahbahanlain (distabilisasi). Untukitu,aspek-aspek agregatyangdiuraikanpada manualini,antaralainadalah: . Pengambilan contohuntukpengujian. . Ringkasancara pengujiansifat-sifat. Penguraianstabilisasisecara tersendiripada manual ini ditujukanuntuk memberikanlatar belakangyang dipandangmendasar,agar pemahamanstabilisasipada lapis pondasiatas dan lapis pondasibawah dapat lebih dikuasai.Adapun aspek-aspekyang dicakuppada uraiantersebut,antaralainadalah: . Beberapaalasanperlunyastabilisasi. . Prinsipstabilisasi. . Jenisstabilisasi dan penggunaannya. o Filosofidisain. . Stabilisasi dengansemen,kapur,aspaldan bahanlainsertastabilisasi mekanis. . Pelaksanaan stabilisasi. 6.1.
Stabilisasi
6 . 1 . 1 .U m u m Salah satu persoalan yang mungkin dihadapi oleh para perencanadan pelaksana pembangunan jalan adalahmenyangkutcara menanganitanahatau bahanyangjelek agar dapatdigunakansebagaibahanperkerasan. Pada banyak kasus, tanah yang dalam keadaan aslinya jelek dapat dirubah melalui pemadatan, penambahanagregatatau bahanlainsehinggadapatdijadikantanahdasar. Dalam cakupanyang lebih luas, stabilisasimengandungarti perbaikanbahan perkerasan tersediaagar dapat dijadikanlapis pondasibawah, lapis pondasiatas, atau pada beberapa kasusyangjarang,sebagaibahanlapispermukaan. Denganmakin meningkatnya beban kendaraan,maka tuntutanuntukmakinmeningkatkan mutubahanperkerasan dirasakanmakinmendesak. Pada tulisanini diuraikanbeberapastabilisasiyang dipandangdapat meningkatkan mutu bahanyangada. 6.1.2. Beberapaalasan perlunyastabilisasi Secara umum dapat dikemukakanbahwa tujuan stabilisasiadalah untuk meningkatkan kinerja perkerasan.Karena kinerja perkerasantidak semata-matamenyangkutkekuatan, 11-74
maka dalam rangka memilih cara stabilisasiyang tepat kiranya perlu diketahui alasan perlunyastabilisasi. Adapunbeberapaalasankonvensional yang melatarbelakangi perlunyastabilisasi adalah: O Kondisitanahdasaryangjelek. @ Bahanlapispondasiyang marjinal(borderline). O Pengendalian debu. @ Pengendalian kadarair. O Penyelamatan(salvaging)perkerasanlama. @ Mendapatkan bahanlapispondasiyang lebihunggul. Dengan memperhatikankondisidewasa ini, maka perlunyastabilisasinampaknyatidak semata-matakarenaalasan di atas, tetapijuga terdapatbeberapaalasan lain, diantaranya adalah: O Makinmeningkatnya bebankendaraan. @ Makinsempurnanya metodadisainperkerasan. jumlahdan efektifitas @ Makinmeningkatnya bahanpengikat(binders). @ Makintepatnyapenentuankarakteristik bahan. peralatanuntukstabilisasi. O Makincanggihnya @ Makinmeningkatnya kesadaranterhadaplingkungan. 6 . 1 . 2 . 1 .A l a s a nk o n v e n s i o n a l O Stabilisasitanah dasar adalah untuk meningkatkan mutunyasehinggatebal perkerasan dapatdikurangi. @ Diantara kasus bahan lapis pondasi marjinalyang kemungkinansering dijumpaidi lapangan adalah tingginya platisitasbahan. Dalam hal tersebut, plastisitasdapat diturunkandenganmenambahkan kapuratausemenke dalambahan. @ Meskipunsejauh ini penggunaanbahan stabilisasiuntuk mengendalikan debu belum populerdi Indonesia, namunbeberapanegaratelahmenggunakannya. @ Beberapabahankimiadapat menahanair dalamtanah sehinggapada musimkemarau memungkinkan tanah mudahdipadatkan.Pada kasusyang ekstrim,kemungkinan tanah dalam keadaan yang sangat basah sehinggasulit dipadatkan.Untuk mengatasihal tersebut,dapatdigunakanbahanstabilisasi yangdapat"mengeringkan" tanah. @ Upaya untuk menyelamatkan perkerasanlama dapat dilakukandengan menambahkan semen terhadaplapis pondasisehinggakekuatanperkerasandirehabilitasi. Stabilisasi dengan cara tersebut akan diperlukan apabila permukaan perkerasan harus dipertahankan, misalpadajalan-jalandi perkotaan. @ Penggunaanlapispondasiyang unggul,misallapispondasidistabilisasi semen (cement treatedbase)dan lapis pondasibeton aspal,seringkali diperlukan,baik pada perkerasan beton aspal maupun perkerasan beton semen. Lapis pondasi tersebut dapat menyumbangkan kekakuanyang berartiterhadapperkerasan, sehinggaperkerasanlebih tahankeruntuhan lelah. Uraian di atas menunjukkanbahwa pemilihanbahan stabilisasisangat tergantungpada tujuannya.Kadarbahanstabilisasi yang perluditambahkan umumnyadidasarkanpada hasil pengujian di laboratorium,yang menggambarkankondisi lapangan mengenai proses pelapukandan penurunanmutu lain, atau pengujiankekuatan.Pada beberapakasus, penggunaanbahan kimia sebagai bahan stabilisasiada kemungkinanlebih mahal bila dibandingkanperbaikantanah denganpemadatan,penambahanatau penggantian dengan 12-74
tanahyang lebihbaik,atau penambahan agregat 6.1.2.2. Alasan mutakhir
o
Dewasa ini, berat total kendaraan,beban sumbu, tekananban dan jumlah kendaraan berat dirasakanmakin meningkat.Faktor-faktor tersebutmenuntutperkerasanuntuk lebih andal. Namun demikian, peningkatankeandalan perkerasandengan menggunakan bahantradisional (tanpapengikat)sulitdipandangsulitdiperolehdenganekonomis.
@ Dengan makin berkembangnya metoda disain perkerasan menurut pendekatan
analitis/mekanistik,maka berkembang pula penentuan secara lebih tepat tentang karakteristik bahandistabilisasi. Pada masa lalu,penggunaanmetodadisainberdasarkan pengembanganempiris menimbulkankesulitandalam memperkirakankinerjajangka panjang perkerasanyang menggunakanbahan distabilisasi. Dengan demikian,maka penerapan metoda disain berdasarkan pendekatan analitis, dewasa ini makin meyakinkan. @
Pada masa lalu,persoalanutamadenganstabilisasi, dengansemen, terutamastabilisasi adalah pendeknya masa pemantapan(seffrng time) yang selanjutnyamemperpendek masa pengerjaandan akhirnya sering mengakibatkanjeleknya kerataan permukaan, kurangnyakepadatanlapis yang distabilisasi,dan timbulnyaretak susut yang lebar dan berspasijarang (wide, broadly-spacedshrinkage cracks). Berkembangnya berbagaijenisbahanpengikatyang mempunyaimasapemantapan lebih panjang, misal campuran semen (blended cements) yang terdiri atas campuran abu terbang,slag dan semen serta campuranaspal (bitumenblends)telah memungkinkan pemadatan yang baik serta memungkinkan terjadinya retak susut yang lebih menguntungkan (lebihsempitdan berspasilebih rapat)pada lapisanyang lebih tebal, disampingmeningkatkan kerataanpermukaan.
@ Penerapanmetodadisainsecaramekanistikmenuntutkarakteristik bahandalam besaran
modulusresiliendan Angka Poisson.Hal tersebuttelahmengakibatkan disainyang lebih tepatsertapemahamanyang lebihbaik mengenaikinerjaperkerasan sebagaifungsitebal dan kekakuanlapisanyangdistabilisasi.
o
Pada dekade yang lalu telah terjadi peningkatanbesar pada semua aspek peralatan untukpekerjaanstabilisasi. Haltersebutmencakup: . Pusat pencampurstatis (sfaficmixing plants). . Peralatanpencampurdi tempat(insitumixingequipment). . Penaburbahan pengikat(binderspreader). . Peralatanpemadatan. . Mesin penyemprotaspal yang baru (new bitumen sprayingequipment). Penyempurnaan peralatan pencampur di tempat dan perlatan pemadatan telah mengakibatkanpeningkatanbesar pada tebal lapis perkerasandistabilisasiyang dapat dibuatdalamrangkamemenuhituntutanlalu-lintas dewasaini. Disampingitu, peralatanuntuk pekerjaanstabilisasiyang dewasaini ada serta peralatan untuk pengendalianproses stabilisasijuga makin sempurna,sehinggameningkatkan ketepatansemuatahap prosesstabilisasi.
@
penerapanstabilisasi Meningkatnya telahmendorongpengurangan berbagaikeprihatinan lingkungan.Stabilisasi telah membantumenjagasumberalam melaluidaur ulangbahan yang ada,disampingdapatmengurangi kebutuhanuntukpengurugan lahan. 13-74
Penggunaanproduksampinganindustri,antaralainslag dan abu terbang,sebagaibahan pengikat,telahmenimbulkan penghematan bagi negara. Penerapanstabilisasidi tempat telah mempercepatrehabilitasiperkerasansehingga gangguanterhadaplalu-lintas. memperkecil Daur ulangdi tempatjuga dapatmengurangi bahan perkerasanyang perlu diangkut melaluijaringan jalan umum, yang selanjutnya dapat mengurangikerusakanjalan, disampingmenghematkekayaanalam. Karena terjadinyapenguranganfrekwensipengangkutan,maka terjadipula pengurangangas buangkendaraan. 6.2.
Prinsip stabilisasi
6.2.1.Umum Tanah yang terdapatdi alam merupakanbahan yang kompleksdan sangat beragam. Namundemikian,karenaketersediaannya yang sangatbanyakdan cara mendapatkannya yang mudah,makatanahmempunyaipotensiyang sangatbesaruntukdimanfaatkan bahan bangunan,terutamaperkerasan. Seringkali dihadapipersoalanbahwadalamkeadaanaslinya,tanahtidakdapatdigunakan sebagai bahan bangunan yang mempunyai persyaratantertentu. Dalam memecahkan persoalantersebutdapatdiambilbeberapakeputusan, diantaranya adalah: O Menggunakantanah sebagaimanaadanya,kemudianmenyesuaikan persyaratanmutu bangunandengantanahtersebut. @ Membuangtanahdan menggantinya dengantanahyang lebihbaik. @ Merubahsifat-sifattanah yang ada sehinggadiperolehtanah yang mempunyaisifat-sifat yang memenuhipersyaratanyang ditetapkan. Pilihanyang terakhir,yaitu merubahsifat-sifattanah yang ada sehinggatanah mempunyai sifat-sifatyang memenuhituntutanteknis,dikenalsebagaistabilisasi. Sifat-sifattanah dapat dirubah melalui beberapacara, diantaranyaadalah melalui proses kimia, pemanasanatau mekanis. Namun demikian, perlu diperhatikanbahwa karena variabilitastanah, tidak ada satu carapunyang dapat berhasiluntuk semua jenis tanah. Disampingitu, karenavariabilitastersebutdapat terjadipada setiap intervaljarak beberapa meteratau beberapakilometer,maka pemilihanbahan stabilisasiseringkali tergantungpada jenis-jenistanah dimana bahan stabilisasitersebut dapat efektif. Perlu diperhatikanpula bahwa"stabilisasi"bukanlahmerupakantongkatajaib yang dapat merubahsetiapsifattanah menjadi lebih baik. Stabilisasiyang tepat akan menuntut pemahamantentang sifat-sifat tanah yang perlu diperbaiki.Tuntutan teknis tersebut merupakan faktor penting dalam perlutidaknyatanahdistabilisasi. memutuskan Sifat-sifat utamatanahyang pentinguntukpembinaanjalanadalah. o Stabilitasvolume (volumestability). r Kekuatan(strength). . Permeabilitas(permeability). . Keawetan (durability). 6.2.2. Stabilitas volume (volume stabilityl Beberapajenis lempungakan memuai dan menyusutsesuai dengan kandunganairnya. Jenistanahini dapatdijumpaidi beberapadaerahdi Indonesia. Perubahankadar air musiman dalam waktu cukup lama yang terjadi pada lempung ekspansif,apabila tidak terkendali,dapat menimbulkanberbagai kerusakan,misalnya permukaanperkerasan, ketidakrataan meretakkan dindingrumah. 14-74
Perlu diingatbahwa pemuaiandan penyusutanadalah akibat perubahankadar air; oleh karena itu, hal tersebutsepenuhnyadapat diatasidengan mengendalikan atau mencegah perubahankadarair. Besarnyapergerakanpermukaantanahhanyadapatdiukurdi lapangan.Informasimengenai perubahankadar air belumlahcukup untuk memperkirakanpemuaianatau penyusutan tanah, apabilatanpa disertaidengan pengetahuantentangjenis tanah (lempung)serta permeabilitasnya. Hal tersebutdikarenakan,lempungyang di laboratoriummenunjukkan pemuaianbesar,di lapangandapat mempunyaipemuaianyang kecil,yaitusebagaiakibat permeabilitasyang sangatrendah. Pemecahanuntukmengendalikan perubahanvolumepada tanah ekspansifyang dilakukan selama ini adalah dengan cara pra-perendaman(pre-soaking),pembebanan (loading), penggunaanmembrankedap,serta dengancara menempatkanpondasipada lapisantanah yang tidak dipengaruhioleh pergerakanair, asalkanpondasitersebuttidak mempengaruhi kadarair. Sebagaialternatifpemecahan,stabilisasidapat : O Merubahtanah menjadibahankaku atau berbutir(lempungberubahmenjadipasiryang efektif), dimana partikel-partikeltanah mempunyai ikatan yang kuat untuk menahan tekananakibatpemuaianyangterjadipadalempung,atau @ Menahan pergerakanair (moisture)dari tanah, misal dengan cara menutup (blocking) pori-poritanah. Satu-satunyacara untuk merubah lempung menjadi bahan kaku atau granularadalah melaluiperlakuansecarakimiaatau panas. Apabilastabilisasi diterapkanpada lapisanyang tipis (15 - 30 cm), yang biasanyadilakukan pada pekerjaanperkerasan,maka perlu diperhatikanbahwa tanah di bawah lapisanyang distabilisasitersebut masih berpotensi untuk bergerak. Meskipun demikian, pergerakan tersebut sering kali dapat ditoleransi,asalkan lapisan yang distabilisasibergeraksecara seragam,sehinggamengurangi perbedaanpergerakan yang menjadiciritanahasli. Perubahankadar air pada tanah dapat diredamdengan berbagaicara. Namundemikian, perlu diperhatikanbahwa pencegahantotal pergerakanair biasanyatidak dapat dicapai, kecuali apabila digunakan membran kedap (misal lembaran plastik). Pengedapan (waterproofing)atau penyumbatan (sealing) dengan tar atau aspal adalah kurang efektif, karena hanya bersifatjangka pendek.Hal tersebutberlakujuga untuk pencegahanmelalui pemadatan,sebagai cara yang paling umum untuk mencegah pergerakankadar air. Pemadatanakan menurunkanpermeabilitastanah. Apabila ditujukanuntuk mengatasi perubahankadarair musiman,maka untukkeperluanpraktis,pemadatandipandangsudah memadai. Membran buatan yang kedap dapat meredam perubahankadar air, apabila membran tersebut mengisolasiseluruh permukaan.Dalam hal tersebut,membranberfungsiuntuk jarak tempuhair, dengandemikianwaktu tempuhnya.Meskipunstabilitas memperpanjang volumedapatdiupayakan secarapenuh,namunseringkalihal tersebuttidakdiperlukan. Di luar pembebananuntukmenahanpemuaian,sejauhini tidakada cara lainyang lebihbaik daripada stabilisasiuntuk mengatasipengaruhjelek perubahankadar air pada tanah ekspansif. 6.2.3. Kekuatan (strengthl Dapat dipahamibahwa tanah yang basah mempunyaidaya dukung atau kekuatanyang rendah,bahkansangatrendahapabilatanahtersebutmempunyaikandunganbahanorganik yang tinggi(yaitugambut). 15-74
Untuk lempung,terutamalempungberat, pengeringanpada udara terbukadi lingkungan yang mempunyaikelembabanrendah (sebagaimanayang terjadi di daerah kering dan hampirkering)menghasilkan tanahyang sangatkerasdan kuat.Pada kondisiyang ekstrim, pembakaranlempungdapat menghasilkanbata. Untuk keperluanpraktis,kekuatantanah sering kurang pentingdibandingkandengan ketahanandeformasiakibat beban. Deformasi yang timbul akibat perubahanbeban eksternaldalam banyak hal mirip dengan perubahan volume akibat kekuatan internal yang ditimbulkanoleh variasi kadar air. Kenyataan menunjukkanbahwa bahan stabilisasiyang dapat memperbaikikekuatanjuga dapat memperbaikistabilitasvolume, dan sebaliknya(kecuali untuk beberapajenis bahan stabilisasiorganik, yang hanya memperbaikistabilitasvolume, tanpa meningkatkan kekuatan). Kekuatan atau ketahanandeformasi yang rendah merupakan persoalantanah terhadap berbagai bentuk bangunan (jalan, gedung, lapang terbang, terowongan) yang dapat menimbulkan kerugian,bahkankecelakaanbagimanusia. Salah satu bahayaakibatrendahnyakekuatantanahadalahlongsor.Penyebabumum kasus tersebut,dan bagi persoalanlain pada tanah berkekuatanrendah, adalah drainaseyang jelek.Akibatbeban,gambutdan tanah yang bersifatdemikianseringmengalamideformasi tidak permanenyang besar.Oleh karenaitu, tidak semua kasus rendahnyakekuatanterkait dengan meningkatnyakadar air. Akibat beban lalu-lintas, tanah yang sangat keringakan berubahmenjadiserbuk, tidakmempunyaiikatandan selanjutnya kehilangan kekuatan. Sehubungandengan hal di atas, maka parameterkekuatanharuslahditetapkansesuai dengan kasusnya.Untuktanah yang menjadilunak akibat masuknyaair, maka kekuatan geser dipandangcocok; sedangkanuntuk tanah yang lebih kering,dimana kehancuran akibat perapuhanterjadi,maka diperlukanpengujianbeban berulang.Untuk tanah yang mempunyaitekstur terbuka dan bergradasijelek, maka pengujianpembebanan-deformasi merupakancara yang palingtepat.Pengujiantersebutdapat dilakukandi lapanganatau di laboratorium;tetapi, karena karakteristikcontoh tanah asli sering meragukan, maka penentuankekuatanumumnyaakan lebih baik apabiladilakukanmelaluipengukurandi lapangan,apabilamemungkinkan. Apabilatanah pada saat pengerjaanakan terganggu, misal pengerjaantimbunan atau perkerasan,maka pengujian contoh tidak asli di laboratorium dipandanglebihtepat. Untuk meningkatkankekuatan atau ketahanandeformasitanah terdapat cara stabilisasi; meskipununtuk tanah organik,tidak ada satu carapun yang dipandangefektif.Sejauh ini, membuang lapisan organik (tanah penutup)masih merupakancara yang baik, apabila dipandangpraktis. Peningkatanberat isi tanah, baik dengancara pemadatanberat (heavycompaction)maupun stabilisasimekanis, selalu dipandang dapat meningkatkankekuatan, tetapi menjadi kekecualianapabila pemadatan mengakibatkanpeningkatantekanan air pori secara berlebih,atauapabiladilakukanterhadaptanahvulkaniktertentu. Variabilitasbahanpada tanah seragamsemu, kadang-kadang mengakibatkan menurunnya kekuatanpadaberatisi yang lebihtinggi,yaitusebagaiakibatmenurunnya kohesi. Pemadatanatau perbaikangradasi merupakancara yang paling luas diterapkandalam stabilisasi. Terdapatbeberapacara untukmeningkatkan beratisi tanah,diantaranya adalah: O Pemadatan dengan menggilas (rolling), menggetarkan (vibration) dan menumbuk (ramming). @ Pemasangankolompasir. @ Stabilisasi mekanis. 16-74
@ Konsolidasi lateral. \, Penambahanbahancair,yang dapat memperkecilgesekanantarabutir. A
Untuk meningkatkankekuatan adalah dengan meningkatkanstabilitasvolume melalui pengubahantanah menjadibahankaku atau granular.Hal tersebutdapatdiperolehmelalui stabilisasikimia atau termal.Bahan stabilisasiyang dewasa ini seringdigunakanadalah semendan kapur,dimanasemendapatsecaracepatmerubahlempungyang sangatbasah (lumpur)menjaditanahyang kaku. Sebagaimanahalnya terhadap stabilitas volume, pengeluaranair dari tanah dapat mempertahankan kekuatan.Olehkarenaitu,makadrainasefaktoryangsangatmenentukan, misalnyapadapengendalian longsor. Untuk mengatasi kerusakanmelalui pendebuan (dusting)atau penyerbukan(powdering) tanah (meskipuntanah telah dipadatkandenganseksama)pada jalan raya atau daerahlain yang melayanilalu-lintas, cara yang palingpraktisadalahmelaluistabilisasimekanisatau stabilisasi aspal. Stabilisasi aspal tidak hanya meningkatkan kekuatan tetapi juga memberikankohesiviskus. Untuk meningkatkandaya dukung atau ketahanandeformasitanah yang dalam terdapat metoda khusus, antara lain dengan cara pengeringansecara elektro (electro-dewatering). Tanah lunak yang dilewatilalu-lintasjuga dapat diperbaikidengan cara menghamparkan bahan yang lebih baik, meskipunhal tersebuttidak dapat dimasukkansebagaistabilisasi yang didefinisikan sebagaimana padaawal uraian. Sifat-sifatmekanis tanah dapat diperbaiki,atau dipertahankanpada batasan disain yang tetap, dengan cara stabilisasi.Metoda stabilisasiyang efektif untuk memperbaikistabilitas volume,juga efektifuntuk mempertahankan atau meningkatkansifat-sifatmekanis.Lagi-lagi air merupakansumberpersoalanrendahnyakekuatanatau ketahanandeformasitanah. Pemadatan hampir selalu merupakan satu-satunya ca'a untuk meningkatkansifat-sifat mekanistanah,terlepasdari bahanstabilisasi yangditambahkan. 6.2.4. Permeabilitas (perm eabilityl Di atas telah diuraikanpengaruhperubahankadarair atau pergerakanair terhadapsifat-sifat mekanis tanah. Untuk menyatakan pergerakan air biasanya digunakan parameter permeabilitashidrolik. Meskipun aliran penuh (bulk tlow) dapat terjadi pori dan celah (fissures) yang besar, namun karena lempung memiliki pori mikro (micropores)yang volumenyasangat besar, sehinggakondensasikapilerdan kelembaban,maka pori-pori tersebutmempunyaiperananpentingterhadappermeabilitas tanah tanah. Permeabilitas dalamkeadaanaslinyadi alam dan pada pekerjaantanah mempunyairentangyang sangat besar. Beberapajenis tanah secara alami mempunyaitekstur terbuka,sehinggasangat permeabel;sedangkanjenis lain,terutamalempung,dapat mempunyaipermeabilitas yang lebih kecil dari 10-'' cm/detik.Namun demikian,keberadaanlapisandan bidang-bidang patahan atau celah pada lempung berat dapat mengakibatkanpeningkatkan besar pada permeabilitas. Permeabilitas dapat menimbulkanpersoalan,diantaranyayang terkaitdengan pelepasan tekanan air pori (water pore pressure dissipation)atau aliran air rembesan (seepage flow). Pelepasantekanan air pori yang tidak sempurna akan cenderungmenimbulkanrisiko longsorpada pekerjaantanah; demikianjuga, aliran air rembesandapat mengakibatkan runtuhnyatanggul. Disampingitu, di wilayah dimana hujan terjadi secara berselang, permeabilitas tanahseringmerupakansumberpersoalanselamapelaksanaan, karenapada daerah yang memiliki lapisan lempung kedap dapat muncul mata air yang dapat 17-74
persoalandrainasedan daya dukung.Tanahyang mempunyaiteksturterbuka menimbulkan dan lempungretakdapat mengakibatkan kehilanganrembesandari bangunanpenahanair (misal waduk), atau perbedaanpergerakan/penurunan tanah sebagaimanayang telah diuraikanpadatanahekspansif. Bagi para pembinajalan,permeabilitas yang rendahdapatmengakibatkan hilangnyaadhesi pada laburanaspal,sehinggatidakdapat"menggigit" permukaanlapisandi bawahnya. Pemadatanyang jelek pada tanah kering dapat mengakibatkan tingginyapermeabilitas, karena gumpalanlempung cenderungmenahandaya pemadatansehinggaselanjutnya menimbulkanrongga yang besar. Rongga juga dapat terjadi sebagai akibat pembilasan alami dan akibat proses pembentukanagregat.Permeabilitasyang rendahbiasanyaterkait dengan tanah yang mempunyai kandungan lempung yang tinggi, terutama apabila mengandunggaram.Pengeringanlempungyang mempunyairetakandapatmengakibatkan permeabilitas awal yang tinggi pada saat lempungtersebutdibasahikembali.Pemadatan yang tanah permeabilitas yang rendah,karenatanah mengalami basahakan menghasilkan perubahan bentuk yang mengurangi rongga total (gross voids), yang secara tipikal padaGambar1.5. ditunjukkan Meskipun pengukuranpermeabilitasdapat dilakukan,baik di laboratoriummaupun di lapangan,namunpengukurandi lapangandipandanglebih cocok; karena,gangguankecil sekalipunterhadapcontoh yang diuji di laboratoriumakan sangat mempengaruhihasil pengukuran. 1o' x {x) E o U)
10'
s
f co LlJ
I n-3
E UJ
\_ 1o-' 15
20
25
1,70
tr
,^^
c
o I @
:
&. uJ co
\ 1.50
1,40
1,30 L tc
20 25 KADARArR(%)
Gambar1.5.Hubungankadarair denganberatisi dan permeabilitas (Sumber:Ingels,1972) Lebih jauh lagi, permeabilitas seringtidak isotropis,dimana nilai pada arah vertikal dan 18-74
horizontaljauh berbeda.Meskipundi lakukandi lapangan,pengukuranpermeabilitas tidak bisa langsung,karenahal tersebutmemerlukaninformasimengenailetak muka air tanah dan pemilihandua metoda, yaitu aliran masuk (inflow)dan aliran keluar (outflow),yang mungkintidak bersesuaian.Kemungkinantidak sesuainyahal tersebutdikarenakanair yang masukdan yang keluarharussecarakimiadan termodinamik penuh dalam keseimbangan dengantanah.Pengukuranpermeabilitas di lapanganbiasanyadilakukanpadadaerahratarata yang mewakilizona yang luas serta tidak selalu membedakanlapisantipis yang mempunyaipermeabilitas rendahatausebaliknya. Permeabilitastanah pada umumnya dapat dirubah. Permeabilitasyang tinggi dapat diturunkanmelaluipemadatan,penyuntikan(grouts),atau apabila menyangkutlempung, denganpenggunaandeflokulan(deflocculants). Karenapenyuntikanatau penyumbatantidak dapat mengisi pori yang kecil, maka cara tersebut hanya mengurangialiran air, tidak mencegahseluruhnya;sedangkandeflokulanyang baik, misal polifosfat,dapat benar-benar menyumbatpori-poritanah; sedangkanpermeabilitas yang rendahhanyadapat ditingkatkan denganpenggunaan flokulan(yangbiasadigunakanadalahkapuratau gipsum),karenahal tersebutsepenuhnyamenyangkutfraksi lempungdalam tanah. Disampingpermeabilitas, tegangan tarik permukaan(surface tension)juga dapat diturunkandengan menggunakan bahancair, sehinggapermeabilitasefektifdapatditingkatkansementara. Cara praktis untuk mengendalikanperubahankadar air pada tanah mengandungsatu paradokspenting,yaitu: pada lingkungantertentu,zona pasir yang sangat permeabeldapat menjadi benteng (barrier)yang kedap bagi lempung. Hal tersebut dikarenakanair yang ditahanoleh kekuatankapilerpada lempungtidak dapat melintasisetiapzona dimanafase air pada pasiryang keringmenjaditidak menerus(discontinuous). Metodastabilisasiyang dapat merubahpermeabilitas tanah tidak perlu memperbaikipula stabilitasvolume atau kekuatanmekanis,dan dalam beberapakasus,dapat menurunkan volumetanah. Sebelum menetapkanjenis stabilisasi,terlebihdulu perlu benar-benardipertimbangkan empat sifat utama tanah (stabilitasvolume, kekuatan,permeabilitasdan keawetan)yang pekerjaanyang dihadapi. menjadikepentingan Persoalanpermeabilitas tanah umumnyadapat diatasimelaluidrainase,pemadatandan stabilisasi. perludiperbesar, Apabilapermeabilitas makapenggunaanbahantambahflokulan atau pasirmerupakansatu-satunya pilihan. 6.2.5. Keawetan (durabilityl Hampir pada semua bahan bangunan,ketahananterhadapproses pelapukan,erosi dan akibat lalu-lintasmerupakan kondisi yang selalu dituntut. Ketahanantersebut dapat diistilahkandengankeawetan.Tanah mempunyairentangkeawetanyang sangatbesardan seringkali dituntutuntukmeningkatkankeawetanyang rendah. Keawetanmerupakanpersoalanyang dijumpaipada tanah, baik yang asli maupunyang distabilisasi.Hal tersebut umumnya merupakan persoalan permukaan, misal, pada perkerasan(di bawahlaburan)dan jalantanah,salurandrainasedan jembatan. Kadang-kadangerosi internalterjadipada tanah asli yang terletakdi bawahpermukaanatau timbunan; yang biasanya sebagai akibat permeabilitasyang sangat besar sehingga keawetannyarendah.Keawetanyang rendah lebih dicerminkanoleh biaya pemeliharaan yang tinggi daripadaoleh keruntuhanstruktural,meskipun pada kasus-kasustertentu, keruntuhanstruktural dapatterjadi. 19-74
Pada tanah asli, ketahananterhadapair yang rendah dapat dikaitkandengan lempung dispersif,dan ketahananterhadaplalu-lintasyang rendah dapat dikaitkandengan tanah yang kandunganlempungnyatidak mencukupi.Pada tanah yang distabilisasi, keawetan yang rendah dapat disebabkanoleh berbagai aspek kelemahandisain; antara lain, kesalahanpemilihanbahanstabilisasi(misalyang tidak cocokdengantanahtertentu),atau kadar bahan stabilisasiyang tidak memadai,atau keawetanterhadapbahan kimia atau air yang rendah.Contoh keawetanterhadapbahan kimia yang rendahadalah,stabilisasitanah dengansemenmudahdipengaruhi olehtanahsulfat. Salah satu kelemahanstabilisasiyang dihadapidewasa ini adalahterbatasnyapengujian yang diperlukanuntuk menilai keawetantanah dan tanah yang distabilisasi. Pengujian pelapukanyang biasa dilakukanterhadapagregat,tidak dapat diterapkanuntuk menguji tanah;demikianjuga, pengujianbeban berulangbelum dapat menggambarkan ketahanan akibat beban lalu-lintas;pengujianketahananterhadapair umumnyahanya bersifatkualitatif saja. Karena kelemahan di atas, maka keawetan merupakan aspek paling sulit dalam mengevaluasimutu bahan. Reaksi yang paling umum terhadap hal tersebut adalah melakukandisainsecaraberlebih(overdesign), dimanaditinjaudarisegi biayadan teknishal tersebuttidak rasional.Namundemikian,ketahananbahan rendahakibatlalu-lintasdapat ditingkatkan denganstabilisasi. Pengendalian abu dan pasiryang mudahterbawaolehangin juga dapat dipandangsebagaipersoalankeawetan,dimana untuk mengatasihal tersebut terdapat beberapa cara, mulai dari penyemprotanpermukaandengan aspal atau lateks, sampai ke penggunaanlarutan garam (brine atau kalsium klorida) untuk mengurangi tekanan uap sehingga tanah menjadi lembab. Pemecahantersebut hanyalah bersifat sementara,sedangkanpemecahanpermanendapat dilakukandengan melabur seluruh permukaanatau, pada kondisitertentu,denganmenanamrumputpada seluruhpermukaan. penanamanrumputmerupakancarayang palingmurah. Apabiladiterapkan, Keawetantanah yang distabilisasi adalahlebihtinggidaripadatanahasli,denganbeberapa pengecualiansebagai akibat kondisikhusus. Pengumpulaninformasimengenairendahnya keawetan pada tanah dan pasir alam adalah dimungkinkan,meskipun hanya bersifat kualitatif sehinggamemerlukan metodapengujianyang khusus. 6.3.
Jenis stabilisasidan penggunaannya
6.3.1. Klasifikasijenis stabilisasi jenis bahanpengikat Pada masa yang lalu,stabilisasi terutamadiklasifikasikan berdasarkan yang digunakan. Dengan dikembangkannyametoda disain berdasarkanpendekatan mekanistik,yang memerlukanevaluasikinerja lapis perkerasanyang distabilisasi, maka stabilisasidapat kelompokkanberdasarkankinerjastruktural. Pada Tabel 6.1 ditunjukkankarakteristik kelompokmenurut bahan untuk masing-masing kinerjasebagaiberikut: O Bahan asli (unbound materials)- bahan seperti kerikil alam, batu pecah dan tanah berbutir halus yang tidak menunjukkankekuatantarik yang besar; kekuatan untuk menahan beban lalu-lintasdisumbangkanoleh gesekan internalantar butir dan kohesi (apabilaada). @ Bahan modifikasi(modifiedmaterials)- bahan asli yang sudah ditambahsedikit bahan stabilisasidengansalah satu atau beberapatujuansebagaiberikut: ' Memperbaikikelemahansifat-sifatbahan (misal, plastisitas), tanpa mengakibatkan peningkatan berartikekakuanstruktural. . Meningkatkan kekuatan. 20-74
'
Mengurangikerentananterhadap air bagi bahan berbutir halus sehingga dapat dijadikanlantaikerjaatau lapispondasi.
Bahan modifikasibiasanyamempunyaiperilakustrukturalyang mirip dengan perilaku bahan asli. Namun demikian,beberapa bahan modifikasiyang kekuatannyamakin meningkatsejalandenganbertambahnya waktu,maka dalamjangkapanjangdipandang sebagaibahanterikat. @ Bahan terikat (bound materials) - diperoleh melalui penambahan bahan stabilisasi (biasanyabersifatsementasi)terhadapbahangranulardalamtakaranyang cukup untuk menghasilkanbahan terikatyang mempunyaikekuatantarik yang cukup besar.Bahan terikat bertindaksebagai "balok" (beam) pada perkerasandalam menahanbeban lalulintas.Dibandingkan dengan bahan asli, bahan terikatmempunyaikapasitasstruktural yang jauh lebihtinggi,tetapiretaksusut (shrinkagecraking)pada lapis pondasiatas perlu dikendalikan. 6.3.2. Manfaatstabilisasi Stabilisasiditujukanuntuk memperbaikisifat-sifatbahan yang diperlukanuntuk disain perkerasanatau mengatasikelemahanbahanyang ada. Bahanstabilisasidapatdikelompokkanmenjadibeberapajenis sebagaiberikut: O Kapur (ime) - mencakup kapur mati [hydratedlime, Ca(OH)2],kapur hidup (quick lime, CaO) dan bubur kapur (lime slurry). (^ Semen. an Campuranyang mengandung bahansementasi, antaralain:
. Semen/kapur . Slag/kapur . Aspal/semen . Aspal/kapur . Kapur/abu terbang @ Aspal- aspal busa (foamedbitumen),aspalemulsi,aspalcalr (cutback bitumen) dan
beberapaprodukpaten. O Bahanstabilisasi kimiasebagaiprodukpaten. @ Bahan berbutir- bahan alam yang ditambahkanke dalam tanah jelek dalam rangka memperbaikigradasidan sifafsifatfisik. Penambahanbahan ini merupakanfase pertama stabilisasi sebelummemilihjenisstabilisasi yangdiuraikandi atas. Beberapamanfaatstabilisasiadalah: . Mengurangitebal perkerasanmelaluipeningkatankekuatantarik lapis perkerasan;hal tersebutkemudiandapatmenghematbiayadan mengurangi volumebahan. jalan pelaksanaan, Menyediakan yaitu denganmemperbaikikemampuanbahan lemah atau lepas dalam melayani lalu-lintaspelaksanaan.Stabilisasimenurunkanjuga kepekaantanahdasarterhadapperubahankadarair. Dengandemikiankehilangan masa pelaksanaanselamamusim hujandapat diperkecil.Disampingitu, tanahdasar menjadi lebih kuat dan menjadi landasanyang lebih seragam bagi perkerasanyang akan dipasangdi atasnya. o Merubahbahantanahdasarmenjadibahanuntuklapispondasibawah. a Memungkinkan digunakannya bahanbermuturendah(marjinal). a Mengurangi tebalperkerasanmelaluipeningkatan kekuatantanahdasar. a Menyediakanteknik yang murah untuk pekerjaansementara,misal jalan kerja, pengangkutan bahan. a Menyediakan teknikyang murahuntukpemeliharaan dan rehabilitasijalan. a Meningkatkankeselamatan(safefy),mengurangierosi dan mengurangipencemaran 21-74
lingkungan, apabiladigunakanuntukmengatasidebu. PadaTabel1.3dan 1.4ditunjukkan indikasikasarmengenaipengaruhbeberapajenis bahan stabilisasisertajenis tanah yang dipandangcocok.
Tabel1.3.Kategoridan karakteristik Inc.1998) bahan(Sumber: Austroads KARAKTERISTIK BAHANTANPA Jenisbahan
PENGIKATBatu pecah Kerikilalam Bahanberbutir Tanahberbtirhalus
BAHANMODIFIKASI- BAHANTERIKAT-
Bahanaslidengan B a h a na s l i y a n g penambahan sedikit distabilisasi dgn bahanstabilisasi; bahansementasi bahandistabilisasi ataubahanpengikat dgn aspal;beberapa lain;misal,semen, bahanyang kapur,aspal,semen distabilisasi dgn aspal/semen,kapur dan bahansementasi Karakteristik Meningkatnya Meningkatnya Meningkatkan perilaku kekuatangeser geser kekuatangeser kekuatan melaluigesekan melalui kohesi dan melaluipenguncian internalantarabutir gesekan internal antarabutir. perekatankimia butiran dan kohesi Mempunyaikuat tarikyanqtinqqi Modus Deformasimelalui Deformasimelalui Retakakibat kerusakan geserdan densifikasi geserdan penyusutan, Disintegrasi melalui densifikasi kelelahandan penghancuran butiran Disintegrasi melalui teganganberlebih penghancuran dan/ataustruktur Erosidan pemompaan, bahan butirandan/atau strukturbahan apabilaada air . Parameter . Modulus Modulus Modulus kekuatan untuk . Angka Poisson AngkaPoisson Angka Poisson . Derajat disain Derajat Derajat ketidakisotropisan ketidakisotrooisan ketidakisotrooisan . Kriteriakinerja Spesifikasibahan Spesifikasibahan Kelelahan (kekuatan, gradasi, (kekuatan, gradasi, Erosi plastisitas,berat isi) plastisitas,berat isi) Tebaldipengaruhi Tebaldipengaruhi oleh kriteriaregangan oleh kriteria padatanahdasar reganganpada tanahdasar *Klasifikasiberdasarkan kinerja
22-74
Tabel 1.4. Penggunaanbeberapajenis bahanstabilisasi(Sumber:AustroadsInc. 1998) BAHAN STABILISASI
. Semen
PROSES
PENGARUH
Sementasi, sehingga terjadiikatanantara butir
Kandunganbahan stabilisasi rendah (<20%). menurunkan kerentanan terhadap perubahankadar air Kandungan bahan stabilisasi tinggi: meningkatkan modulusdan kuat tarik secaranyata, sehingga menghasilkan bahanterikat Meningkatkan sifat-sifattanah kohesif Kandunganbahan stabilisasi rendah (<20%): menurunkan kerentanan terhadap perubahankadar air, meningkatkan kekuatan sehingga menghasilkan bahanmodifikasi atau bahanterikat Kandunganbahan stabilisasitinggi: meningkatkan modulusdan kuat tarik, menghasilkan bahanterikat Umumnyamirip semen,tetapi tingkat pencapaian kekuatanmirip kapur Juga memperbiki kemudahan pengerjaan Umumnya mengurangiretak oenvusutan
Kapur, termasuk kapurmati dankapur hidup
lkatansementasi antarabutiran,tetapi tingkatpencapaiannya lebihrendahdaripada semen Reaksinyatergantung padasuhu dan memerlukan keberadaanpozolan Apabilapozolantidak ada dalamtanah, makakapurdapat dicampurdengan pozolan
Campuran bahan pengikat pemantapa n lambat: slag/kapur, abu terbang/kap urdan slag/kapur/ aba terbang
Kapurdan pozolan merubahgradasidan menumbuhkan ikatan sementasi
23-74
TANAHYANG COCOK Tidakterbatas, kecualidengan komponenyang mengganggu (bahanorganik, sulfatdan bahan lainyang menghalangi rekasidengan semen) Cocokuntuktanah granular,tetapi tidakefisientanah berbutirseragam dan lempungberat Cocokuntuktanah kohesif Dalamtanah perlu terdapat komponen lempungyang akan bereaksi dengankapur (yaitu mengandung pozolan) Bahanorganik akan menghalangi reaksi
Sebagaimana halnyastabilisasi dengansemen Dapatdigunakan apabilatanah tidak bereaksi dengankapur
Tabel1.4.Penggunaanbeberapajenis bahanstabilisasi (Sumber:AustroadsInc. 1998),
lanjutan BAHAN STABILISASI
PROSES
Aspal:aspal busa,aspal benturtinggi (highimpact), aspalcairdan aspalemulsi
Penggumpalan (anglomeration) butir-butir halus
Campuran aspal/semen
Penggumpalan (anglomeration) butir-butir halus yang disertai denganikatan sementasi
Bahan granular
Bahankimia lain
PENGARUH Menurunkan permeabilitas dan meningkatkan kekuatankohesi Menurunkan kepekaan terhadap kadarairmelalui penyelimutan butir halus
Menurunkan permeabilitas dan meningkatkan kekuatan Semenmembantu perolehandini kekuatan Mencampur dua Peningkatanterbatas ataulebihbahan, kekuatan, untukmendapatkan permeabilitas, gradasiyang stabilitas volumedan diperlukan kemudahan dipadatkan Bahantetap berbentukqranular Penggumpalan Secaratipikal mening-katkan kekuatandalam keadaankering Merubah permeabilitas dan volume stabilitas
TANAHYANG COCOK Cocokuntuk bahangranular yang mempunyai kohesidan platisitasrendah
Cocokuntuk bahangranular yang mempunyai kohesidan platisitas rendah Tanah jelek, bergradasi tanahgranular yangtidak memiliki butir berukuran tertentu Secaratipikal tanah bergradasijelek
6.3.3. Pemilihanbahan stabilisasiyang tepat yang perludipertimbangkan Faktor-faktor adalammemilihbahanstabilisasi adalah: . Cuacadan drainase . Penyelidikanperkerasan . Pengambilan contohdan pengujianbahan . Penilaianawalterhadapjenisstabilisasi yangdiperlukan o Pemilihanakhirjenis stabilisasi 6.3.3.1.Cuaca dan drainase Cuaca mempunyaipengaruhyang besardalampemilihanteknikstabilisasi. Di daerahyang bercuacalebih basah, dimana kadar air pada perkerasanadalah tinggi,perlu dipastikan bahwakekuatanbasahbahanyang distabilisasi terhadap adalahmencukupidan kerentanan variasi kadar air adalah rendah. Pada kondisi tersebut,penggunaanbahan sementasi dipandangcocok, meskipunaspal dan campuransemen/aspaljuga dapat mengurangi 24-74
permeabilitas dan kerentananperubahankadar air; sedangkankapur akan cocok untuk tanahkohesif,terutamaapabiladigunakan sebagaibahanawal untukmengeringkan bahan perkerasan. Selamaprosesstabilisasi, aspalemulsiyang digunakan di daerahbercuacapanasdan keringakancepatmenguap sehingga kekuatannya akancepattumbuh. perkerasan 6.3.3.2.Penyelidikan Pengerjaan stabilisasi di tempatmemerlukan informasi sebagaiberikut: . Kondisibahanperkerasan: tebal,mutu,keseragaman dankadarair. .
. .
Kondisitanah dasar:lebar dan daya dukungpada saat pemadatanbahan sebaiknyadievaluasimelaluipengujianlendutanatau pengukuran langsung. Keberadaandan cakupanbagian-bagianperkerasanyang terdiriatas tambalan-tambalan bahansementasiserta bagian-bagianlain perkerasanyang tidakseragam" gorong-gorong, Keberadaan utilitasumumdan bendalainyangsejenis. Bebandan volumelalu-lintas. Tambalan dalam serta perkiraan pengaruhnyaterhadap pengoperasianmesin daur ulang.
6.3.3.3.Pengambilancontoh dan pengujianbahan Pada semuapekerjaanstabilisasi, bahanyang digunakanharusdiuji;demikianjuga, reaksi bahandenganbahanstabilisasiharusdiuji di laboratorium, lapangan sebelumpelaksanaan dimulai. Untuk menentukanmutu dan keseragamannya,bahan perkerasanyang distabilisasi haruslahdiuji,dimanajenis pengujianyangdiperlukan tergantungpadajenisstabilisasi. 6.3.3.4.Penilaianawal terhadapjenis Sebagaidasaruntukpenilaianawal jenis stabilisasiyang sesuaidenganbahanperkerasan tertentu, biasanya diperlukan data gradasi dan batas Atterberg bahan yang akan distabilisasi. Kecocokansuatu bahanstabilisasidengantanah biasanyadinilaiberdasarkan bahanyang lolos saringan0,075 mm (No. 200) dan indeksplastistanah. Pada Tabel 6.3 ditunjukkan pedomanawal untukpemilihanawal bahanstabilisasi. 6.3.3.5.Penetapanakhir jenis stabilisasi Setelahmenganalissemua data yang ada, kemungkinandapat diperolehbeberapajenis stabilisasiyang dipandanglayak. Keputusanakhir tentang jenis stabilisasiyang dipilih umumnya didasarkanpada nilai finansial yang paling menguntungkandiantara hasil perhitungan siklus pembiayaan (life cycle cosfs) semua alternatif. Disamping itu, keterampilandan sumber daya manusiayang tersedia,kinerjapekerjaanyang sama pada masa yang lalu serta ketersediaanbahan dan peralatan juga pedu dijadikan bahan pertimbangan.
25-74
T a be 1l .5 .P edoman umumuntukpemilihan bahanstabilisasi oo*' rs"r"toLos *o.oz-o rt
J E N I SB A H A N STABILISASI
"ott
[,,**.^
prr2o
SEMEN& BAHAN SEMENTASILAIN
CAMPURANASPAL/ SEMEN
"^:#[in "=*o,**illllllll ,"^',s6iJi [ ] 5'#i^?F#i,fl$*.o* Catatan: Jenis bahanstabilisasidi atas dapat digunakandalam kombinasi;misal,stabilisasidengan kapur adalah untuk mengeringkanbahan serta untuk mengurangiplastisitasnya; dengan demikian,hal tersebutcocokjuga untukstabilisasiyang lain.
6.4.
Filosofi disain
6.4.1. Aspek disain Keberhasilanpekerjaanstabilisasibahan perkerasansangat oleh dua faktor sebagaiberikut: o Disaincampuranstabilisasi. . Disainstrukturalperkerasanyang menggunakanbahanyang distabilisasi. Keduaaspekdi atas salingberhubungan, karenakinerjabahanyang distabilisasi tergantung pada tebal dan susunanperkerasan;demikianjuga disainstrukturalperkerasantergantung pada karakteristik bahanyangdistabilisasi. 6.4.2. Disain campuranstabilisasi Dalam merancang campuran stabilisasidiperlukanevaluasi, baik bahan yang akan distabilisasi maupunbahanstabilisasi yang akanditambahkan. Beberapakarakteristik yang perludievaluasidalam merancangcampuranstabilisasiadalah: o Kekuatan(kompresifdan geser) o Keawetan . Penyusutan(shrinkage) . Pemantapandan perawatan(seffingand curing) . Ketahananerosi . Kekakuan(sflffness) . Kinerjakelelahan(fatigue), apabiladiperlukan . Variabilitas Rangkumankarkateristik padaTabel6.1. bahanditunjukkan
26-74
6.4.3. Disain struktural perkerasan Campuran stabilisasitidak akan dapat dirancang dengan seksama apabila tanpa memperhatikan disainstrukturalperkerasan yang akan menggunakan campuranstabilisasi. Kinerjaperkerasanyang menggunakancampuranstabilisasitergantungpada banyakfaktor, diantaranya adalah: . Kekuatantanahdasar . Tebal dan kekakuan lapisan yang distabilisasidan lapisan lain, termasuk lapis permukaan o Lalu-lintas disain o Kondisilingkungan, terutamasuhudan kelembaban sertadrainase Perencanaanperkerasanyang menggunakancampuranstabilisasisebaiknyadilakukan dengan mengikutimetoda disain berdasarkanpendekatanmekanistikatau analitis,yaitu metodadisainyang menggunakan parameteryang disebutkanpadaTabel6.1. Parameter-parameter tersebutadalah: . Kekakuan/modulus . Angka Poisson . Derajatketidakisotropisan Parameterdi atas sebaiknyaditentukanberdasarkanpengujian,meskipundapat ditetapkan berdasarkanacuanyang dapatdipercaya. Untuk disain yang menggunakanmetoda berdasarkanpendekatanmekanistik,bahan perkerasan dikelompokkan menjadidua jenis,yaitu: . Bahan asli (unbound materials) . Bahan terikat (boundmaterials) 6.4.4. Bahan asli (unbound materials) Untukkeperluandisainstrukturalperkerasan, bahangranulardistabilisasi, bahanmodifikasi dan beberapabahanterikataspaldimasukkan sebagaibahanasli. Kemampuanmenyebarkanbeban yang diberikanoleh bahan asli berasaldari gabungan gesekan internal dan kohesi, dengan anggapan bahwa bahan tersebut memenuhi persyaratanberdasarkanpengujianBeban BerulangTriaxial(RepeatedLoad Triaxial,RLT). Faktor-faktortanah dasar juga perlu dipertimbangkandalam disain perkerasan yang menggunakanbahan asli. Apabilatanah dasar distabilisasi, untuk membentuklantaikerja dan meningkatkandaya dukung, maka untuk keperluandisain, tanah dasar tersebut diperlakukan sebagailapispondasibawah. Dalam disain perkerasan,bahan asli dianggapsebagai bahan yang tidak isotropis(crossanisotropic)dan kekakuannyatergantungpada tegangan,yaitu bervariasimenurutposisinya dalamperkerasan. 6.4.5. Bahan terikat (bound materials) Bahan terikatdapat dikelompokkansebagaibahan terikatsementasi(cementitiously-bound materials)atau bahan terikat aspal (bitumen-boundmaterials).
27-74
6.4.5.1. Bahanterikatsementasi(cementitiou sly-bound materialsl Bahan ini, yang mempunyaikandunganpengikatsemen yang mencukupiuntuk mendapatkan kuat tarik, dipandangsebagaibahansementasi(cementedmaterials)dan untuktujuandisainperkerasan, bahantersebutharusmemenuhi kriteriakinerjakelelahan. Disampingitu, untuk keperluandisain,bahan terikatsemen dianggapisotropisdan kekakuannya padategangan. tidaktergantung Kinerjabahanterikatsemendapatditunjukkan dalampersamaan sebagaiberikut: 1.3 dimanaN adalahjumlah repetisiregangansampairuntuh;K dan a adalahkonstantayang tergantungpada kadar bahan pengikat,sedangkane adalah regangantarik pada bahan terikatsemen. Untuk bahanterikatsemen,nilai eksponen"a" pada persamaandi atas adalahsekitar12, yang berartibahwa perubahankecil pada reganganakan mengakibatkanperubahanbesar pada kinerjakelelahan(N). Dengan perkataanlain, perubahankecil pada tebal perkerasan (sebagaiakibat pengendalianmutu atau penerapantoleransiyang jelek), kepadatan,atau ketidakseragaman penurunankinerjajangka panjang.Sehubungan dapat mengakibatkan denganhal tersebut,maka untuk keperluandisain,parameterbahanterikatsemen diambil nilaiyang aman (konservatif). Aspek kritislain mengenaidisain perkerasanyang menggunakanbahan distabilisasiadalah lekatan antara lapisan.Dalam disain, aspek tersebut dapat dianggapbekerja penuh atau tidak,baiksebagianmaupunsepenuhnya; meskipunumumnyadianggapbekerjapenuh. Apabilalapisdistabilisasi semendibuatdalambeberapalapis,maka perludipastikanbahwa antara lapisan-lapisanbenar-benarterdapat lekatan yang cukup agar menjadi kesatuan lapisan. Lapisan-lapisan distabilisasiyang tidak melekat satu sama lain akan sangat menurunkankinerjaperkerasanfiumlah lalu-lintasyang dapat dilayanioleh lapisan-lapisan yang tidak melekatjauh lebih rendahdaripadajumlah lalu-lintasyang dapat dilayanioleh lapisan-lapisn yang mempunyailekatankuat). Proses disain akan menghasilkan tebal masing-masing lapis perkerasan. Karena kepekaannyaterhadap perawatan(curing),kepadatandan ketidakseragaman, maka tebal bahandistabilisasi hasildisainharusdipandangsebagaitebal minimumuntukpelaksanaan. Selanjutnya, perlubenar-benar toleransiteballapisandalampelaksanaan dipenuhi. 6.4.5.2. Bahan terikat aspal (hitumen-bound materials) Beberapajenis bahan yang distabilisasi dengan aspal, biasanyadengan bahan tambah, secara strukturaldapat berperilakuseperti beton aspal. Hal tersebut berartibahwa dalam disainperkerasan, bahanterikataspaldapatdianggapsamadenganbetonaspal. Penentuankarakteristikbahan di atas memerlukaninformasitentang kekakuan(sfiffness), yang tergantung pada suhu, kecepatan pembebanan, angka Poisson dan kinerja yangditunjukkan sebagaimana denganPersamaan6.1. Untukkeperluandisain,bahanterikataspaldianggapsebagabahanyang isotropis.
6.4.6. Evaluasiperkerasanlama untuk keperluandaur ulang Untuk keperluankemungkinandaur ulang, perkerasanyang lama perlu diselidikiterlebih dulu. Penyelidikan tersebutmencakuppenentuandaya dukung,komposisidan variabilitas bahan. Penyelidikandapat mencakupsalah satu atau gabunganbeberapatekniksebagaiberikut: . Pengukuran lendutan perkerasandengan Benkelman beam, Deflectographatau Falling Weight Deflectometer. . Pengukurandaya dukungdenganmenggunakanDynamicCone Penetrometer. . Pembuatansumur uji (fesf pif) untuk menentukantebal dan sifat serta pengambilan contohlapisperkerasan. - terutamauntukmenentukan . Pengujiandi laboratorium rancangancampuran. Terlepasdari sifat-sifatbahan yang akan distabilisasi,maka sifat-sifatstrukturaltanah dasar dan lapis-lapisperkerasanyang lain diperlukansebagaimasukanuntukdisainperkerasan. Parameteryang telah diuraikanpada Butir6.3.3.2juga perludianalisis,yaitudalamrangka menunjangprosesdisaindan pemilihanteknikpelaksanaan. 6.4.7. Disain lapis daur ulang tebal penuh (deeplift) Lapis daur ulang tebal penuh (lebih dari 300 mm) sering dipadatkandalam satu lapisan sehinggaterjadigradien(penurunan) kepadatandalamarah vertikallapisan.Beberapahasil penelitianmenunjukkan bahwaapabilalapisanyang tebalnyalebihdari 300 mm dipadatkan dalam satu lapisan,maka denganteknik pemadatanyang ada dewasa ini, sepertigabagian bawah lapisan mempunyai kepadatan 5o/olebih rendah daripada sepertiga bagian atas lapisan.Lebihjauh, kuat tekan bebas (unconfinedcompressivestrength,UCS)dan modulus bagiandasar lapisanakan bernilaikira-kirasetengahnilai kuat tekan bebas dan modulus bagianlapisanyanglain. Pada tahap disainperkerasan,fenomenadi atas dapatditerapkansebagaiberikut: . Sepertigabagiandasar lapisandipandangmempunyaiberat isi relatifyang nilainya5% lebih rendahdaripadaberat isi bagianlain serta kuat tekan bebasyang nilainyasetengah kuat tekan bebasbagianlapisanyang lain,kecualiapabilapengujianmembuktikan hasil y a n gl a i n . . Hasil pengujian batang (beam flexure /esfs) di laboratorium dengan berat isi yang berlainanharusmenjadidasaruntukmenentukan modulus. Apabilapengujianbatangyang disebutkandi atas tidakdapat dilakukan,maka sebagai penggantinyadapat dilakukanpengujiankuat tekan bebas. Hasil pengujiantersebut selanjutnyadigunakanuntuk menentukanmodulusberdasarkanhubunganyang telah dikembangkan. Anggapan bahwa kuat tekan bebas sepertigabagian bawah lapisan adalah setengah daripadakuat tekan bebas dua pertigabagian lapisanyang lain dapat diterapkanuntuk menentukanmodulus,berdasarkan hubunganyangtelahdikembangkan. . Apabila lapisanyang tebal dipasangandalam beberapalapis, maka harus dipastikan bahwaantaralapisanterjadilekatanyang kuat. 6.4.8. Lalu-lintasdisain Lalu-lintasdisain adalahjumlah beban lalu-lintasselama umur rencanaperkerasan.Karena bahanterikatsemendan bahanterikataspal mempunyaikinerjalelahyang berbeda,maka jumlah lalu-lintasyang mengakibatkankerusakanyang sama harus ditetapkansecara sendiri-sendiri untukmasing-masing bahantersebut. 29-74
6.5.
Stabilisasisemen
6.5.1.Umum Stabilisasisemen diartikan sebagai stabilisasiyang menggunakansemen atau bahan sementasi tambahan (supplementary cementitious materials). Bahan tambah semen merupakancampuranantarabahanpozolanik(abuterbangatauslag halus)dengankapur. Reaksiutama pada stabilisasisemen adalah reaksiantarasemen denganair yang terdapat dalam tanah, yang kemudian membentuk bahan stabilisasi sementasi (cementitious materials).Reaksitersebuthampirtidak tergantungpada sifat-sifattanah. Oleh karena itu, semencocokdenganberbagaijenistanah,mulaidari pasirdan kerikilbersihsampaidengan lanaudan tanah kohesifplastisitasrendah. Kapur dapat dianggap sebagai bahan stabilisasisemen, apabila dicampurkandengan pozolan.Apabiladijadikansebagaibahan stabilisasiutama,kapur akan bereaksidengan pozolanalam yang terdapatdalam tanah. Dengandemikian,maka kapur lebihtergantung padajenistanahdaripadasemen. Terdapatperbedaanmencolokantara kapur dan semen dalam karakteristikdan kecepatan reaksi. 6.5.2. Semen Semen PortlandMulti Fungsi (GP) dan Semen Campuran(GB) merupakanbahan yang efektifuntukstabilisasi berbagaijenis tanahdan situasi. Sebagai bahan stabilisasi,semen mempunyaidua pengaruhpentingterhadapperilaku tanah.Pengaruhtersebutadalah: O Sangat mereduksikerentananterhadap perubahankadar air dalam tanah, sehingga meningkatkan stabilitasvolumedan kekuatandi bawahpengaruhberbagaikondisikadar air. @ Menumbuhkan ikatanantarabutirpadatanahgranular,sehinggabahanyang distabilisasi menjadimemilikikekuatantariksertamouduluselastisyangtinggi. Meskipunsemen menawarkanbanyak potensi untuk merubah sifat-sifattanah, namun beberapa faktor lain (diantaranya, persyaratan pengerjaan, beban lalu-lintas dan penyusutan)mengakibatkanpenggunaanbahantersebutmenjaditerbatas. Semen yang digunakanuntuk bahanstabilisasiharus memenuhipersyaratan menurutSNI 15-2049-1994 atau dapatdigunakanstandarlain. 6.5.3. Jenis semen "Semen" merupakanistilah generik yang menunjukkanberbagaijenis bahan pengikat (bindingagents)organikdan anorganik.Bahan pengikat yang palingluas digunakanadalah yang dikenalsebagaisemen hidrolik- bahananorganikyang dihaluskansehinggamemiliki daya ikat hidrolikyang kuat, yaitu apabiladicampurdengan air, bahan tersebutmenjadi kerassehinggamenghasilkan bahanbaruyang stabildan awet. Terdapat berbagaijenis dan campuran(blends)semen yang diproduksisecara komersial dan masing-masingmempunyaikarakteristiksendiri-sendiri. Jenis utama semen yang sekarangada di pasaranadalah: O S e m e nm u l t i f u n g s i 30-74
. .
JenisGP - SemenPortlandMultiFungsi JenisGB - SemenCampuranMultiFungsi
@ Semenfungsikhusus . Jenis HE - Semen kekuatantinggi dini (high early strength) . Jenis LH - Semen panas rendah(lowheat cement) . Jenis SR - Semen tanah sulfat (sulphateresistingcement) . Jenis SL - Semen penyusutanterbatas (shrinkagelimited cement) Semenmultifungsidiproduksidaricampurankalsiumkarbonat,alumunium, silikadan oksida besi, dimana apabila dijadikanserbuk dan disublim pada suhu tinggi akan terbentuk kelompokbaru senyawa kimia yang dapat bereaksidengan air. Komposisiindividusemen dapat berbeda-beda, tergantungpada sifatdan komposisibahanbaku yang digunakan. SemenPortlanddidefinisikan sebagai,"hidroliksemenyangdibuatsebagaiprodukhomogen dengancara menghaluskansecarabersama-samaklinkersemen portlanddan kalsiumsulfat sertadapatmengandung sampai5% mineraltambahan". Semen campurandidefinisikan sebagai"semenhidrolikyang mengandungsemen Portland dan salahsatu atau kedua bahansebagaiberikut: a. Lebih dari5o/oabu terbangatau slag halusatau kedua-duanya. b. Sampai5% gas silika(s/rcafume). 6.5.4. Bahan sementasi tambahan (suplementary cementitious materials) Abu terbang,slag bubuk (pulverisedblastfurnace slag) atau bahan jenis pozolanikdapat digabungkan dengankapuruntukmembentukbahanpenambahsementasi. Bahan sementasi tambahan memberikan alternatif bagi semen multi fungsi (GP), berdasarkanpertimbanganbiaya atau masa pengerjaanyang lebih lama untuk pemadatan dan perapihan. Jenis dan sifat kapur akan diuraikanlebih lanjut pada Butir 6.6. Pozolanadalah silika atau alumuniumbersifatsilikadimanapadasuhu ruangdapatbereaksi(dalambentukbutirhalus dan ada air) dengankalsiumhidroksidayang dilepaskanoleh hidrasisemen Portlandatau kapursehinggamembentuksenyawayang mempunyaisifatsementasi. 6.5.5. Reaksiantaratanah dengansemen Reaksi utama antara tanah dengan semen adalah reaksihidrasiantarasemendenganair dalam tanah sehinggaterbentukbahan sementasi(kalsiumsilikatdan hidratalumunium sebagaimanayang terdapat dalam beton). Reaksi tersebuthampirtidakdipengaruhi oleh jenistanah. Reaksihidrasimelepaskankapurmati (kira-kirasekitar30% beratsemen yang ditambahkan pada stabilisasidengan semen multi fungsi) yang kemudiandapat menimbulkanreaksi sekunder dengan setiap pozolan yang terdapat dalam tanah. Pada reaksi sekunder dihasilkanbahan sementasiyang miripdenganyang terjadipada stabilisasidengankapur dan kemudianberlangsung lambat. Reaksi yang terjadipada penggunaanbahan sementasitambahanadalah mirip dengan reaksisekunderyang terjadipada stabilisasidengansemen dan berlangsung lebih lambat daripadayangterjadipadastabilisasi dengansemen. Reaksi pozolanikbiasanyaberlangsunglambattetapi menerusdalamjangka waktu yang 31-74
lama, asalkanada air yang cukup.Reaksinyasangatdipengaruhisuhu,dimanakecepatan reaksi meningkatapabilasuhu makin tinggi.Bahan organikdan sulfatdapat menghambat reaksi. Hasil yang dicapai pada stabilisasidengan bahan sementasitambahantergantungpada kandungankapur,pozolandan bahanperkerasan. Untuk abu terbang,perbandingan sekitar satu bagian kapur terhadapdua bagian abu terbangmenurutvolumeakan menghasilkan kekuatanmaksimumdaripadapasta. Kapurdan abu terbangyang ditambahkanke dalambahanperkerasanbiasanyatidakboleh lebihdari5% beratbahanperkerasan. Nilaitersebutharusdipastikanmelaluipengujian. 6.5.6. Jenis bahan hasil stabilisasisemen Sifat-sifattanah dapat berubahsecara progresifsejalan dengan meningkatnyakandungan bahan sementasi. Sifat-sifatbahan distabilisasiyang diperoleh dengan memvariasikan kandungan semen perlu dievaluasi, yaitu dalam rangka memastikan bahwa sifat-sifat tersebutdigunakansecaratepat. Berdasarkansifat-sifatyang diperoleh, maka dapat dua kelompok bahan distabilisasisecarasementasi,yaitu: Bahan modifikasi(modifiedmaterials)- apabilasemen yang ditambahkanhanya sedikit dan untuk keperluandisain perkerasan,bahan hasil stabilisasidigolongkansebagai bahan asli (unboundgranularmaterial). Bahanterikat(boundmaterials)- apabilakekakuandan kuat tarik bahan hasilstabilisasi cukup meningkat dengan penambahan semen yang dipandang praktis untuk memperkakuperkerasan.Sebagaimanaditunjukkanpada Tabel 6.4, bahan terikat tersebutseringdibagimenjadibahan terikatlemah (ightly bound)dan bahanterikatkuat (heavilybound). Pada Tabel 1.6. diilustrasikanperubahan kekuatan berbagaijenis tanah sebagai akibat penambahansemenbiasa,dimanacontohdirawatselama7 hari padasuhu25uC dan kadar air yang tetap. Tabel1.6.Hasilpengujiantipikalbahanmodifikasi dan bahanterikat (Sumber:AustroadsInc.1992)
' '
J E N I SB A H A N
TEBALLAPISAN (mm)
.
Modifikasi(modified)
Cocokuntuksetiap teballapisan
.
Terikatlemah(ightly bound) Umumnya<250mm
.
Terikatkuat (heavilybound)
Umumnya>250mm
KUATTEKANBEBAS D I S A I N( M P a ) 1 ' 2 <1
1-4(kekuatan 7 hari:1-T) >4
MODULUS DISAIN (MPa) <1500
1500-2000 2000-20000
Hasilpengujianpadaumur28 hari Untuk bahan pengikatlambatmantap,hasil pengujianpada umur 28 hari akan lebih kecildari yang ditunjukkan,tetapidi lapanganakan terus meningkatuntuk selamasekurang-kurangnya 612bulan
32-74
6.5.6.1. Bahan modifikasi {modified materialsl Penambahansemen yang takarannyasedikit diterapkanterutama untuk mengurangi kerentananperubahankadar air dan meningkatkankekuatangeser dan dukung,tanpa meningkatkankuat tarik dan modulus yang nyata. Bahan modifikasibiasanya bercirikan adanya jaringan retak halus berspasi rapat yang tidak berkembangmenjadi retak lebar berspasijarang sebagaimanayang terjadi pada bahan terikat. Untuk keperluandisain perkerasan,bahanterikatdiperlakukansebagaibahan asli(unboundmaterials). Kapur biasanyamerupakanbahan tambah yang lebih baik untuk memodifikasibahan, terutamabahan plastissebagaimanabahan sementasimempunyaikecenderungan untuk mengikatpartikel-partikel meskipundengankadaryangsangatrendah. Sejauh ini tidak ada kriteriauntuk membedakanantara bahan modifikasidan bahan terikat. Namun demikian,untuk bahan lapis pondasi atas bergradasimenerus,kuat tarik tidak langsungsenilai80 kPa, kuat tekan bebas (setelah7 hari pada kondisidilembabkan)senilai 0,8 MPa atau modulusresiliensenilai700-1500MPa dapatdigunakansebagaipedoman. Kerikilmengandungbahan halus, kerikilmengandunglempung,pasir mengandunglanau (tSO%lolossaringanO,425 mm) dan bahanlain yang tidakmemilikisalingpenguncianbutir yang nyata tidak cocok sebagai lapis pondasi atas apabila dimodifikasi,karena bahan tersebut akan cepat rusak (penurunankondisi).Umur perkerasandengan bahan tersebut umumnyapendek dan cepat mengalamidisintegrasidan retak kemungkinanbesar akan segeramenyusul. 100
KADAR SEMEN (7O)
Gambar1.6.Hubungankadarsemendengankekuatan(Sumber:Ingles,1972) 6.5.6.2. Bahan terikat (bound materialsl Bahan terikatdirancanguntuk menahantegangantarik akibat lalu-lintasserta pengaruh lingkungan selamaumurrencanaperkerasan. 33-74
Modulustipikalbahanterikatberkisarsekitar2000 sampai20000 MPa dan penggunaannya akan mengurangitebal perkerasanapabila dibandingkandengan bahan asli. Dengan demikian,penggunaanbahanterikatdapatmenghematbahan. Pada bahan terikat sementasi (cementitiously-bound materials)kadang-kadangterjadi retak beraturandengan spasi yang jarang (0,5-0,7m), terutamasebagaiakibat kombinasikuat tarik yang tinggi,susut pengeringandan tahanantanah dasar. Namun demikian,melalui penggunaanbahan pengikat lambat mantap, perawatan yang hati-hatidan pembukaan untuk lalu-lintasyang dini serta penerapanteknologipenyumbatanretak, maka pola retak dapat dikendalikansehinggadiperolehbahan terikatsementasiyang mempunyaikinerja jangkapanjangyang baik. Parameterbahan terikatuntuk tujuandisain perkerasandinyatakandenganmoduluselastis dan angka Poisson (biasanyadianggap bernilai 0,2) dan kinerjanyadiperkirakandari ketahananretakyangdimiliknya. 6.5.7. Sifat-sifat bahan yang distabilisasi semen 6 . 5 . 7 . 1 .U m u m Karenasementasipada tanah tergantungpada jenis semen,jenis tanah dan lingkungan, maka uraiandi bawah hanya berlakuuntuk kondisiumum saja; sedangkanuntuk kondisi tertentudiperlukanpengujian. Sifat-sifatbahan hasil stabilisasisemen yang dipandang penting terkait dengan hal-hal sebagaiberikut: . Stabilitas volumedan kadarair o Retak o Retaksusutdan erosi e Retaklelah 6.5.7.2.Stabilitasvolume dan kadar air Penambahansedikit saja mempunyaipengaruhbesar terhadapstabilitasvolume tanah ekspansiftanpamengakibatkan peningkatan kekuatan.Melaluipengikatan semen butir-butir, akan menurunkan secaranyatakadarair sehinggamengurangipenyusutan. Plastisitasmerupakansifat yang digunakansecara luas untuk mengklasifikasikan stabilitas volume bahan perkerasan,Namun demikian,hal tersebuttidak cocok untuk bahan yang distabilisasi dengansemen. 6.5.7.3. Retak Terdapatdua bentukutamaretakpada bahanyang distabilisasidengan semen,yaitu: e Retaksusutakibathidrasidan pengeringan, serta r Retaklelah Retak yang terjadi pada lapis yang distabilisasimerupakanaspek yang perlu mendapat perhatian pada lapis pondasi, meskipun retak refleksi yang berasal dari lapisan bagian bawah perkerasandapatjuga terjadi. .
Retaksusutdan erosi Suatukombinasikuatsusutdan tarikpada bahanterikatsementasidapatmengakibatkan 34-74
terjadinyaretak melintangdan/atau retak blok berspasijarang (0,5-0,7m). Meskipun dapat mengurangikenyamanan,namun retak tersebut biasanyatidak menimbulkan persoalanstrukturalyang serius, asalkanlebarnyatidak lebih dari 2 mm dan disumbat (sealed) atau di atas lapisan yang distabilisasidipasang lapis permukaan yang menggunakanaspal polimer atau aspal karet. Penggunaangeotekstiljuga dapat meredampengaruhretak. Pada perkerasanyang melayani lalu-lintasberat, penggunaan beton aspal dengan polimersetebal50 mm dapat mengurangipengaruhbebantumbukkendaraanterhadap retaksehinggaakan mengurangipenyebaranretakpada lapis permukaan. Apabilaretaktidakcepatdisumbat,maka air akan masuk ke perkerasandan kemudian pemompaanbahanhalusdan akhirnya,akibatlalu-lintas, perkerasan dapatmenimbulkan akan cepat rusak. Pemompaanbahanhalusdari lapispondasiatas,lapispondasibawahdan tanahdasar dapat dikurangidengan cara memastikanbahwa kadar bahan pengikatpada lapis distabilisasi adalahlebihtinggidari kadarbahanpengikatyang menimbulkan erosi. Meskipunretakyang cukup parahterjadipada lapisdistabilisasi, asalkanmasuknyaair perkerasan pelayanan ke yang cukup panjangmasih dapat dapat dicegah,maka rnasa diharapkanpada perkerasandengan bahan pengikatsementasisebagaibahanasli atau bahanmodifikasi. Pembukaandini lalu-lintaspada lapis distabilisasi semen dipandangmenguntungkan, karenahal tersebutmemfasilitasiuntuk lebihrapatnyaspasi retak,sehinggalebihmudah ditangani. Makin meningkatnyapenggunaansemen lambat mantap, misalnyasemen GB, dan bahan sementasi tambahan bersama-sama dengan perawatan yang hati-hati, pembukaandini lalu-lintas,makin membaiknyateknik penyumbatanretak serta makin membaiknyateknologilapis permukaan,dapat mengurangipengaruhjelek retak susut pada lapisdistabilisasi semen. o
Retaklelah jumlah repetisitegangantarik yang terjadi Retak lelahterjadiapabilaakibatlalu-lintas, pada lapisyangdistabilisasi semenmelampauikapasitasnya. Pencegahanterjadinyaretak lelah merupakankriteria dalam disain perkerasanyang menggunakan bahandistabilisasi semen. Ketahanan lelah lapis distabilisasisemen sangat dipengaruhi oleh tebal dan kekakuannya. Lapisdistabilisasi semenyang tipis dan mempunyaimodulusyang tinggi sangat rentan terhadap retak lelah. Sebagai perkiraan,pengurangan'lAo/otebal atau kekakuanlapisdistabilisasi umur lelah. semendapatmengakibatkan 90% pengurangan Oleh karenaitu, kadarsemen,pemadatan,penerapantoleransipelaksanaan, tebal dan perawatan lapis distabilisasi semen merupakan faktor-faktor yang sangat besar pengaruhnya terhadapketahananretaklelah.
6.5.8. Parameterkekuatan Parameterkekuatanyangdiuraikanpadabutirini menyangkutaspek-aspek sebagaiberikut: 1 Kuat geserdan dayadukung 2 Kuattarikdan regangantarik 3 Sifat-sifatelastis 35-74
4 Variasimenurutumur 6.5.8.1.Kuat geser dan daya dukung Pengujiankuat geser dan daya dukung, yaitu pengujiantriaksialmodifikasidan CBR, umumnyadapat diterapkanterhadapbahan modifikasi,tetapi terhadapbahan terikathanya sekali-kalisaja. Berdasarkan pengujian di atas, penambahan sedikit semen terhadap bahan granular bergradasimenerusbiasanyamenunjukkanhasilyang sangatmeningkatdan tidak berarti. Kedua pengujiandi atas merupakanpengujiankekuatanakhir yang mengukurparameter pada reganganbesar,lebihbesardari regangankerjapadalapisyangdistabilisasi semen. Pengujianyang palingumumdilakukanuntukmenentukan kekuatanbahanyangdistabilisasi semen adalah pengujiankuat tekan bebas. Pengujiantersebut relatif sederhanadimana hasilnyasangattergantungpada perawatandan pengkondisian contohuji. Kondisiperawatanpada pengujiankuat tekan bebas harusdiupayakansama dengankondisi di lapangan. Hasil pengujiankuat tekan bebas dapat digunakanuntuk memperkirakan modulusbahan distabilisasi semen. MenurutAustroads(1992),hubunganantaramodulus(E, MPa) dengankuat tekan bebas (UCS, MPa) untukbahandistabilisasi semendapatdinyatakandenganpersamaansebagai berikut: o Batu pecah E = U C S 0 ' 8+ 83 5 0 0 ................1.4 o
Kerkilalam E = U C S 0 ' 8+81 1 0 0. . . . . . .....
. . .. . . . . . . . . . . .1...5.
Penentuanperkiraanmodulusberdasarkanpersamaanyang telah dikembangkanharus dilakukandenganhati-hati, terutamaapbiladiperlukan ekstrapolasi. 6.5.8.2.Kuat tarik dan regangantarik Toleransikuat tarik dan regangantarik merupakanaspek yang sangat pentingdalam disain perkerasandenganlapisdistabilisasi semen. Bahan distabilisasisemen yang terikat kuat biasanyaagak rapuh (brittle),dengan modulus yangtinggidan reganganruntuhyang sangatrendah. Keruntuhanbahan distabilisasi semen akibat beban lalu-lintasadalah konsistendenqan keruntuhantariklelah. Untukkonfigurasiperkerasan tertentu,regangantarik maksimumyang diijinkanpada bahan distabilisasisemen dapat dihitung berdasarkanhubunganantara jumlah repetisibeban denganregangan. 6.5.8.3. Sifat-sifatelastis Sifafsifatelastisbahanyangdiperlukanuntukdisainperkerasan adalahangkaPoisson. Untuk keperluandisain perkerasan,bahan distabilisasi semen dapat dipandangsebagai 36-74
bahan isotropis. Modulustipikalbahan bergradasimenerusyang distabilisasi semen berkisarantara2000 dan 20000 MPa (bandingkan denganmodulusbahanasli yang berkisarantara200 sampai 500 MPa).Namundemikian,bahanberbutirhalusbiasanyamempunyaimodulusyang lebih rendahdaripadabahanbergradasimenerus. Modulusbahandistabilisasi sementidak dipengaruhioleh suhu, meskipunkepekaanakibat pengaruhkadarair perludiperhatikan. Moduluselastisbahandistabilisasi semendapatditentukanmelaluipengujiantriaxialbeban berulang;sedangkanangkaPoissonbiasanyaberkisarantara0,1 sampai0,3, dimanauntuk keperluandisaindapatdipilih0,2. 6.5.8.4. Variasi menurut waktu Setelahkekuatanawal yang tinggi diperolehpada umur satu atau dua hari, selanjutnya kekuatan meningkat terus secara lambat, asalkan perawatan tetap dipertahankan. Peningkatankekuatanpada bahan yang distabilisasi bahan sementasitambahanadalah lebihrendahdaripadapeningkatan pada kekuatan bahanyang distabilisasi semen. Variabilitassifat-sifatbahan yang distabilisasisemen sangat tergantungpada jenis bahan yang distabilisasidan jenis bahan stabilisasi.Untuk setiap situasi,hal tersebut harus dievaluasimelaluipengujian. Pada Gambar 1.7 ditunjukkanpengaruhumur terhadapkuat tekan bebas bahan yang distabilisasi dengan5% semen.
o (I
= a o u 6t
z Y uJ F F f Y2
UMUR(hari)
Gambar1.7.Hubungan umurdengankekuatan(Sumber:AustroadsInc.,1998) 6.5.9.Kondisi yang cocok untuk stabilisasisemen Keberhasilan stabilisasisemensangatdipengaruhioleh dua faktoryang perludiperhatikan, yaitu: o Faktorbahan,menyangkut komposisibahanaslidan responnyaterhadapsemen. o Faktor produksi,menyangkutmutu dan sifat bahan stabilisasidan air yang akan digunakan pada stabilisasi serta metoda yang akan diterapkan pada pengerjaan stabilisasi. 37-74
6.5.9.1. Faktor bahan Pemadatanbahan dengan kandunganronggarendahbiasanyamemerlukanpenambahan semen yang relatif lebih sedikit daripada bahan bergradasijelek (dengan rongga yang besar). Pada Tabel 1.7. ditunjukkanbatasan umum sifat bahan yang dipandangcocok dan ekonomisapabiladistabilisasi dengansemen. Tabel1.7.Sifatbahanyang efektifdistabilisasi semen SIFATBAHAN o Ukuranbutir(maksimum25 mm*) . Lolossaringan4,75 mm . Lolossaringan0,425mm . Lolossaringan0,075mm . Lebihhalusdaru0.02 mm o Plastisitas . Batascair . Batasplastis . Indeksolastis *tergantungpada alat pencampur(mixing plant)
BATASAN >50o/o >15o/o <50o/o <30o/o
<40 <20 <20
6.5.9.2. Faktor produksi Mutu hasil pemadatanbahan yang distabilisasisemen tergantungpada beberapafaktor posesproduksi,diantaranya adalah: a) Pemantapan(breakdown)dan pencampuran(mixing) Perlu dipastikanbahwa bahan stabilisasibenar-benarterdistribusisecara merata pada seluruhbagian lapisanyang distabilisasi. Hal tersebutdimaksudkanagar kinerjalapis yangdistabilisasi sesuaidengandisain. Meratanyadistribusibahanstabilisasi yang akan menjaminpenggunaanbahanstabilisas palingekonomisdan menghasilkan parameterdisainyang merata. Untukmengatasiinefisiensipengerjaan, di lapangan takaransemen yang ditambahkan biasanyadinaikkan(sekitar0,5-1o/o), dimana pengaruhpenambahantersebutharus diselidiki di laboratorium. Pencampurandi pusat pencampur (mixing plant) atau di tempat (insitu mixing) dapat menghasilkan yang sama baiknya,asalkandilakukanpengendalian bahan distabilisasi yang seksama.Apabila dituntuthasil stabilisasi bermututinggi, maka pencampuran harusditentukanspesifikasinya. Untuk mendapatkanhasilyang optimumpada pencampurandi tempat,diperlukandua lintasanalatstabilisasi. Penambahanlintasandapatmenghasilkan bahanhalusberlebih, yang kemungkinan menggangguprosesstabilisasi. Pemantapanbiasanyadiperlukanterhadapbahankohesifsepertilempungdan lempung kepasiran.Apabila lempung dan lempung kepasiranakan digunakansebagai lapis perkerasan(biasanyahanyauntuklapispondasibawah),makaterhadapbahantersebut dituntutpemantapanberderajattinggi.Hal tersebutakan membantujuga penyerapan 38-74
kapur (yang dihasilkan semen) oleh gumpalan-gumpalanlempung sehingga mempercepatprosesstabilisasi. Pada stabilisasitanah dasar, sering kali tidak dituntut kekuatanawal yang tinggi, sepanjangpengurangankepekaanterhadapperubahankadarair dicapai.Bahantanah dasarharusdihancurkan sehinggasebagianbesargumpalanlempunglolossaringan19 mm. Pengkondisian awal denganmenambahkankapur(kapurmati atau kapurhidup)sering membantupemantapanlempungplastis.Apabila disyaratkan,maka hal tersebutharus dikajidi laboratorium. b) Mutuair Air yang akan digunakanpada stabilisasisemen harus yang dapat diminum(potable), bebasbahanorganikdan mengandungkurangdari 0,05%sulfat. Apabilamemungkinkan, air yang akan digunakandi lapangansebaiknyadigunakanjuga pada pengujiandi laboratorium. Air yang akan digunakanuntuk perawatanjuga harusdiperiksa.Penggunaanair yang mengandunggaram harus hati-hati,karena air tersebutakan membentukgaram pada permukaanlapisdistabilisasi dan kemudianakan menghalangipelekatandenganlapis y a n gl a i n . c) Pemadatan Pemadatan yang seksama merupakan faktor penting untuk mendapatkan lapis yang kuatdan mempunyaikinerjayangandal. distabilisasi Pemadatan kemungkinan akan terhambat oleh cepat terbentuknyaformasi bahan distabilisasi.Oleh karena itu, pemadatanharus dilakukan secepatnyasetelah bahan stabilisasi dicampurkan ke dalamtanah. Sebagaimanaditunjukkanpada Gambar6.4, keterlambatan pemadatansetelahbahan stabilisasi(terutamasemen) dan air ditambahkanke dalam tanah akan menurunkan berat isi dan selanjutnyamenurunkankekuatan. d) Kondisiperawatan Perawatandiperlukan dalamrangka: . Memperolehkekuatanyangdiperlukan. . Menjamintersedianya air yang cukupuntukberlangsungnya reaksihidrasi. . Membatasipenyusutan reaksihidrasi. selamaberlangsungnya Akibat penguapan,air yang digunakanpada perawatanakan selalu berkurang.Oleh karenaitu,perawatanakan lebihbaikapabilamenggunakan membran. Apabilapenggunaanmembrandipandangtidak praktis,maka lapisanyang distabilisasi harus dijaga selama 7 hari, agar selalu dalam keadaanlembab,yaitu denganselalu menambahkanair, atau dengan cara menutuppermukaanyang distabilisasi dengan bahan perkerasanlain. Perlu diperhatikanbahwa penggunaanair pada perawatan jangansampaiberlebih,agartidakmeluluhkan bahanyangdistabilisasi. Pengeringanprematurakan mencegahtumbuhnyasementasiyang kuat dan dapat menimbulkan retaksusutyang parah.Padakasustersebut,bahanakan mempunyaikuat 39-74
tarik yang rendahserta mengandungbanyakretaklebarberspasirapat. Perawatandi laboratorium juga pentingterhadapbenda uji dan harusdilakukansesuai dengan yang akan dilakukan di lapangan. Dalam hal tersebut, benda uji harus terbungkusrapat (kedap) pada suhu yang konstan. Upaya mempercepatperawatan pada suhu yang tinggiharusdibuktikankelaikannya, yaitudengancara membandingkan pengaruhnyadenganpengaruhperawatanpada kondisinormal. 10
o o_ =8 U) m
e*
Q.s^
ooo,
\
UJ dtl
SS orq
\
N "$s,,t
z
\<
l/lr
H6
\-
F f
Y5
012345 (am ) KETERLAM BATANPEMADATAN
Gambar1.8.Hubunganketerlambatan pemadatandengankuattekanbebas (Ausroads|nc.,1972) 6.5.10. Penerapanstabilisasisemen 6 . 5 . 1 0 . 1 .T a n a hd a s a r Stabilisasi tanahdasaryangdilakukanbiasanyadalamrangka: . Meningkatkan kekuatan. . Menyediakanlantaikerjabagi peralatanpelaksanaan. . Merubahsifat bahan yang tadinyahanya cocok untuk tanah dasar menjadibahan yang cocokuntuklapispondasibawah. . Mengurangipersoalanpelaksanaanyang berkaitandengankekuatantanahdasar. . Menyediakanlapis pondasi bawah yang tahan air pada perkerasanpermeabelatau mempunyaisambungan. Perludiperhatikan bahwapenyediaanlapispondasibawahyangtahanair ada kemungkinan menimbulkanpembalikanpermeabilitas(reversalpermeability)pada perkerasansehingga perlumendapatpertimbangan permeabilitas dalamdisain.Pembalikan terjadiapabilalapisan bawah mempunyai permeabilitasyang besarnya 100 kali lebih rendah daripada permeabilitaslapisan atas. Oleh karena itu, lapisan bawah harus mempunyaikekuatan basahyang cukup. Untuk menstabilisasitanah dasar yang terdiri atas lempung yang lebih plastis,kapur dipandanglebih cocok daripadasemen. Namun demikian,bahan sementasi(terutama semen) dipandangcocok untuk bahan tersebutapabiladihadapikondisibasah, karena reaksinyayang cepat.Disampingitu, setiaptanah dasar yang distabilisasi umumnyaakan mencegah penetrasi butir-butirtanah dasar ke lapis pondasi bawah sehingga efektifitas 40-74
strukturalnya terpelihara. Perlu diperhatikanpula bahwa suatu lapisan yang terletak pada tanah dasar yang lemah kemungkinan sulitdipadatkan. 6.5.10.2.Lapis bahan pondasi bawah Stabilisasi bahanlapispondasibawahditujukanuntuk: . Meningkatkan mutu bahan yang ada sehinggadapat digunakansebagailapis pondasi bawahmodifikasi. . Meningkatkanmutu lantaikerja. . Menurunkantebal perkerasandan mengoptimumkan metodadisainperkerasan. . Menyediakanbahanyang tidak peka terhadapperubahankadarair. Bahan hasil stabilisasisemen dapat digunakanpada perkerasanyang melayanilalu-lintas berat,yaitusebagailapisankaku dan penahanbeban.Secaratipikal,lapisanini ditempatkan pada kedalamansedemikianrupa sehinggaretakrefleksidapatdiperkecil. Salahsatu keuntungan stabilisasi lapispondasibawahdibandingkan lapis denganstabilisasi pondasi atas adalah dapat dikuranginyaretak refleksidari lapis pondasi bawah ke lapis permukaan.Pemasangan150 mm lapispondasiatas granularpada umumnyacukupefektif untuk meredamretakrefleksi. 6.5.10.3.Lapis pondasi atas Semen dapat digunakanuntuk menstabilisasilapis pondasi atas, baik menjadi bahan modifikasimaupunbahanterikat.Adapuntujuanstabilisasi lapispondasiatasadalah: o Memperbaiki yang bahan mempunyaisedikitkelemahan. . Memperbaikibahan lapis pondasi atas berkohesi rendah yang sering mengalami deformasiakibatlalu-lintas. o Mengurangikepekaanterhadapperubahankadar air. Pencampuran yangtakarannyarendahperludilakukandengansangathatibahanstabilisasi hati, yaitu dalam rangka mendapatkancampuranyang homogenserta untuk mengurangi variabilitassifat-sifat bahan; apabila tidak, maka akan mengakibatkanhal-hal sebagai berikut: . Retakrefleksipada lapis permukaan,sehinggaair dapat meresap. . Pemompaanbutir-butir halus. . Kurangdipenuhinya peranstruktural. Stabilisasi lapispondasiatas dipandangmenguntungkan pada beberapasituasi,diantaranya adalah: . Jalanyang melayanilalu-lintas moderatatausedangsampaiberat. . Dayadukungtanahdasaryang rendah. . Diperlukanpeningkatandaya dukung perkerasan,terutamaapabila letak permukaan harusdipertahankan, misalpadajalandi perkotaan. . Daerahyang seringterkenabanjir. Apabila stabilisasilapis pondasi atas dikerjakandalam lebih dari satu lapis, maka perlu dipastikanbahwa antara lapisan terjadi lekatan yang kuat sehingga bagian tersebut mempunyaikuatgeseryang memadai;apabilatidak,maka ketahananlelahperkerasan akan sangat menurun.Lekatankuat antara lapisandapat diperolehmelaluipenggunaanbubur semen atau aspal perekat (bituminous sea/ interlayer). Namun demikian, apabila pengerjaanstabilisasilapis pondasiatas dalam satu lapisdipandanglebih memungkinkan, 41-74
baik,yaitudalamrangkamenghindari kurangkuatnyalekatanantaralapisan. 6.5.10.4.Lapis permukaan Kurangnyaadhesi mungkindijumpaipada laburanaspal atau beton aspal yang dipasang pada permukaanlapis distabilisasisemen. Hal tersebut terutama disebabkanoleh tidak dapatmeresapnya aspalke dalamlapisanyangdistabilisasi semen. 6.5.10.5.Pelaksanaandan keselamatan Aspekpelaksanaan diuraikanlebihlanjutpadaButir6.10. Perhatiankhususperludiberikanterhadappenggunaanaspal cair yang mengandunglebih dari 2oo/opengencer apabila digunakan sebagai lapis resap ikat (priming) atau lapis pengedap(primesealino)pada lapis yang distabilisasi.Hal tersebutdikarenakanpada lapis yang distabilisasi semen harus digunakanbahan pengenceryang mempunyaititik nyala tinggi,yaituuntukmenghindaritimbulnya api yang menyaladengansendirinya. Sehubungandenganhal di atas, maka pelaksanaanpekerjaanyang menggunakan semen harusmengikutipedomanyang dikeluarkan oleh pabrikdan mintapetunjukdari pabrikatau tenagaahlitentangcara pelaksanaan yang aman. 6.6.
Stabilisasi kapur (lime stabilisation)
6.6.1.Umum Kapur merupakanbahan yang efektifuntuk stabilisasitanah plastissehinggatanahtersebut mempunyai kemudahan pengerjaan (workability)yang lebih baik serta kekuatan yang meningkat.Namun demikian,kapur tidak efektif digunakanuntuk stabilisasitanah tidak berkohesiatau tanah berkohesirendah,apabilatidak disertaidenganpenambahanbahan pozolanik. Terdapat banyak persamaanantara tanah yang distabilisasidengan semen dengan tanah yang distabilisasi dengan kapur. Bahan sementasiyang dihasilkandari prosesstabilisasi dengan kedua bahan tersebut mempunyaikomposisiyang sama sehinggamempunyai kemiripandalamperilakudan karakteristik sertaperlakuandalamdisaindan pelaksanaan. Namundemikian,kedua bahan di atas mempunyaiperbedaanmencolokdalamtabiatdan kecepatanproses/reaksisementasidan perbedaantersebutsering merupakandasar dalam pemilihanbahanstabilisasi. 6.6.2. Jenis kapur Kapurdapatdikelompokkan menjadi: . Kapurpadam/mati (kalsiumhidroksida) . Kapurhidup(kalsiumoksida) . Kapurdolomit(kalsium/magnesium oksida) . Kapurpertanian(kalsiumkarbonat) Apabila digunakan sebagai bahan stabilisasi,kapur padam dan kapur hidup sering digunakan,kapur pertaniantidak cocok,sedangkankapurdolomitbiasanyatidak seefektif kapurpadamatau kapurhidup. Semuajenis kapuryang diperdagangkan mengandungkotoran,antaralain,karbonat,silika yangakan melarutkan dan alumunium, aditifaktif,tetapitidakmengganggureaksistabilisasi. 42-74
Kapurpadammempunyaibentukserbukkeringyang sangathalusatau dalambentukbubur. Kadarair padabuburkapuryang umum berkisarsekitar80 sampai2o0o/o. Kapurhidupdan kapurdolomitumumnyalebihgranulardaripadakapurpadamdan tersedia hanya dalam keadaan kering. Kedua jenis kapur tersebut cepat bereaksi dengan air sehinggamenghasilkan kapurpadamdan melepaskanpanasyangtinggi. Pada Tabel 6.6 ditunjukkanrangkumansifat-sifatkapur. Pada tabel tersebut,kandungan kapurdinyatakansebagaiekivalenterhadap100%kapurpadammurni(lihatButir6.6.7). 6.6.3. Reaksibahan perkerasandengan kapur Karena oksida cepat bereaksidengan air untuk membentukhidroksida,maka reaksi utama semuajenis kapurdenganbahanyang distabilisasi adalahsama. Beberapakeuntunganpenambahan kapurterhadaptanahadalah: o Menimbulkanpengaruhyang cepat terhadaptanah, sehinggamelaluipenggumpalan butir-butir(flocculation)akan memperbaikigradasidan sifat-sifatyang diperlukanuntuk kemudahan pengerjaan.Besarnya pengaruh tersebut bervariasimenurut kandungan aktual mineral(yaitutergantungpada bahan pozolanikdalam lempung);besardengan lempungkelompokmonmorilonit dan kecildengankelompoklempungkaolinit. r Mempunyaipengaruhjangka panjangterhadapkekuatan,sehinggaterjadipeningkatan kekuatanyang menerus. o Memungkinkanpengurangantebal perkerasan,karena bahan yang distabilisasi dapat dianggapsebagailapispondasibawah. Peningkatan kekuatan dalam jangka panjang (reaksi pozolanik) berlangsung pada lingkunganalkalitinggi (pH>12,3)sehinggamengakibatkan penguraianlempung,terutama pada ujung-ujungpelat (partikel)lempungdan memungkinkan terbentuknya kalsiumsilikat dan aluminatpada daerahtersebut.Bahan sementasitersebutmempunyaikomposisiyang sama denganyang terdapatpada pastasemen. Proses di atas berlangsungrelatiflambat,karena kapur yang ada harus menyebarmelalui matrikbahandan bahansementasiyang awalterbentuk. Reaksistabilisasi tidakdapat berlangsung terus,karenaada lempungatau sejumlahbahan pozolanikdi dalambahanperkerasan yang akan bereaksidengankapur. Reaksianlarakapurdenganbahanperkerasandiperlambat oleh suhu yang lebihrendah(di bawah15'C) dan terhambatoleh kandunganorganikyangtinggi. 6.6.4. Sifat-sifatlempungyang distabilisasidengan kapur 6 . 6 . 4 . 1 .U m u m Untuk lempung,pengaruhkapur terhadapstabilitasvolume dan kadar air, kekuatandan perilakuelastisadalahsamadenganpengaruhsemen. Uraiandi bawah hanya menyangkutaspek-aspekbahan yang distabilisasi dengan kapur yang berbedajauh denganbahanyangdistabilisasi dengansemenmultifungsi. 6.6.4.2. Kecepatan peningkatan kekuatan Kecepatan peningkatankekuatan (kuat tarik atau kuat tekan bebas) pada bahan yang distabilisasi dengankapurjauh lebih kecil daripadakecepatanpeningkatankekuatanpada 43-74
bahan yang distabilisasi dengansemen. Kekuatanbahan yang distabilisasi dengankapur dan semen tambahan akan terus meningkatmenurutwaktu, asalkan perawatannyatetap dipertahankan. Peningkatankekuatanyang dicapaiadalah sangat dipengaruhioleh suhu dan tergantung pada kandungankapur.Oleh karenaitu,hasilyang diperolehdari pengujiandipercepatpada suhu tinggi tanpa pengabsahan(validation)pada suhu lapangan perlu benar dikaji. Hal tersebutdikarenakansuhu yang tinggi dapat mengakibatkanterbentuknyapengikatanlain yang biasanyatidak terjadi di lapangan.Suhu perawatandipercepattidak boleh lebih dari
400c. Bahanyangdistabilisasi dengankapurbiasanyadievaluasipadaumur7 dan 28 hari. Kandungankapur yang tinggi tidak selalu menghasilkankekuatandini yang tinggi. Pada Gambar 1.9 diilustrasikan variasi kekuatanmenurutwaktu dan kandungankapur untuk bahanyangdistabilisasi kapur. Namundemikian,kemampuankapuruntukmengeringkan dan menurunkanplastisitas tanah basah sehingga menjadi bahan yang berguna serta dalam beberapakasus, peningkatan kekuatanyangditimbulkannya merupakanpertimbangan sekunder.
G. n
^oo{
33 z
z K, j*
:< tu
F Fz
./
:) Y
1
7 hari
2
4
6
8
10
KANDUNGAN KAPUR(%)
Gambar1.9.Hubungan kandungan kapurdengankuattekan (Sumber: lnc.,1972) Austroads 6.6.4.3.Hubungankadarair - beratisi Padastabilisasi kapur,penambahan kapurakanmeningkatkan kadarair optimum, karena sifat kapur padam yang berbutirhalus. Pengaruhtersebutmakin diperbesaroleh pemadatan keterlambatan setelahpenambahan kapur(lihatGambar1.10).
44-74
,J
.?_
'Y 1"q
c c o (,J
2.
z tr IJJ
)<
A2
\
t
UJ dl
1
40
10
(%) KADARATR
Gambar1.10.Pengaruhtakarankapurterhadapkadarair optimum (Sumber:Austroadslnc., 1972) 6.6.5.
Kondisi yang cocok untuk stabilisasi kapur
6 . 6 . 5 . 1 .U m u m Sebagaimanahalnyadenganstabilisasiyang lain,keberhasilan stabilisasikapurditentukan oleh dua faktoryang perlu mendapatperhatian,yaitu: o Faktor bahan, menyangkutkomposisi bahan yang akan distabilisasiserta sikapnya terhadapkapur. o Faktorproduksi. 6.6.5.2.Faktor bahan Agar kapur yang digunakanpada stabilisasidapat berfungsisecara efektif, maka bahan yang akandistabilisasi partikellempungatau bahanpozolanik. harusmengandung Secaraumum dapatdikatakanbahwa makin plastisdan makintinggikandunganlempung, maka makin tinggi pula takarankapur yang diperlukanuntuk mendapatkankekuatanatau sifat lain yang ditentukan.Namun demikian,tingkatpelekatanyang dapat diberikanoleh kapurdibatasiolehvolumebahanyang dapatbereaksi. Takarankapur yang diperlukanuntuk memenuhikebutuhanawal tanah yang distabilisasi harus dievaluasiuntuk mengetahuitambahan kapur yang diperlukansetelah reaksi awal selesai, yaitu untuk mendapatkansifat-sifatjangka panjang yang akan digunakan pada disain. Dibandingkandengan stabilisasisemen, keuntunganstabilisasikapur makin meningkat dengan makin tingginyaplastisitasdan kandunganpartikelhalus. Tanah dengan Pl<10 umumnya akan mempunyairespon yang lebih baik terhadap kapur daripadaterhadap semen.Namundemikian,pembandingan hasilpengujiandipandanglebihbaik. padastabilisasi Untukmenurunkan indeksplastisdan meningkatkan kemudahanpengerjaan kapur, kapur hendaknyaditambahkandalam takaransecukupnya,agar penambahanlebih 45-74
lanjutkapurtidakmengakibatkan perubahanlebihjauh indeksplastis. Pada stabilisasikapur, pengujianpH untuk mengetahuidapat-tidaknya tanah bereaksi dengan kapur serta untuk memperkirakantakaran kapur,yang ditunjangdengan pengujian kuat tekan bebas pada umur 28 hari, akan menentukantakaran optimum kapur. Takaran atau kandunganoptimumkapur untuk disain dapat diperolehdengan cara menggambar hubunganantarakuattekan bebasdengantakarankapur.Penambahansekitar1% terhadap takaranoptimumbiasanyadilakukanuntukmenggantikapuryang mungkinhilangatau untuk mengatasivariasipencampuran. Gula dan bahan organik reaktif dapat menghambatikatan sementasidengan semen dan kapur. 6.6.5.3.Faktor produksi Faktor-faktorproduksiyang mempengaruhikeberhasilanstabilisasikapuradalah: o M u t ua i r o Mutukapur o Keseragamanpencampurandan perawatan o Pemadatan o Kandunganlempung Penambahankapur biasanyamendorongpembentukanbutir-butir(granulation)pada tanah yang distabilisasi. Pada tanah yang sulit dihancurkan, campurantanah dengankapuryang telah dipadatkansecara ringan, kadang-kadangdilembabkan(mulai dari beberapajam sampaibeberapahari)dalam rangkamenghindaripersentuhandenganudara;selanjutnya bahan yang distabilisasidiaduk kembali. Penambahankapur pada tahap awal dapat dilakukansebagianatauseluruhtakaranmenurutdisain. Kapur akan lambat menyebarmelalui lempungdan kemudianmenstabilisasi gumpalan. Kecualiapabilakekuatanawal yang tinggi sangatdiperlukan,maka stabilisasikapurtidak perlu ditujukan untuk membentuk butir halus (fine granulation). Dalam hal tersebut, dianjurkanagar 80 sampai90% gumpalantanahlolossaringan26,5 mm. Apabilasuhu pada saat stabilisasi rendah (.t S oC), maka gumpalan-gumpalanlempung perlu dihancurkan/dipecah. Lantaikerjapada lempungbasahyang dibentukdenganstabilisasikapurhidupmerupakan konstruksi yang sangat bermanfaatdan dapat memanfaatkanreaksi eksotermik kapur, karenaterjadihidrasiuntukmenurunka n kadarair dalamtanah. 6.6.5.4.Pemadatan Pada stabilisasikapur,reaksiawal antaratanah dengankapur memungkinkan tersedianya waktu cukup untuk pemadatanyang memadaiserta medapatkanpermukaanyang rata pada lapis yang distabilisasi. Apabila diperlukankekuatanyang tinggi, maka perlu dilakukan pemadatanawal untuk mendapatkanlapisanyang mempunyaikepadatansetinggimungkin. Keterlambatanpemadatanakan menurunkankepadatan,meskipun tingkat penurunan kepadatanmaksimumtidakseparahsebagaimana yangterjadipadastabilisasi semen. 6.6.6.Evaluasidan penggunaanbahan distabilisasikapur Teknikdan metodaevaluasibahanyang distabilisasi kapuradalahsama denganteknikdan metodaevaluasibahanyangdistabilisasi semen. Kapur seringdigunakanuntuk merubah/modifikasi tinggi. bahan,terutamatanah plastisitas 46-74
Apabilamodifikasidiperlukan,tanpa menghasilkan kekuatanyang tinggi,maka tanah yang distabilisasidapat dikerjakankembali,dua atau tiga hari setelah pemadatanawal. Apabila dituntut kekuatan yang tinggi, maka diperlukan pengendalianyang seksama terhadap prosedurdi lapangan,terutama pengendaliankadar air, pemadatanawal dan perawatan yang efektif.Retak hidrasipada bahan yang distabilisasikapur biasanyabukan merupakan persoalanutama. Tingkatkecocokanberbagaijenis tanah apabiladistabilisasidengankapurtelah ditunjukkan padaTabel6.3. Rentangjenis tanah untuktanahdasar,lapispondasibawahdan lapispondasiyang dapat distabilisasidengan kapur adalahsama denganrentangjenis tanah yang dapat distabilisasi dengansemen.Namunpada kasus-kasustertentu,stabilisasikapurdapat lebihcocok. Kapur hidup, dan kapur padam sampai tingkat yang lebih rendah,sangat cocok untuk stabilisasitanah dasar basah yang mempunyaiplastisitastinggi sehinggamenjadilantai kerjayang efektif.Untukkeperluantersebut,buburkapurtidak cocok. Kapur merupakanbahan stabilisasiyang efektif untuk menurunkanplastisitastinggi pada bahan lapis pondasibawah dan lapis pondasiatas. Dalam praktek,modifikasibahan lapis pondasi atas telah diterapkansecara luas dan berhasil.Dengan kandungankapur kurang dari sekitar 3%, resiko terjadinyaretak susut yang tidak dikehendakiadalah rendah, dan dalam kaitannyadenganhal tersebut,jarangdilakukanupayauntukmengatasiretakrefleksi. Stabilisasidengan bubur kapur dipandangcocok untuk daerah perkotaan,karena hal tersebutdapatmengurangidampaklingkunganyang terkaitdengan,antaralain,gatal-gatal pada kulit(pekerjadan orang lewat)pada cuaca berangin/panas. Untuk stabilisasipozolan kapur dan bahan sementasilain, kapur dan pozolan (atau komponenlain aditif) merupakanvariabel bebas dan untuk menentukanperbandingan optimumantara kapur dengan pozolanmemerlukanprogrampengujianyang komprehensif (atauangkaperbandingan komponenlain). Dalamkaitannyadenganhaldi atas,perludipertimbangkan hal-halsebagaiberikut: . Biayayangdiperlukanuntuksetiapkomponenaditif. . Keperluanatau ketidakperluan memperbaikigradasibahanpengisi(filler). 6.6.7.Pemilihanjenis kapur Meskipunjenis-jeniskapur tidak berpengaruhbesar dalam penentuansifat-sifatstruktural jangka panjangbahan yang distabilisasi, namun hal tersebutmempunyaipengaruhbesar terhadapporosespelaksanaan. PadaTabel1.8,ditunjukkan sifat-sifat kapuryang umumnyadigunakan. Tabel 1.8. Sifat-sifatberbagaijeniskapur(Sumber:Austroadslnc., 1972) URAIAN . Komoosisi
. Bentuk
. Ekivalen Ca(OH)2/satuan berat(=kapurvanq ada)
. Beratisi curah(Vm'
KAPURPADAM Ca(OH)u Serbukhalus
KAPU R K A P U RH I D U P BUBUR Ca(OH)z CaO* Granular
Bubur
1,00
1,32
0.56-0,33*.
0,45-0,56
1,05
1,25
*CaO + HzO Ca(OH)z+ panas; **Kadar air dapatberkisarantaraB0 sampailebihdari 200%.
47-74
Dalampemilihankapur untuktujuantertentu,perludipertimbangkan beberapahal sebagai berikut: O Gangguan (nuissance)- kapur padam dapat menimbulkandebu, meskipun pada lingkunganberanginsangatringan.Penggunaankapurdi daerahperkotaanatau daerah beranginkencangperlu dibatasi.Kapur hidup tidak mempunyaipersoalanyang serius dengandebu, sedangkanbubur kapursama sekalitidak mempunyaipersoalandengan debu. @ Kadar air - kapur hidup dan kapur padam merupakan bahan yang efektif untuk mengeringkan tanah yang basah,sedangkanbubur kapurtidak dapat digunakanuntuk keperluantersebut.Bubur kapur sangat cocok untuk mengeringkantanah dimana untuk pemadatannyayang efektifmungkindiperlukanair. @ Kandungankapur- apabilakandungankapurharusdipertahankan rendah,maka kapur hidupdipandangcocok.DalamkaitannyadenganCa(OH)zper satuanberat(yangada), hal tersebutekivalendengan1,3 unit(2,5unitper unitvolume).Totaltakaranbuburkapur biasanyaakan dibatasioleh kadar air tanah, dan secara umum, bubur kapur terbatas untukkandunganaditifyangrendah(.3%) sertakondisipelaksanaan yangkering. @ Ketersediaanperalatandan pengalaman- faktor-faktortersebut selalu penting.Untuk mendapatkan yang baik,perludigunakanmesinpenghampar bahandistabilisasi otomatis (automatedspreaders)sertaperalatanpengadukandan pemadatanyang memadai. Meskipunkapur hidup dapat secepatnyadicampurkanke dalam tanah dasar yang basah tanpa timbul persoalan,namun apabila akan dicampurkandengan bahan lapis pondasi bawahatau lapis pondasiatas, maka sebelumpencampuran, sebaiknyakapurhidupdiberi kesempatanuntuk terhidrasi,karena butir-butirkapur hidup yang tidak terhidrasidapat mengembang, bahkanada kemungkinan terjadiledakanpadalapisanyangtelahdipadatkan. 6.6.8.Pelaksanaandan keselamatan Meskipunkapurhidupdapatmenimbulkan palingparah,namunsemuajenis kerusakan/luka kapurmerupakanbahanyang menimbulkanrasa gatal pada kulitatau rasa pedihpada mata, maka setiap orang yang bekerja dengan kapur, perlu memakai baju dan kaca mata pelindung.Maskermungkindiperlukanjuga pada saat bekerjadengankapur padam pada cuaca berangin.Kapur hidup merupakanbahan berbentukbutir (granulay'sehingga lebih sulitterbawaangindaripadakapurpadam. Instruksidasar mengenaiprosedurpertolonganpertamasertafasilitasyang memadai(misal, pastapelindungkulit,pasta untukpengobatanluka bakar,air bersihdan cairanpencucikaca mata) harus selalu tersedia demi keselamatanpada pada saat bekerja dengan kapur, terutamadi daearahbercuacapanas. 6.7.
Stabilisasiaspal
6 . 7 . 1 .U m u m Penggunaan aspal untuk stabilisasi bahan perkerasan biasanya ditujukan untuk menciptakan kohesipada bahannon-plastis atau untukmerubahbahankohesifyang mudah kehilanganstabilitasakibatpeningkatan kadarair menjadibahanyang tidaksensitif.Untuk mencapaitujuan tersebutdapat digunakanberbagaijenis aspal. Stabilisasiaspal lebih berhasildenganbahanberbutirdaripadadenganbahankohesif.Oleh karenaitu, stabilisasi denganaspal biasa dilakukanterhadapbahan untuk lapis pondasiatas,dan dalamtingkat yang lebihrendah,untuklapispondasibawah. 48-74
Penggunaancampuranaspal dan semen secara bersama-samamempunyaikeuntungan dalam meningkatkan,baik kekuatan maupun kohesi serta mereduksikerentananakibat pengaruhair. Penggunaankeduabahantersebutdenganbahan perkerasanyangjelek telah meningkatkankinerjaperkerasan,asalkanbebansumbu kendaraantidak lebihdari 8 ton. 6.7.2. Bahan 6.7.2.1. Kecocokan bahan Jenis bahan yang dapat distabilisasi denganaspal mempunyairentangyang relatiflebar, termasukbahanyangtelahdistabilisasi dengankapur. Pada Gambar 1.11 ditunjukkandiagram ringkasanproses penentuanaspal yang cocok sebagaibahan stabilisasi;sedangkanpada Tabel 1.9 telah ditunjukkanjenis-jenisbahan yang cocok untukdistabilisasidenganaspaldan campuranaspal-semen. 6.7.2.2.Aspal jenisaspalsebagaiberikut: Stabilisasi aspaldapatdilakukandenganmenggunakan . Aspal panas . Aspalcair . Aspalemulsi,baikkationikmaupunanionik . Aspalyangdisebutkandi atasyangdicampurdengansemen 6.7.2.3.Stabilisasidengan aspal panas Stabilisasidengan aspal panas menyangkutperubahansementarakondisiaspal melalui peningkatanluas permukaanyang sangat besar, pada suhu pencampuran.Dalam hal tersebutdua metodayang dapatdipilihadalah: o Prosesmembusakanaspal (foamedbitumenprosess),dan o Prosestumbuk/benturtinggi (high impacfprocess) Proses di atas memerlukan peralatan khusus untuk mendistribusikanaspal serta prosespengerjaantambahanyang diperlukanpada penggunaanaspal cair menghilangkan atauaspalemulsi.Stabilisasi dapatdilakukandi tempat(lapangan) ataudi pusatpencampur. Pada stabilisasidengan aspal panas dapat digunakanaspal Kelas 50 dan Kelas 170. ApabiladigunakanAspal 170, untukmencapaikepadatantertentu,bahandistabilisasi akan memerlukan daya pemadatanyang lebihbesardaripadabahanasli. Baik aspal busa (foamed bitumen) maupun aspal bentur tinggi (high impact bitumen) mempunyaimasa pencampuranyang sangatpendek,yaitu pada saat aspaldalam kondisi terdispersi halus.Dengandemikian,maka pencampuran dan penyelimutan butirharuscepat selesaisetelahbahanyang distabilisasi ditambahaspal. Kedua metoda di atas menuntut agar pencampurandilakukan pada atau mendekati kandungancairan(aspaldan air), dimanabutir-butirhalus agregatterselimuti, sedangkan butir-butirkasar relatif tidak terselimuti.Penghamparandapat segera dilakukan,tetapi pemadatanawal harus dilakukandengan hati-hati,yaitu untuk menghindarkan terjadinya ketidakstabilan(in stabiIity). Prosespembusaanaspal menghasilkan yang diperlukan bahanyang mempunyaisifat-sifat untuk campuranberaspal:awet, lentur (tahan retak, menstabilkanbahan halus terhadap pelemahanolehair),kohesiyang meningkatdan stabilsertapermeabilitas yangmenurun. Kinerjabahan yang distabilisasibervariasimenurutmutu bahan baku yang distabilisasi. 49-74
Bahan baku yang akan distabilisasi, sebaiknyamempunyaiindeksplastisyang tidak lebih dari 12. Bahanstabilisasi sekunder,misalabu terbangdan kapur,dapatditambahkan untukmerubah karakteristikproduk akhir, atau untuk menjadikanbahan yang distabilisasicocok dengan aspal.Untukmenghindarkan kemungkinan terjadinyaretaksusut,semenyang ditambahkan sebaiknyatidak lebih dari2% berat.
.
KARAKTERISTIK TANAH
TANAHBERBUTIR TDK KOHESIF; SEDIKITBUTIR<600 mm; BATU PECAH
KLASIFIKASITANAH
. GW (GW-GM) . SM (SW-SM) . SW (tergantung pada gradasi
(uNrFrED)
o JENISASPAL
TANAHBERBUTIR HALUS;KERIKIL PLASTISITAS MODERAT Pl = 6-15
ASPALeusn & PROSESBENTUR TINGGI
SEMUABUTIR TERSELIMUTI DENGANBAIK
DERAJATPENYELIMUTAN BUTIR
.
PEMADATAN
PEMADATAN SEGERA,CAMPURANAIR/ASPAL MEMBANTU PEMADATAN
KELEBIHANMINYAK PENGENCER DIBUANGSEBELUM PEMADATAN,DGN MENGUAPKAN
KELEBIHAN AIR DIBUANGDGN MENGUAPKAN MEMBANTUASPAL EMULSIUTK PECAH SBLM PEMADATAN
Gambar1.11.Diagramprosespemilihanaspaluntukstabilisasi (Sumber:Austroadslnc., 1972) 6.7.2.4.Stabilisasidenganaspal cair Untuk mendapatkanbahan yang encer pada suhu ruang, aspal keras dapat dicampur dengan minyakpengencer.Dalam wujud tersebut,aspal dapat disemprotkandalam kondisi dinginatau agak dipanaskandan kemudiandicampurdengantanahyang sebelumnya telah dilembabkan. Stabilisasidenganaspalcair jarang digunakan,kemungkinan dikarenakankekuatanbahan yang dihasilkanmeningkatsangatlambat. a) Jenisdan kelasaspalcair Aspalcair untukstabilisasi biasanyatersediasebagaiprodukkomersial,meskipundapat dibuatdi lapangan. Kelas aspal cair yang dipilihtergantungpada kondisi pada saat penyemprotandan bahanyangakandistabilisasi. 50-74
Di Australia,aspal cair diproduksisesuai dengan AustralianStandard AAS 2157 dan dikelompokkanmenurutviskositasnyapada suhu 60 0C. Aspal cair yang cocok untuk padaTabel1.9. stabilisasi ditunjukkan b) Kondisipencampuran Pencampuranharus dilakukandekat kadar optimumcairan (pengencerditambahair). Apabilabahan yang distabilisasi mulai dipadatkan,maka untuk membantupemadatan tidak dapat dilakukanpenambahanair lebih lanjut; apabila bahan distabilisasiterlalu kering,maka bahanyang distabilisasi harusdikerjakanulangdan penambahan air lebih lanjutdapatdilakukan. Tabel1.9.Pedomanpemilihanaspalcair untukstabilisasi (Sumber:Austroadslnc., 1972) SUHU PENCAMPURANDAN PEYEMPORTAN(oC)
x*3 o-
tod
TAz I < r.JJ
(/)(L(L
10-20 20-30 >30
LUAS PERMUKAANTANAH K E C I L- M E D I U M (5-15%LOLOS#0,075mm) (L
j-il
9= ilo
->i
=;a ao-z
V.iz
LUAS PERMUKAANTANAH BESAR (5-15%LOLOS#0,075mm) (L t I.IJ
uj-
-JF
(
? >.r
t^Z
< 0.< J=t) uJ^uJ
?=Bg
JF
< ( Lz<
fir!= 2"6 u3< ?>*
-z{
s==k
Yv(,
075-100
AMC2
095-115
AMC3
110-135
AMC4
30-35 25-30 20-25
sc2
sc3 sc4
o^ Z IJJ uz
o 14 24 ;i'i o nu) tu
so 30-35 25-30 20-25
6.7.2.5.Stabilisasidengan aspal emulsi Aspal emulsisiap dicampurdengantanah yang lembabsehinggaterbentukdispersiyang dapatmeresapke seluruhbagiantanah. a ) J e n i sd a n k e l a sa s p a l e m u l s i Di Australia,aspal emulsi diproduksisesuai dengan AustralianStandardAS 1160 dan terdapatdua kelas yang tergantungpada muatan partikelsuspensi.Keduajenis aspal emulsitersebutadalah: ' Aspalemulsianionik, dimanapartikelaspalmempunyaimuatannegatif. ' Aspalemulsikationik,dimanapartikelaspalmempunyaimuatanpositif. Kedua jenis aspal emulsi di atas dibuat dalam dua kelas, yaitu cepat mantap (rapid setting,RS) dan lambat mantap (slow setting,SS). Untuk keperluanstabilisasi,hanya aspalemulsilambatmantapyangdipandangcocok. Sebagianbesar pabrikdi Australiamembuatsemuajenis dan kelas.Namundemikian, aspal emulsi yang mempunyaikelas yang sama oleh beberapapabrik, dapat terjadi rekasiyang berbedadengantanah yang sama. Oleh karenaitu, aspal yang digunakan padapengujiandi laboratorium harussama denganyangakandigunakandi lapangan. Aspal emulsi biasanyadiproduksibersama-sama denganaspal keras Kelas 170, yang biasanyacocokuntuktanahdengankandunganbutirhalusrendah(O-10%lolossaringan 0,075mm). Untuktanahdengankandunganbahanhalustinggi(15-25% lolossaringan 0,075mm) mungkinperludigunakanaspalyang lebihlunak(Kelas50), apabiladijumpai persoalandalam penyebaranaspal.Pada kondisiekstrim,maka dapatdigunakanaspal 51-74
emulsiyangmengandung minyak. Padapenggunaan yangumumdalamstabilisasi, takaranresiduaspalemulsisebesar23% (berat)biasanya yangdistabilisasi sudahmemadai. Untuktanahbergradasi menerus di daerah kering, takaran rendah sebesar 0,5-1o/osudah mencukupi.Apabila pada bahanlapispondasiatas granular,takaranrendahdapatberguna ditambahkan jalankerjayangdapatmengurangi untukmembuat pelepasan butirdanlubang terjadinya akibatlalu-lintas. Untuk setiap kondisi,takaranaspal emulsi harus ditetapkansesuaidenganhasil pengujian di laboratorium. Apabilatidaktersedia datalain,makatakaranaspalemulsi(E)yangdapat membentuk ikatankuatpadabahanyangdistabilisasi dapatditentukan denganpersamaan sebagai 1.6 dimanaA adalahpersentaseberatbutirtertahansaringan2,36 mm, B adalahpersentase berat butir yang lolos saringan2,36 mm tetapi tertahansaringan0,075 mm, dan C adalahpersentaseberat butiryang lolossaringan0,075 mm. b) Kondisipencampuran Kadarair tanah mempengaruhi efisiensipendistribusian aspalemulsike seluruhbagian tanah. Tanah yang kering mengakibatkan aspal emulsi pecah secara dini sehingga menggumpaldan tidaktersebarsecaramerata. Apabilakadarair pada tanahmeningkat,kemungkinan aspalemulsiuntukpecahsecara dini dapat dikurangidan waktu pencampurandapat diperpanjangsehinggadicapai distribusiyang lebihmerata. Apabilakadarair terlalutinggi,maka sebelumpemadatan,kelebihanair mungkinperlu dihilangkandengancara menguapkan. Setelahbahanyang distabilisasi dipadatkan, air akansulitmeresapke dalamlapisan. 6.7.2.6.Bahan stabilisasitambahan Stabilisasibahan bergradasisenjangatau bahan yang terdiriatas butir-butirbulat dan halus dapatdibantudenganpenambahanbahanlain,antaralain,bahanpengisimineral,abu batu dan abu terbang. Kapur padam (1-2%) mungkinjuga dapat digunakansebagai bahan tambah sekunderuntuk meningkatkanpenyelimutanbutir oleh aspal. Kapur dapat juga digunakansebagaibahan untuk modifikasipendahuluan tanah agar lebihdapat menerima aspalsebagaibahanstabilisasi. Lekatanantarabutir-butir tanahdenganaspaldapatditingkatkan melaluipenggunaanbahan aktif (sufface active agents) atau bahan anti pengelupasan(anti stripping agents).Kedua jenis aditif tersebut biasanya memperbaikikekuatan basah dan ketahananpenyerapan terhadap air serta dapat dicampur dengan tanah sebelum aspal ditambahkan,atau dikombinasikan denganaspal.Proporsiaditiftersebutbiasanyahanya0,3 sampai1% berat bahanstabilisasi utama. Campuran semen dan aspal digunakan untuk memperbaikisifat-sifatbahan perkerasan bermuturendahmelaluipeningkatan kekakuandan penurunanpermeabilitas. Disampingitu, penambahan semenjuga dapatmendorongpengurangan kelebihanair dan membantuaspal emulsiuntukpecah (break). 52-74
6.7.2.7,Mutu air Mutu air yang digunakanpada pemadatanlapis yang distabilisasi dengan aspal tidaklah kritis, bahkan air yang mengandunggaram pernah digunakantanpa pengaruhyang merugikan.Namun demikian,penggunaanair mengandunggaram perlu memperhatikan jangan sampai akumulasigaram, karena hal tersebut akan mengakibatkankerusakan perkerasan, misal terkelupasnyalapis permukaan. Disamping itu, penggunaan air garamuntukmengencerkan mengandung aspalemulsihendaknyadihindarkan. 6.7.3. Disain campuran 6 . 7 . 3 . 1 .U m u m Disaincampuranstabilisasidenganaspal dapat dilakukanmelaluiberbagaicara. Menurut sejarahnya,disaintersebutmengandalkanpada pengujiankekuatandan penyerapanair. Disain campuranuntuk bahan yang distabilisasidengan aspal harus dapat memastikan komposisiterbaik komponen-komponen campuran sehingga diperolehcampuranyang memenuhikriteriadisainsehinggadiperolehparameterstrukturalyangdiperlukan. Penilaianbahan pada semua jenis stabilisasihendaknyamengikutitiga langkahdasar sebagaiberikut: O Lakukan pengujian(gradasi dan batas Atterberg)dan tentukan klasifikasibahan yang akandistabilisasi. O Pilih bahan stabilisasi,sesuai denganjenis bahan yang akan distabilisasi, cuaca dan peralatan pelaksanaan yang tersedia; selanjutnya tentukan melalui pengujian di laboratoriummengenaikadarcairanoptimumdan berat isi setelahdipadatkan. @ Tentukankandunganresiduaspalyang ditargetkan, kadarair optimumdan beratisi yang dikehendaki. Prosedurdi atas diuraikansecara rincidalam the AustralianAsphaltPavementAssocrafion's Cold Mix Granular Materials Guide (AAPA 1971). Berbagaifaktor yang mempengaruhiperilakudan disain bahan yang distabilisasi dengan pada aspalditunjukkan Gambar 1.12. a) Klasifikasibahan/tanah Gradasidan Batas Atterbergharus ditentukanmenurutmetoda yang tercantumdalam SNI 03-1966-1990(pengujianbatas plastis)dan SNI 03-1967-1990(pengujianbatas cair) dimana ringkasannya diuraikanpada Butir 5.7 manualini. Apabilakapur,semen atau bahan stabilisasisekunderjuga akan digunakan,maka bahan tersebuttermasuk yang harusdiuji. b) Penentuankadarcairanoptimumdan kepadatan Yang dimaksuddengancairanpada stabilisasidenganaspal adalahcampuranantara aspal(sebagaibahanstabilisasi)dengan air untukmembantupemadatan. Kadar cairan optimum didefinisikansebagai kadar cairan dimana berat isi kering maksimumdicapai(padapengujianpemadatan). Pengujianpemadatanharusdilakukan terhadapcampuranyang miripdengancampurandi lapangan. c) Penentuankadar residuaspal target Kadar residu aspal yang ditargetkanakan tergantungpada kinerja bahan stabilisasi yangdituntutdi lapangansertabiayastabilisasi. Jenispengujianyang diperlukanuntukmenentukanresiduaspaltargettergantungpada kriteria"yang ditetapkan. Untuk bahan terikat kuat (heavily-boundmaterials),dalam rangka mengoptimumkankinerja struktural bahan distabilisasi,akan diperlukan 53-74
pengujiankekakuandan kuat tarik tidak langsungserta evaluasikinerjakelelahan; sedangkan untuk bahan terikat lemah (lightly-boundmaterials,),mungkin diperlukan evaluasikekakuandan ketahanandeformasi. Penyerapanterhadapair (biasanyaakibat air kapileryang naik pada saat contoh hasil pemadatandirendamdalam air setelah dikeringkanpada suhu 60 uC), juga perlu dievaluasi.Kepekaanterhadapperubahankadarair perlu dievaluasijuga, baik melalui perendamanjangka panjang maupun perendamandengan penghampaan(vacuum soaking). Dalam semua situasi, jenis pengujian yang dilakukan harus diusahakan agar mencerminkan kondisipelaksanaan, perawatandan kinerjadi lapangan. FAKTOR
VARIABEL
. . . .
VARIABEL TIDAK BEBAS
BEBAS
MINERALOGI GRADASI KEKUATAN&BENTUK BUTIR TEKSTURPERMUKAAN
DERAJAT
KEGEMBURAN SEBELI'M PENCAMPT'RAN
TAKARAN YANG HARUS DITAMBAHKAN
ST'HU UDARA
o ENERGI PENCAMPIIRAN o METODA PENAMBAHAN . MASAPENCAMPURAN o SLJHU PENCAMPI.IRAN SIIHU
UDARA .
METODA&DERAJAT PEMADATAN o 1'ENCGANG WAKTU ANTARA PENCAMPIIRAN & PEMADATAN
PEMADATAN DAN PERAWATAN
KADAR AIR SELAMA PEMADATAN
METODA DAN TINGKAT PERAWA'fAN
. PEMBUKAAN LALU. LINTAS
. .
KOMI'OSISI I,ALULINTAS BEBAN SUMBU TEKANAN BAN
KONDISI LINGKUNGAN SELANJUTNYA
r
MASAPERA\MATAN SEBELI,\4 LALULINTAS DIBUKA o DERAJATKEPADATAN PENCAMPURAN
KONDISI
DRAINASE
Gambar1.12.Faktor-faktor yang mempengaruhi disaindan perilakubahan distabilisasi aspal (Sumber:Austroadslnc., 9172) 54-74
6.7.3.2.Pengujiandan kriteriadisain Untukkeperluandisainperkerasan, bahanstabilisasiaspaldapatdipandangsebagaibahan asli (unbound), bahan modifikasi (modified) atau bahan terikat (bound), tergantung pada jenisdan takaranaspal. Angka Poissonakan berkisarsekitar0,20 sampai 0,45 (0,20 untuk bahan terikatdan 0,45 untuk bahan asli). Disampingitu, bahan yang distabilisasi aspal dianggaptidak isotropis (cross-unisotrpic) dimana EulEn= 2. Sebagaipedomanpenentuankadar aspal dalam rangka penyiapanbenda uji, tanah dan bahangranularbiasanyamemerlukanpenambahan2-5%(berat)residuaspal. PeralatanUMATTA (UniversalMaterials Testing Apparatus)dapat digunakanuntuk menguji modulus resilien,karakteristik deformasidan kelelahanbahan yang distabilisasi dengan aspal. Apabila UMATTA tidak tersedia,maka modulusresiliendapat diperolehdengan pengujiankuattariktidak langsung(indirecttensilestrength). Modulusresilien(E) dapatdiperkirakan berdasarkankuat tariktidaklangsung(lTS)dengan persamaansebagaiberikut: mengunakan E ( M P a )= 2 , 2 x I T S( k P a ) . . . . ' . . . ' . . . .1. '. 7 Kuat tarik tidak langsungbahan distabilisasi aspal sebaiknyamempunyainilai yang tidak kurangdari 110 kPa. 6.7.4. Faktor-faktoryang mempengaruh i disain Pengerjaanstabilisasidenganaspalemulsidan aspal cair hendaknyadilakukanpada saat cuacakeringdan hangat.Di daerahpanas-kering, aspalcair mulaidarijenismantapsedang (mediumsetting)sampai mantap lambat (slow setting)dapat digunakan,tergantungpada jenis tanah; sedangkandi daerah yang lebih dingin,aspal emulsijenis mantap sedang sampaimantapcepatdapatdigunakan. Pencampuran dan pemadatanbahanyangdistabilisasi denganaspalbusatidakterpengaruh oleh kondisicuaca. Pada semua situasi, permukaan lapis yang distabilisasisebaiknya terlebih dahulu yaitu dalam rangkameningkatkan dilembabkan, dispersi/penyebaran aspal.Setelahbahan dicampurkan, sangatsulitdilakukanpenambahan air. Padasaat menyiapkanbendauji bahanyangdistabilisasi denganaspal,kecualiaspalpanas (hot bitumen),penguapanaspal sebelumpemadatanmerupakanaspek yang penting.Lama penguapanharuscukupuntukmenghilangkan kelebihanair dari aspalemulsidan kelebihan pengencer(volatile)dari aspal cair. Stabilisasidengan aspal, terutamaaspal cair, tidak boleh dilaksanakanapabilasebelum pekerjaanselesai,diperkirakan akanturunhujan. Untukmendapatkan yang baik,maka pelaksanaan perlumemperhatikan hasilstabilisasi halhal sebagaiberikut: ' Pastikanbahwacampuranantarabahanstabilisasi merata. dengantanahbenar-benar o Pastikanbahwapemadatandilakukanpadakadarair yangseragam. o Pastikanbahwa penguapanpada aspalemulsidan aspalcair benar-benar berlangsung, sehinggakelebihanair dan bahanpengencer(volatile)hilang. 55-74
Pemantapan(setting)bahan yang distabilisasidengan aspal jauh lebih lambat daripada pemantapanbahan yang distabilisasi dengan sernen.Sehubungandengan hal tersebut, maka lapis yang distabilisasi dengan aspal tidak boleh dibuka untuk lalu-lintassebelum mencapai kekuatan yang cukup. Pembukaan lalu-lintas yang terkendali setelah lapis distabilisasi memantap (setting), tapi sebelum pemasangan lapis permukaan, akan membantupencapaian stabilitas. 6.8.
Stabilisasimekanis
6.8.1.Umum jalan raya,telah disadaribahwaagar dapatmelayanilaluSejak masa awal pembangunan lintas,maka permukaanjalan harus mempunyaistabilitasmekanisyang memadai.Untuk mengatasikelemahanpada tanah dasar, dewasa ini para pembinajalan mempercayakan pada perkerasandan stabilisasi. Apabila suatu struktur yang terdiri atas bahan granular, misal lapis pondasi atau lapis permukaanperkerasan,mempunyaiketahananterhadap pergerakanlateralakibat beban, maka strukturtersebutdikatakanstabilsecaramekanis.Lapis pondasiatau lapispermukaan yang mempunyaistabilitasmekanisyang tinggi biasanyaterdiri atas campuranagregat kasar (misal,kerikil,batu pecah, slag), agregathalus (misal,pasir),lanau dan lempung dengan proporsi yang tepat dan dipadatkan. Pemadatan gabungan bahan hasil pencampuranbeberapafraksi dengan proporsiyang tepat merupakanaspek pentingdalam pembangunan perkerasan, termasuklapispondasi,karenaakan menghasilkan bahanyang stabilsecaramekanis. Berdasarkanpenjelasandi atas, maka manual ini, stabilisasimekanis diartikansebagai penggabunganbeberapa fraksi agregat menurut proporsi yang menghasilkanagregat gabungan dengan gradasi yang ditentukan,serta pemadatanagregat gabungantersebut sehinggadiperolehlapisanyang mempunyaiderajat kepadatanyangditentukan. Denganmengacupada definisidi atas, maka stabilisasimekanismencakupdua kegiatan utamasebagaiberikut: O Penggabungan dua atau lebihfraksiagregatsehinggadiperolehagregatgabunganyang mempunyaigradasiyangtelahditentukan @ Pemadatanagregatgabungansehinggamempunyaikepadatanyangditentukan. 6.8.2. Bahan Stabilisasi mekanisdilakukanterhadapbahan/agregat yang mempunyaisatu atau beberapa kekurangan/kelemahan apabiladigunakanlangsungsebagailapis pondasibawahataupun lapispondasiatas. Bahanyang mempunyaikelemahantersebutbiasanyaterdiriatas: . Agregatbergradasijelek . Pasirsungai ' Pasirkelanauan, lempungkepasiran,lempungkelanauan . Kerikilpecah . Produktambahanindustri . Bahan perkerasanplastisitastinggi
56-74
6.8.3. Kriteriadisain stabilisasimekanis 6 . 8 . 3 . 1U . mum Dua sifatutamabahanyang mempengaruhi stabilitas adalah: ' Gesekanantarabutir . Kohesi Gesekan antara butir terutamatergantungpada kelengkapanbutir-butiryang membentuk tanah,ataudikenaldengangradasi. Kohesidihasilkanterutamaoleh besarnyakandungandan sifatfraksilempungyang terdapat dalam tanah, sebagaimanayang ditunjukkanoleh sifat-sifatplastisitas,nilai setara pasir (sandequivalent)dan kuattekan keringmaksimum. Disain awal stabilisasimekanisbiasanyadidasarkanpada gradasidan sifat-sifatplastisitas. Untuk memastikanterjadinyapeningkatanmutu, perlu dilakukanpula pengujiankekuatan, misalCBR. Untuk keperluandisain perkerasan,diperlukanpenentuanmodulus resilienbahan hasil stabilisasi. Dalamhal tersebut,bahangranularhasilstabilisasi dianggapmempunyaiangka Poisson yang berkisar antara 0,30 sampai 0,45 serta bersifat tidak isotropis (crossanisotropic)denganE,lE6= 2,0. 6.8.3.2.Gradasi Meskipungesekanantara butir tidak selalu sejalandengan berat isi maksimum,namun umumnyamakintinggiberatisi,makintinggigesekanantarabutir. Gradasibahan yang akan menghasilkankepadatanmaksimumdapat dinyatakandengan hubungansebagaiberikut: 1.8 dimana "p" adalah persentaseberat butir yang lolos saringanberukuran"d", "D" adalah ukuranmaksimumbutirdan "n" adalahfaktordimanauntuksebagianbesarbahan,nilainya berkisarsekitar0,45dan 0,50. Untuk beberapajenis bahan, misal,campurankerikil-pasir-lempung, berat isi yang tinggi dapatdiperolehdengannilai"n"serendah-rendahnya 0,33. Untuk bahan yang mempunyaiukuranmaksimum19 mm, maka dengannilai"n" 0,50 dan 0,45,beratbahanyang lolos0,075mm berturut-turut adalah6 dan 8%. Apabilanilai "n" lebih kecildari 0,33, maka bahan halusakan berlebih.Kandunganbahan halus yang tinggiakan menurunkanpermeabilitas dan dapat mengakibatkan teganganair pori positifsehinggamenimbulkan ketidakstabilan, baik selamapemadatanmaupunsetelah lapisan berfungsi.Namun demikian, bahan yang ditunjukkanpada Tabel 1.10. akan mempunyaikinerjayang baik,asalkankadarairnyadikendalikan. Apabila nila "n" lebih besar dari 0,50, maka bahan cenderungkasar dan kemungkinan mudahtersegregasidan pelepasanbutir.
57-74
Tabel1.10.Plastisitas untukstabilisasi mekanis tanahberbutir (Sumber: Austroads lnc.,1972) JENISPERKERASAN
Denganlapispenutup . Laburan aspal . Betonaspal Tanpalapispenutup
BATASCAIR
<25 <25 <35
INDEKSPLASTIS
2-6 <6 4-9
Keterangan Nilaiyanglebihtinggidapatdipilihuntuklingkungan sebagaiberikut: ' Daerahyang mempunyaicurah hujankurangdari 375 mm per tahun dan bebanlalu-lintasadalah rendah;Pl dapatdinaikkanmenjadi10 untukjalandenganlapispenutupdan 15 untukjalantanpa lapispenutup. Daerahdimanatanahnyamempunyaikandunganbutir halusyang rendah;yaitu,Plxo/o butir lolos saringan0,425 mm <200 untuk kerikilyang akan ditutup dengan lapis beraspal.Pada daerah keringdengankondisidarinaseyang baik,hasilperkaliantersebutdapatbenilai400. Rentangbatas indeksplastisyang lebih lebar mungkinakan memadaiapabilabahanhalusdalam tanahmempunyaisifat-sifat memantapkan, misalbatu besi atau batukapur
6.8.3.3. Sifat-sifat plastisitas Batascair dan indeksplastisyang ditunjukkanpada Tabel 6.8 umumnya diterimasebagai kriteriadisainstabilisasi granular. bahan Nilai penyusutan (linear shrinkage) dan indeks plastis suatu bahan biasanyasaling berhubungan. Batas susut dapat ditentukan melalui pengujianatau berdasarkan hubungannya denganindeksplastis. Kriteriauntuk penyusutanbiasanya2o/ountukjalandenganlapispenutupdan 3o/ountukjalan tanpalapispenutup. 6.8.3.4.Pengujiankekuatan Kriteriakekuatan(misal CBR) biasanyadiberlakukanuntuk bahan yang akan digunakan sebagai lapis pondasi bawah atau lapis pondasi atas. Untuk mengetahui karakteristik juga pengujiantriaksialbebanberulang. deformasielastisdan plastis,mungkindiperlukan Penetapankriteriadisain, terutamauntuk jalan yang melayanilalu-lintasrendah,dapat didasarkanpada pengalamansetempat.Banyak bahan yang tidak memenuhispesifikasi 'normal', ternyatamempunyaikinerjayang baik apabiladigunakanpadajalanyang melayani lalu-lintas rendah,asalkandrainasenya terpelihara. 6.8.4.Penentuan proporsi fraksi agregat Terdapatberbagaimetoda untuk menentukanproporsibahan yang akan digabungkandan padabutirini diuraikanmetodayangdikembangkan oleh Rothfuchs. Metodatersebutmencakuptahaptahap sebagaiberikut: O Plot gradasiagregatgabunganyang dikehendaki,dimana persentaseberat butir yang lolosdiletakkanpadaordinatdenganskalalinear,sedangkanukuransaringkandiletakkan pada absisdenganskalasedemikianrupa sehinggagarisgradasiberbentukgarislinear. Hal tersebutdapat dilakukandengan menarikgaris lurus dari Titik (0,0) ke titik yang mempunyaikoordinat(ukuransaringanmaksimum,persentaseberat butir yang lolos). Selanjutnya,titik ukuransaringandapat ditentukanberdasarkanperpotonganantaragaris horizontal(persentase beratbutiryang lolos)dengangarisgradasiyangtelahdigambar. 58-74
@ Plotgradasimasing-masing fraksiagregatyang akandigabungkan denganmenggunakan skalayangdisebutkanpadaLangkah1. @ Untuk masing-masing fraksi,gambargaris lurus yang dianggapmewakiligradasifraksi yangditinjau. @ Hubungkanujung-ujungyang berlawanangaris gradasidi atas dan tentukanproporsi masing-masing fraksi berdasarkanperpotongangaris penghubungujung-ujungdengan' garisgradasiyangdikehendaki. Penerapanmetodadi atas diilustrasikan dengancontoh sebagaiberikut: o Misalkan tiga fraksi agregat (lempung kelanauan,pasir dan batu pecah) harus digabungkan. . Gradasimasing-masing padaTabel fraksidan gradasiyang harusdiperolehditunjukkan 6.9. o Tentukanproporsimasing-masing fraksi Langkah-langkah yangdiuraikandi atasditunjukkan padaGambar6.9,dimana, O GarisOO'menyatakangradasirata-ratayangdikehendaki (Kolom3 padaTabel6.9). @ Gradasi masing-masingfraksi agregat yang akan dicampurkanditunjukkanoleh Garis BAO' untukbatu pecah,BFE untukpasirdan OG untuklempungkelanauan(Kolom4, 5 dan 6 padaTabel6.9). @ Garislurusyangpalingmendekatigradasimasing-masing fraksiadalahCO', BD dan OG. @ Garisyang menghubungkan yang berlawanangarisCO', BD dan OG adalah ujung-ujung CD dan BG. Garis CD dan BG memotongGaris OO' di titik L dan M. Proporsimasing masingfraksi diperkirakandari grafik (hasilnyaditunjukkanpada bagian kanan Gambar 6.9).Adapun proporsimasing-masing fraksiadalah27% batu pecah,45% pasir dan 18% lempungkelanauan. Gradasi agregat gabunganberdasarkanproporsidi atas ditunjukkanpada Kolom 7 Tabel 1.11. Meskipuntidak identik dengan gradasiyang dikehendaki,namun gradasiagregat gabunganmasihterletakdalambatas-batas yangdikehendaki. Tabel1.11.GradasiuntukilustrasipenerapanmetodaRothfuchs(Sumber:TRRL, 1974)
BERATBUTIRYANGLOLOS(%) UKURAN SPESIFIKASI SARINGA N ( m m) BATAS- RATABATAS
1
25 19 I 4,75 2,36 0,425 0,075
2 100 85-100 65-100 55- 85 40- 70 25- 45 10- 25
RATA
3 100 92 82 70 55 35 18
FRAKSIYANG ADA
BATU LEMPUNG PECAH ,AStR(B) (C) KELANAU. (A) 4
95 70 21 11 7 2 0
5
6
roo 85 55 0
59-74
100
AGR. GAB.: 37% A 45% B 18o/o C 7 98 89 71 67 58 43 18
E
80
U)
9oo z 45% PASIR
Y40 l d] F
tr20 co 0
0,075
0,425
2,36
4,75
19
9
25
UKURANSARINGAN(mm)
Gambar1.13.Penentuanproporsifraksi agregat(Sumber:TRRL, 1952) 6.8.5.Pemadatan Manfaatpemadatanuntuk meningkatkan stabilitastanah kiranyatidak dapat dibantahlagi, pemadatan, karenadengan stabilitastanahdapatditingkatkan. Sebagaimanaditunjukkanpada Gambar 1.14,tanahpada dasarnyamerupakancampuran antarabutir-butir mineral(bahanpadat),air dan udara. Ditinjaudari kepentinganteknis, udara di dalam tanah tidak memberikanmanfaat,karena akan menghalangikontak antara butir-butirtanah yang selanjutnyaakan memperkecil stabilitas.Oleh karenaitu, maka udaradalamtanah perludikeluarkan. Prosespengeluaran udaradaritanahdikenalsebagaipemadatan. BERAT
t uDARAlf;l ffil AtR ffil m
I Wwl
ffil r,^, 1pnoniii:i.C '"' Efr.ii liit:it:i{,i{.i{,ii.i-{il.ir.i,,..it::!{{
J
Gambar1.14.Diagramkomponentanah Hubunganantarabahanpadat,air dan udarabiasadinyatakandenganberatisi basahatau beratisi curah,beratisi keringdan kadarair. Denganmemperhatikan parameterdi atas dapatdidefinisikan Gambar1.14,masing-masing sebagaiberikut: .
Berat isi curah(y*)
*' berattotaldibagivolumetotal= Y = l,** VV 60-74
....
1.9
W*
.
Kadarair (w)
: beratair dibagiberatbahanpadat=
o
Berat isi kering(y6)
: beratbahanpadatdibagivolumetotal= IL V
w.
1.10 1. 1 1
Biasanyapengaruhpemadatandinyatakanoleh "beratisi kering"dan "kadarair". Perubahan pada kadar air akan merubahrespontanah terhadapdaya pemadatandan, apabilasetelah pemadatan,beratisi keringdan kadarair diperiksa,maka dapatdigambarhubunganantara berat isi kering dengan kadar air sebagaimanaditunjukkan pada Gambar 1.15. Sebagaimanaditunjukkanpada Gambar 1.15, hubungan berat isi dengan kadar air dipengaruhi oleh daya pemadatan. 2,10 | F
9
2,oo
ir'
tri Y
6
; fi uJi (D
1,90 '1.80 .
1,82
PEMADATAN BERAT PEMADATAN RINGAN
1.70 10
20
30
K A D A RA I R ( % )
Gambar1.15.Hubunganberatisi keringdengankadarair 6.8.6.Pelaksanaan Disamping penyelidikandan disain yang seksama, pelaksanaanyang sebagaimana mestinyamerupakanfaktor yang tidak kalah pentingnyadalam rangka mendapatkanhasil yang baik. stabilisasi Penentuanproporsi yang hati-hatiserta pencampuranyang seksama sangat diperlukan untukmendapatkan bahanyangseragam. Salahsatu penggunaanagregathasilstabilisasimekanisadalahsebagaiperkerasantanpa penutup,yaitu untuk mengurangipersoalandengan debu. Hal tersebutpada dasarnya menyangkut pencampuran beberapa fraksi agregat sehingga mempunyai gradasi dan plastisitasyang memenuhituntutanuntuk meredamdebu. Bahan tersebutbiasanyaterdiri atas agregatbergradasimenerusdengankandunganbahan halusyang ditetapkandengan seksama. 6.9.
Bentuk lain stabilisasi
6 . 9 . 1 .U m u m Sejauh ini, bahan stabilisasiyang banyak digunakandi beberapanegaraadalah semen, kapur,aspal dan campuranbahan-bahantersebut.Namundemikian,dewasa ini terdapat pulabahanlainyangdigunakanuntukstabilisasi. Sebagianbesar bahan stabilisasidi luar yang telah baku adalah bahan kimia yang telah berhasiluntuk mengendalikandebu (dust suppressanfs), meskipunjuga dapat memperbaiki sifat-sifattanah yang lain,misalnyakekuatandan permeabilitas. 61-74
Untuk mengetahuisumbanganstrukturalnya, bahan stabilisasidi atas perlu dikajidengan cara yang sama sepertiyang dilakukanterhadapsemen,kapurdan aspal. Salah satu penggunaanbahan stabilisasilain adalah pada perkerasantanpa.lapiskedap (unsealedpavements)atau perkerasanyang sedang dikerjakan,yaitu untuk mengurangi debudan meningkatkan keselamatan. 6.9.2. Pengendaliandebu (dusf suppressfon) Dewasaini terdapatcara untukmengatasidebu yang timbulpadajalantanpalapispenutup, yaitu melalui proses tunggal (single process) atau hanya satu kali penggunaan (one application)bahan kimia. Teknikpengendalian debu padajalantanpalapispenutupdapatdikelompokkan menjaditiga kategorisebagaiberikut: O Teknikpelaksanaan yangtepat dan pemeliharaan @ Stablisasi mekanis @ Penggunaan bahankimia Teknik pelaksanaandan pemeliharaanmerupakan aspek yang fundamental untuk perkerasan mendapatkan tanpalapispenutupyang mempunyaiumurpelayananpanjang. Pembentukan kemiringan melintang (cown) dan penyediaan drainase yang memadai merupakan praktek pelaksanaandan pemeliharaanyang baik untuk mendapatkan permukaanyangkerasdan tidakmenghasilkan banyakdebu. Stabilisasimekanis,sebagaimanatelah diuraikanterdahulu,menyangkutpencampuran beberapafraksi bahan dalam rangka mendapatkanbahan baru yang mempunyaigradasi dan plastisitasyang memenuhipersyaratan. Penggunaanbahan kimia untuk mengendalikan debu harus dipandangsebagaipelengkap terhadapupayayang disebutkandi atas. Pengendaliandebu dengan bahan kimia mempunyaiumur yang terbatas,karena untuk mengendalikan debudalamjangkapanjang,bahankimiaharusdigunakansecarareguler. Pemilihanbahankimiauntukmengendalikan debutergantungpadakomposisidan cuaca. Bahankimiauntukmengendalikan debu,secarakasardapatdikelompokan menjadi: r Produk bukan aspal organik (organicnon-bituminousproducts) Bahan ini terutamaterdiri atas linin sulfonat,yaitu produk sampinganindustrikertas (paper pulping industry).Cara kerja bahan tersebut adalah dengan cara melekat dan kemudianmerekatbutir-butirtanah menjadisatu kesatuan.Disampingitu, bahan ini dapat berfungsijuga sebagai pengurai lempung (clay dispersant)sehingga lempung menjadilebihplastisdan setelahdipadatkanmempunyaiberatisi yangmeningkat. Lignosulfonat merupakanbahanyang efektifuntukmengurailempung.Padasaat hujan, lempungyang telah teruraiakan mengisipori tanah sehinggacenderungmengurangi infiltrasiair. Pada saat pengeringan,lignosulfonattersebar ke seluruh bagian tanah penguapan. sehinggamenghalangi '
Bahan kimia yang menarik air (waterattractingchemicals) Bahan ini bersifathigroskopis,terutamaklorida dan garam. Garam menahandebu 62-74
dengancara menyerapdan menjebakair dari udara,sehinggaperkerasantetap lembab. Produk berbasisminyak (petroleumbased products) Bahanini merupakanhasildaur ulangoli bekas,aspalemulsidan tar. Cara kerjabahan ini adalahdenganmenggumpalkan(agglomerations) butir-butirdebu. Oli seringkali merupakanbahan pengendalidebu yang palingtahan lama, meskipun dapat menimbulkanbahaya terhadap lingkungan,terutama apabila menyangkutoli bekas. Bahan stabilisasielektro-kimia(electro-chemicalstabilizers) Bahanstabilisasi ini terdiriatasenzimdan minyaksulfonatyang mengandung ion tinggi. Bahan stabilisasielektro-kimiabekerja dengan cara mengeluarkanair yang terserap tanah sehinggaronggadalamtanah menjaditurundan selanjutnya terjadipeningkatan berat isi. Sampai dengan umur 20 hari setelahditambah bahan stabilisasi,kekuatan tanahmungkinbelumdiperoleh. Stabilisasidenganbahan ini menghasilkan permukaanperkerasanyang lebih kohesif sehinggadapatlebihmenahanpartikel-partikel halus. Bahan stabilisasimikrobiologi(microbiologicalbinders) Bahanstabilisasiini bekerjamelaluimikrobayang disebarkanke dalamtanah.Mikroba t6rsebutmengkonsumsi fraksi lempungdan mengeluarkan suatu residupolimeryang dapat mengikatpartikel-partikel halus. .
Polimer (polymers) Dalammengendalikan debu,polimerbekerjamelaluisementasipartikel-partikel danjuga sampai tingkat tertentu mengendalikanperubahan kadar air. Agar efektif, bahan stabilisasiini memerlukanpengantar(carrier),misalnya,abu terbang.
6.9.3. Peningkatanstruktural Terdapatbeberapajenis produkyang sedangdipromosikan untukstabilisasilapis pondasi jenis produkyangdipandangmenjanjikan atas.Dua adalah: . Polimerberbentukserbuk kering (polymerin a dry powder form). . Aditifpolimer(polymeradditives)yang digunakanbersama-samasemen. Keduabahanstabilisasi diatas bekerjadengancarayangsangatberbeda. O
Polimerberbentukserbuk kering (polymerin dry powder from) Produk ini terdiriatas polimertingkattinggi yang bekerjasecaratermal untuk mengikat pengantar,misalnyaabu terbang.Bahan ini ditanganidengan cara sepertiserbukserbukyang lain,yaitudikirimdengantangkicurahdan kemudiandimasukkanmelalui penebarsemenkonvensional. Polimeryang menyebarke dalambagian-bagian bahanperkerasanakan meningkatkan stabilitasvolume dan menurunkanair kapiler,teganganair pori dan kadar air yang menimbulkanpenyusutan.Hal tersebut dicapai melalui pengubahansifat-sifatfisik tanah, bukan melalui sementasi.Dengan demikian,maka bahan perkerasantidak mudahmengalamipenyusutan. Bahan yang berhasildimodifikasi proporsikekuatankeringdan akan mempertahankan 63-74
daya dukungnya,meskipundalam kondisiterendamdalam waktu yang lama. Namun demikian,bahan yang distabilisasitetap mempunyaisifat sebagaibahan asli (unbound material). @ Bahantambahterhadapsemen (additivesto semen) Terdapat berbagaijenis bahan tambah yang dipromosikanuntuk digunakanbersamasama dengansemen.Bahanini bereaksidengansemendan tanahsehinggamembantu pelekatan.Manfaatyang potensialadalahkekuatanyang lebihtinggi,penyusutanyang lebihrendahdan dapatdigunakandenganjenistanahjelek yang lebihbanyakdaripada jenis tanahjelek yang cocokdengansemen.Untuksetiapsituasi,jenis bahanstabilisasi ini harusdievaluasiberdasarkan hasilpengujiandi laboratorium. 6.9.4.Aspek pelaksanaandan keselamatan Aspek pelaksanaan akan diuraikanpada Butir6.10. Dalamkaitannyadengankeselamatan, maka perlu diperhatikanbahwa setiap pelaksanaanpekerjaanyang menggunakanbahan stabilisasi haruslahmengikutipetunjukyangdikeluarkan olehpabrik. 6.10.Pelaksanaan 6 . 1 0 . 1U. m u m Pengerjaan stabilisasi dapatdilakukandengansalahsatucarasebagaiberikut: O Stabifisasidi tempat (mix-in-placeor insitu stabilisation),dan O Stabilisasiterpusat(stationaryor pugmitttype stabitisation) Peralatanyang digunakanpada keduacara di atas sangatberbeda. 6.10.2.Stabilisasi di tempat (insitu stabilisation) Untukpelaksanaanstabilisasidi tempatterdapatdua peralatankhusus,yaitu. O Penyebarbahan stabilisasiatau tangki (additivespreaderor tanker), dan @ Pencampuratau pengeruk(stabilisingmixer or reclaimer/stabiliser) Kegunaan penyebar bahan stabilisasiatau tangki adalah sebagai wadah dan penyebar yang akan segeradigunakanpadaprosesstabilisasi; bahanstabilisasi sedangkankegunaan pencampuradalahuntukmencampursecaraseksamabahanstabilisasi denganbahanyang distabilisasi.Dalam hal pengeruk(reclaimer/stabiliser), alatjuga digunakanuntuk mengeruk dan menghancurkan perkerasan bahan sehinggamempunyaiukurannormalsepertiukuran agregatbaru. Alat ini mempunyaiberbagaiukurandan kapasitassebagaimana yang akan diuraikandi bawah. 6.10.3.Penyebar bahan stabilisasi (additive spreader) Penyebarbahan stabilisasiberbentukserbuk,misal,semen dan kapur,dilengkapidengan tangkiyang harusmampumenampungbahanstabilisasi tersebutpada kondisicuacayang sesuai (lihat Gambar 1.16). Ukuran tangki pada mesin penyebartergantungpada jenis pekerjaan,makinbesarpekerjaanmakinbesartangkiyangdigunakan.Padapekerjaan jalan raya atau lapangterbangbiasadigunakantangkiyang berukuranbesar. Kapur disebarkan(melaluikipas) ke permukaantanah dan kemudiandiikutioleh mesin pencampur.
64-74
. Gambar1.16.Mesinpenyebarkapur(Sumber:Ingles,1972) Pengendalian takaranbahan stabilisasidilakukandengan mengaturkecepatankendaraan tangki dan kecepatan kipas. Dewasa ini, terdapat berbagai cara untuk memastikan penyebaranbahan stabilisasiyang merata dengan takaran yang tepat, dimana sebagian besarjenis mesin penyebarmenggunakansistem penimbanganuntuk mencatattakaran bahan stabilisasiyang disebarkanke permukaan dengan luas tertentu.Toleransi yang diijinkanbiasanyasekitar1Oo/o dariyang ditetapkan. 6.10.4.Bahan stabilisasicair Untuk menyebarkanbahan stabilisasicair biasanyadigunakantangki khusus.Meskipun kadang-kadangbahan stabilisasidisebarkanoleh mesin penyebaryang bekerjadi depan mesin pencampur,tetapi sering kali (dipandanglebih baik) bahan stabilisasidisebarkan dengancara pemompaanoleh mesinpencampurmelaluibatangpenyemprot. Cara di atas dilakukanterhadapemulsiatau aspal busa, dimana untuk aspal busa, pada mesinpencampurperludipasangjuga peralatanuntukmembusakan aspal. 6.10.5. Penge ru k/pencam pu r (recIai m ers/stab i Ii s e rs) Mesin pencampurdan pengerukdapat dibagi menjadi empat kelompokbesar sebagai berikut: 1
Mesinpenyemprotbahanstabilisasi(patrolpatcher) Alat ini biasanya dipasang pada loader atau traktor dan dirancang bukan untuk pekerjaan yang besar sehingga sangat berguna untuk pekerjaan penambalan jalan raya.Sebagaialattambahan,alat ini biasanyaberukuranantara60 cm perkerasan sampai1 meter.
2
Mesinpencampurukurankonvensional(convensional sizedsfabilisers) Mesin pencampurjenis ini (Gambar1.17)dirancanguntuk mencampurmeratabahan stabilisasidengan tanah atau agregat. Pada operasi normal, bahan harus dalam keadaangembur, sebelumdicampurdengan bahan stabilisasi.Lebar pencampuran bervariasi, mulaidari 1,8sampai2,4 m dengankedalamansampai30 cm.
65-74
Gambar1.17.Pencampurberukurankonvensional (Sumber:Ingles,1972) 3
Mesin penegruk/pencampurkonvensional(convensionalreclaimer/ stabilisers) Mesin ini miripdenganmesin pencampurkonvensional, kecualiumumnyamempunyai tenaga yang lebih besar dan mempunyairotor penggaliyang berbeda.Dengan rotor tersebut, mesin tidak hanya dapat mengaduk tetapi juga dapat mengeruk bahan perkerasan. Dengandemikian,maka mesinini sangatidealuntukpekerjaandaur ulang. Lebarpencampuran berkisarantara2 sampai2,4 m dengankedalamansampai40 cm.
4
Mesin pengeruk/pencampurbesar (largereclaimer/stabilisers) Mesin ini (Gambar 1.18) dirancangkhusus untuk pekerjaan-pekerjaan besar, misal pekerjaanjalan dan lapang terbang. Mesin ini mempunyai karakteristikyang mirip dengan mesin pengeruk/pencampur konvensional,kecualiukurannyayang besar serta mempunyaimesin bertenagaminimum250 kW sehinggarotor mempunyaidaya gali yang lebihbesardan lebihproduktif.
6.10.6.Pusat pencampur (stationaryplant) . Pusat pencampuridealnyadibangundi lokasiproduksiagregat.Peralatanini mempunyai kemampuanuntuk mencampurbeberapajenis, baik bahan yang distabilisasimaupunbahan stabilisasi. Bahan yang distabilisasidan bahan stabilisasidicampurdalam penggilingan(pugmill)dan kemudianditumpahkanke dalam truk atau kendaraanpengangkutjenis lain. Campuran biasanyadihampardenganmesinpenghampar(paver). Pusat pencampursangat cocok apabilasemua bahan berasaldari satu lokasidan jarak ke lokasi penghamparanrelatif tidak jauh. Penggunaanpenggilinganperlu memperhatikan masa kerja bahan stabilisasi,sehingga masih tersedia waktu untuk pengangkutan, penghamparan dan pemadatan.
66-74
Gambar1.18. Mesinpengeruk/pencampur besar 6.10.7.Peralatanpenunjang (ancillary equipment) 1
Mesin pemadat (compactionequipment) Pada sebagian besar pekerjaan stabilisasi, pemadatan dapat dilakukan dengan menggunakan mesinpemadatkonvensional. Untuk pemadatan lapisan yang tebalnya lebih dari 25 cm, atau pemadatanbahan perkerasanyang terdiri atas kerikil plastisitasrendah, atau pemadatandi atas tanah dasaryang relatiflemahsehinggamenyerapbanyakenergipemadatan, mesinpemadat getar dengan roda bertelapak(vibratorypadfoot rollers)yang beratnyalebihdari 17 ton (Gambar1.19)dipandangcocok.
Gambar1.19.Mesinpemadatgetardenganrodabertelapak Padadaerahdimanaterdapatgorong-gorong atau utilitasyang dangkal,atau di daerah dekatgedungatau bangunanlain,penggunaanmesinpemadatgetaryang beratharus hati-hati,karenagetaranyangditimbulkan dan merusakkan fasilitastersebut. Pada beberapasituasi,penggunaanmesin pemadatgetar yang lebih besar mungkin diperlukan.Namun demikian,untuk memastikankelayakanpenggunaannya, mungkin perludilakukanuji coba.
67-74
Sebelumdigunakan,terlebihdulu peralatanperludiperiksakelayakannya. Untukmenilai efektifitas dan efisiensi peralatan, mungkin perlu dilakukan uji coba pelaksanaan terhadapbahanyang akandigunakan. Untuk pemadatanlapisanyang tebalnya lebih dari 25 cm, konfigurasimesin pemadat yangdipandangcocokadalah: . Bermesinsendiridengandua buah roda getar bertelapakyang beratnya 2 x 17 ton. . Bermesinsendiridengansatu buah roda statisbertelapakyang beratnya 1 x 35 ton. . Bermesinsendiridengan roda permukaanhalus yang beratnya1 x 10 ton (lihat Gambar1.20). . Mesin pemadat yang beratnya lebih dari 20 ton dengan roda yang atas beberapaban bertekananlebihdari 500 kPa. Truk air (water trucks) Untukpencampuran di tempat,perlutersediatruk yang dapatmengangkut air sekurangkurangnya12.000 liter. Pada saat pencampuran,truk harus dapat memasokair ke mesinpencampur.Untukperataanakhir,diperlukanjuga truk pengangkutair, baik truk yangdigunakanpadapencampuran atautruk lain. Mesin perata (grader) Untuk membentukdan merapihkanpermukaanbahan yang distabilisasidiperlukan mesin perata yang baik serta operatornyayang berpengalaman. Mesin peratatersebut bekerjadi belakangmesinpemadat.
Gambar1.20.Mesinpemadatgetarrodahalus 6.10.8. Prosedurdan operasi pelaksanaan 6 . 1 0 . 8 . 1 .S t a b i l i s a sdi i t e m p a t Meskipun prosedur pelaksanaanyang rinci tergantungpada jenis proyek dan bahan yang digunakan,namunuraiandi bawah ini berlakuumum.Setelahprosedurini stabilisasi diikuti,perludiikutiproseduryangspesifikuntuksetiapbahanstabilisasi.
68-74
Operasipelaksanaanmenyangkutkegiatan-kegiatan sebagaiberikut: 1
Persiapan Sebelumpekerjaanstabilisasidimulai,permukaanperkerasanperlu dibentukmenurut letak dan profil yang mestinya. Pengupasanatau pembentukanpermukaansetelah stabilisasidapatmengurangitebal lapisanyang telahdistabilisasi. Apabiladigunakanmesinpencampurkonvensional, perluterlebihdulu maka perkerasan digarUk(pre-ripped).Penggarukantersebuttidak perlu dilakukanapabilamenggunakan mesinpenggaruk/pencampur.
2
Penyebaranbahanstabilisasi(spreading) Apabila bahan stabilisasiyang digunakan adalahserbuk, tahap selanjutnyastabilisasi adalah penyebaranbahan stabilisasidengan alat sebagaimanaditunjukkanpada Gamba1 r .21. Takaran bahan stabilisasiyang tersebar pada permukaan dapat diperiksa dengan menggunakan nampan atau kertas yang mempunyai luas permukaan tertentu. Kemudian,beratbahanstabilisasiyang tertampungnampanatau kertasditimbang. Pada setiap tahap pelaksanaan,perlu disiapkandokumen pengendalianmutu yang menyangkut,antara lain, takaranbahan stabilisasipada setiap lintasanpenyebaran, dimanatakarantersebutharusdipastikansebelumpenyebaranberikutnya. Lintasan penyebaran ke dua biasanya berdampingandengan lintasan penyebaran pertama. Dalam hal tersebut perlu diperhatikan agar antara dua lintasan yang berdampingantidak terjaditumpangtindih (overlapping)atau kekosongan(gap) bahan stabilisasi.
Gambar1.21.Mesinpenyebarbahanstabilisasi Pencampuran(mixing) Tahap operasi stabilisasiselanjutnyaadalah pencampuran.Pada beberapa kasus, pencampurandapat dilakukandengan satu lintasanmesin pencampurdimana truk pengangkut air digandengkan denganmesinpencampurdan kemudianair disemprotkan ke dalam bahan yang distabilisasisehinggakadar airnyasekitar2% di bawah kadarair 69-74
optimumdi laboratorium. Untuk mendapatkancampuranyang lebih homogen,sebaiknyapencampurandilakukan dengandua lintasanmesinpencampur. Apabila pencampurandilakukandua lintasan,pencampuranpada lintasanpertama biasanya tanpa penambahan air. Pada pencampuran lintasan ke dua, truk air digandengkan denganmesin pencampur,kemudianair di semprotkanke dalamtanah sehinggakadarairnyakira-kira2% di bawahkadaroptimum. Setiap bahan stabilisasimempunyaipersyaratanderajat pencampuransendiri-sendiri. Pada stabilisasilapis pondasiatas dengansemen atau aspal emulsi,campuranharus benar-benarhomogen. Campuran yang homogen akan mengakibatkandistribusi kekuatanyang tidak merata; selanjutnya,hal tersebutakan menimbulkanretak akibat kekuatanlokal yang tinggi. Hal yang sama berlakujuga apabiladigunakanpolimer dalam takaran yang rendah. Pada stabilisasitanah dasar, keseragamancampuran tidaklahterlalukritis,karenatanahdasarterlindungi perkerasan. Pemadatandan perapihan(compactionand trimming) Setelah pencampuranselesai, maka pemadatanharus secepatnyadilakukan.Pada pemadatanmerupakantahappelaksanaan setiapbentukstabilisasi, yang palingmudah, asalkandilakukansecepatnyasetelahpencampuran.Untuk lapisanyang lebih tebal, pemadatanawal sebaiknyadilakukandengan menggunakanmesin pemadatdengan roda bertelapak;kemudian,pemadatanselanjutnyadilakukandengan mesin pemadat getar roda halus, sampai selesai.Namun demikian,terdapatpraktekdimana untuk pemadatanakhirdigunakanmesinpemadatrodakaret. Sebelum pemadatanselesai, biasanyadilakukanperapihanpermukaan.Hal tersebut yang lepasakibatperapihandapatdipadatkan. dimaksudkan agar,butir-butir Perapihan lapisan tipis yang perlu dilakukan dengan hati-hati,karena hal tesebut dapat mengakibatkan terkelupasnya lapisan. Bahanyangdiperolehpadaperapihandapatdibuangatau mungkinmasihdiperlukan. Apabila perapihanmengakibatkantebal lapisan menjadi sangat berkurang,maka lapisantersebutdapat diperbaikidengancara menambahtebal lapisanyang berikutnya, atau apabiladigunakanaspallambatmantap,dapatdilakukandenganmencampur, dan memadatkanulang 150 mm bagian atas lapisan(campurandapat ditambahdengan bahanyangdihasilkanpadaperapihan). Perawatan (curing) Perkerasandistabilisasi perlu dengansemenyang perlusegeradibukauntuklalu-lintas dipastikan bahwa lapisan yang distabilisasitelah benar-benar memantap (cured). Pemantapanyang baik akan diperolehapabilalapisandistabilisasidibiarkanbeberapa lama dalam keadaanlembab(bukanbasah)dan kemudianpermukaanditutupdengan lapisan kedap. Pemasanganlapisan kedap sebaiknyadilakukanempat hari setelah stabilisasi. Prosessementasiberlangsungcepat pada masa awal setelahstabilisasidan berlanjut menumbuhkankekuatansampai beberapalama, dapat sampai 12 bulan,tergantung pada jenis bahan stabilisasiyang digunakan.Prosestersebutmemerlukanair untuk dijadikankristalselamaproseshidrasi. 70-74
Apabila lingkunganyang lembab pada bahan yang distabilisasitidak terwujud,maka pada bagian atas lapisan akan terjadi pengeringan,terutama pada minggu pertama setelah pemadatan.Pengeringantersebut akan mengakibatkanpenyusutandan retak susut.Disampingitu, pengeringan pulakekuatanyang rendahdan akan mengakibatkan jelek. tidakseragamsehinggaselanjutnya permukaanyang kinerjanya mengakibatkan Cara terbaik perawatanadalah menutup permukaandengan lapisan yang kedap. Namun demikian, perawatan lapisan yang distabilisasidengan membasahi secara berselang-selang (tidakterus menerus)selama minggu pertamabiasanyamemberikan hasil yang cukup memuaskan. Dalam hal tersebut,pembasahandilakukandengan menyemprotkan (bukanmembanjiri) air ke permukaanlapisyang distabilisasi. Dengan jangandibiarkanmengering. permukaan demikian, yangdistabilisasi Perawatanakan lebih sulit pada cuaca kering (rnengakibatkan penguapantinggi),yaitu pada saat suhu tinggi dan/atau angin kencang. Pada kondisi tersebut, dapat dipertimbangkanuntuk secepatnyamenutup permukaandistabilisasidengan lapisan kedap. Apabilalapisanyang distabilisasi akan ditutupdenganlapisperkerasanyang lain,maka agar pemantapan berlangsung optimum, lapisan tersebut sebaiknya dipasang secepatnya. 6.10.8.2. Masa pengerjaan(working timel Bahan yang distabilisasidengan semen atau campuran sementasiharus dipadatkan sebelum ikatan antara butiran mencapaitingkatanyang menghambatpemadatan.Bahan yang distabilisasi denganaspalemulsiatau aspal busa juga perludipadatkandalam kurun waktu yang diperlukanuntuk mendistribusikan aspal secara merata.Waktu yang tersedia untuk mengerjakanbahan disebut masa 'pengerjaan',yang dapat didefinisikansebagai berikut:'Masa pengerjaansuatu campuranharus merupakanwaktu terpendekantarawaktu pengerjaan untukmencapaiberatisi keringmaksimumdan masauntukmencapaikuattekan bebas'. Masapengerjaanuntukmencapaiberatisi keringmaksimumadalahwaktuyangdiukursejak penambahanbahan stabilisasisampai selesainyapemadatan(dimulaitiga jam setelah penambahanbahan stabilisasi)yang menghasilkan97% nilai rata-ratatiga berat isi kering maksimum'. Semua contoh harus dirawatpada kondisilepas yang dimasukkanke dalam wadah yang kedap,pada suhu 23120C. Masa pengerjaanuntukmencapaikuattekanbebasdidefinisikan sebagaiwaktuyang diukur sejak penambahanbahan stabilisasisampaiselesainyapemadatan(dimulaitiga jam setelah penambahanbahanstabilisasi) untukmencapai80% nilairata-ratatiga hasilpengujiankuat tekan bebas. Semua contoh harus dirawatpada kondisilepas yang dimasukkanke dalam wadah yang kedap,padasuhu 23+2uC. Masa pengerjaan di atas merupakan fungsi bahan yang distabilisasidan juga suhu lingkungan.
71-74
Semenmultifungsi(generalpurposecement) Sebagianbesar semen multi fungsi mempunyaimasa pengerjaankurang dari tiga jam. Oleh karenaitu, maka prosedurdi atas harusdilakukansecepatnya. Pada hari berikutsetelahselesaipemadatan,bahan perkerasanyang distabilisasisemen akan sulit dirapihkankembali (e-trim) Apabila perlu dirapihkan,lapisantersebut perlu dipotongdan bahanhasilpemotongan tidakdapatdigunakankembali. Daerahyang memerlukanpencampurankembaliharus mengandungbahan stabilisasi berlebih, apabila pencampurankembali dilakukan dalam tempo 24 jam. Sebagai pedoman umum, kira-kira 2Oo/otakaran awal dapat digunakan, meskipun sebaiknya dilakukanpengujianlaboratorium untuk memastikantakaranoptimumtambahanbahan yangdiperlukan. stabilisasi Pencampurankembali bahan yang distabilisasihendaknyadilakukandalam masa pengerjaan.Bahan yang distabilisasidengan bahan pengikatlambat mantap, untuk memenuhikriteriakekuatanumumnyatidakmemerlukan tambahanbahanpengikat. Pada masa lalu,untukmemperpanjang dengansemen masa pengerjaanpada stabilisasi multi fungsi telah digunakanbahan penghambatsementasi,misalnyalignosulfonat. Namun,dengantersedianya campuranbahansementasidengan semenmultifungsiyang mempunyaimasa pengerjaanpanjang,maka penggunaanbahanpenghambat sementasi telahditinggalkan. Campuranbersifatsementasi(cementitiousblends) Sebagianbesarcampuranbersifatsementasi,termasuksemenmultifungsi,mempunyai keuntungan yang lebihpanjang,kadang-kadang masapemantapan sampaitigahari. Masih tetap merupakan praktek yang baik apabila pemadatandilakukansecepatnya, karenahasilpemadatanyang palingbaik akan dicapaisebelumpemantapan dimulaidan sebelumbahan yang distabilisasi berkurangkadar airnya.Namun demikian,perapihan akhtr(final trimming)dapat dilakukansatu atau dua hari kemudian.Apabila hal tersebut dilakukan,maka hasil terbaik akan diperolehdengan cara membiarkanlapisanagak tinggi dan kemudiandikupas. Hal tersebutakan menghasilkanpermukaanyang jauh lebih rata daripadayang mungkindapat dicapaidengansemen cepat mantap.Apabila yang basah atau tidak stabil,maka bagiantersebuthendaknya dijumpaibagian-bagian dicampurulang tanpa memerlukanpenambahanbahan stabilisasi,asalkandilakukan denganseksamasebelummasapengerjaan habis. Bahan stabilisasipolimerserbuk (powderedpolymer sfab/lsers) Takaranbahanstabilisasipolimerbiasanyarendah;oleh karenaitu, perhatiandiperlukan terhadapmutu campuranagar dijaminbahwapenyebaranbahanstabilisasibenar-benar merata. Karenabahan stabilisasiini tidak dirancangsepertisemen multifungsi,maka perataan (grading)dapat dilakukansatu atau dua hari setelahpencampuran.Pencampuranulang dapat dilakukansetiap saat. Namun demikian,hasil paling baik tetap dicapaidengan mengikuti secara ketat praktek yang berlaku untuk bahan yang distabilisasidengan s e m e nm u l t i f u n g s i .
72-74
Kapur Kapur dapat digunakan,baik dalam bentuk kapur padam maupun kapur hidup.Kapur padam merupakanbahan berwujudserbuk sangat halus dan sering kali sulit ditangani, kecualiapabiladijadikanbubur.Kapurpadambiasanyalebihmahaldaripadakapurhidup. Kapur hidup mempunyaiwujud yang lebihgranulardan lebih mudahdan aman apabila digunakanmelaluipenyebarcurah (bulk spreader).Kapur hidup disebar seperti halnya dengan semen. Namun demikian, sebelum dicampur, kapur hidup terlebih dulu "dipadamkan" dengancara menyemprotkan sebaiknyadilakukandari air. Penyemprotan sampingdanjanganmelewatkan truk air padahamparankapurhidup. Prosespemadamanakan menghasilkan kapurpadam.Hal tersebutterjadimelaluireaksi eksotermik,yang menghasilkanpanas yang tinggi serta membentukgumpalanuap. Prosespemadamanharusdilakukansampaibongkah-bongkah kapurhidupbenar-benar terhidrasi.Apabilapemadamantelah selesai,selanjutnyastabilisasidilakukandengan cara yang normal. Bahan stabilisasibubur (slurryaddition) Kapur, semen dan sebagian besar bahan stabilisasisementasidapat dicampurkan melaluimesin pencampurdalam bentuk bubur. Dalam hal tersebut,bahan stabilisasi kering dipasok ke mesin pembuat bubur di lapangan atau dituangkanke mesin pencampurolehtangkicurahyangdirancangkhusus. Cara lain adalahdengan menggunakantruk gandengan(railer) khusus(yangterdiriatas tangki untuk serbuk keringdan air) dan mesin pembuatbubur yang dipasangdidepan mesin pencampur.Pada peralatanini, komputer akan menetapkantakaran bahan stabilisasi dan air sehinggadihasilkancampurandengankandunganbahanstabilisasidan kadarair yang tepat. Keuntunganpenggunaanbahan stabilisasiberbentukbubur adalah terbebasnyadari debu,sedangkankerugiannyaadalahrumitnyaperalatanlapangan. 6 Aspal Untukstabilisasi, aspal dapatdigunakan,baik dalambentukaspalemulsimaupunaspal busa. o Aspalemulsi Aspal emulsibiasa digunakanpada suhu lingkungan. Aspal emulsidipasokdalam tangki yang dapatdigandengkandengan mesin pencampurdan kemudiandipompa ke wadah yang terdapat dalam mesin pencampur.Truk tangki dan/ataumesin pencampurharusdilengkapidenganpompayang dipasangkhususserta peralatan kalibrasiaspalemulsi. Pamadatanbahanyangdistabilisasi harusdilakukanpada masapengerjaan. o
Aspal busa Aspal busa dibuatdengancara menyuntikkan udara, sedikitair dingin,sekali-sekali ke dalam aspal panas. Hal tersebutmengakibatkan aspal mengembangsehingga volumenya menjadi kira-kira 18 kali volume aspal normal. Hal tersebut memungkinkan tersebarnya secaramerataaspalbusa ke dalamtanah. Metodastabilisasi denganaspalbusa adalahdenganmenggandengkan tangkiaspal panas ke mesin pencampur,kemudianaspal dipompake mesin pembentukbusa yang dipasangpada mesin pencampur.Selanjutnyaaspal yang telah berujudbusa dipompakanke mesinpencampur. 73-74
Hal yang perlu diperhatikanadalah,stabilitasbahan denganaspal busa diperoleh apabilapencampurandilakukanpada masa pengerjaandan aspal busa masihdalam keadaanmengembang. 6.10.9. Sambungan pelaksanaan(construction joints) Terdapatdua jenis sambunganpelaksanaan, yaitusambunganmemanjangdan sambungan melintang. Pada saat melakukanpencampuranlajur di sebelah lajur yang sudah selesai, perlu diperhatikanagar mesinpencampursedikitmenindih(overlaps),sehinggaantarakedualajur tidakada celahyangtidaktersisibahanyangdistabilisasi. Apabilapencampuranlajur ke dua dilakukansetelahpemantapanawal sebagaimana yang pada pertama, pedu pelaksanaan, terjadi lajur maka diperhatikanagar sambungan dikemudianhari tidak menjadialur. Pada saat memulaipekerjaanpada hari berikutnya,pada sambunganmelintang,operasi harus dimulai sekurang-kurangnya 30 cm pada pekerjaanhari sebelumnya. Hal tersebut biasanya dilakukan dengan memundurkanmesin pencampur sehingga meninginjak pekerjaansebelumnya. 6.10.10.Mesin penggilingan (pugmill) Pada pusat pencampur,bahan yang akan distabilisasidisalurkanatau diangkut dari timbunan ke salah satu atau lebih bak penampung(storagebin). Dari bak penampung, selanjutnyabahan diatur komposisinyadan kemudiandisalurkanke mesin penggilingan (bahan stabilisasibiasanya ditambahkanpada saat bahan berada pada ban berjalan). Apabilapencampuran telah selesai,bahanyang distabilisasi diangkutdengantruk ke lokasi pekerjaanuntuk kemudiandituangkanke mesin penghampardan dihampar.Dalamjangka waktuyangtidaklama,bahanyangdistabilisasi dapatdisimpansebagaipersediaan. Apabilastabilisasiakan dilakukanmelaluipusat pencampur,maka perlu dipertimbangkan beberapafaktor,diantaranyaadalah: . Batasanukuranmaksimum. . Kapasitaspusatpencampur. ' Persediaan bahan. . S u m b e ra i r . Jarakangkutke lokasipekerjaan. Apabilajarak angkutke lokasipekerjaanjauh, maka untuk mencegahberkurangnya kadar air, bahan yang distabilisasisebaiknyaditutup dan juga digunakanbahan penghambat pengikatan.
74-74
