PENGUJIAN KINERJA BAHAN ECOMIX SC-100 SEBAGAI BAHAN STABILISASI TANAH UNTUK JALAN

TESIS – PS 2399

PENGUJIAN KINERJA BAHAN ECOMIX SC-100 SEBAGAI BAHAN STABILISASI TANAH UNTUK JALAN DANDUNG NOVIANTO NRP. 3104 201 005 DOSEN PEMBIMBING Prof. Ir. Indrasurya B. Mochtar, M.Sc, Ph.D PROGRAM MAGISTER BIDANG KEAHLIAN GEOTEKNIK PROGRAM STUDI/JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2006

TESIS – PS 2399

PENGUJIAN KINERJA BAHAN ECOMIX SC-100 SEBAGAI BAHAN STABILISASI TANAH UNTUK JALAN DANDUNG NOVIANTO NRP. 3104 201 005 DOSEN PEMBIMBING Prof. Ir. Indrasurya B. Mochtar, M.Sc, Ph.D PROGRAM MAGISTER BIDANG KEAHLIAN GEOTEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2006

PENGUJIAN KINERJA BAHAN ECOMIX SC-100 SEBAGAI BAHAN STABILISASI TANAH UNTUK JALAN Tesis disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Magister Teknik (MT) di Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Oleh : DANDUNG NOVIANTO Nrp. 3104 201 005 Tanggal Ujian Periode Wisuda

: 29 Desember 2006 : Maret 2007

Disetujui oleh :

Prof. Ir. Indrasurya B. Mochtar, M.Sc.,Ph.D NIP : 130 532 021

(Pembimbing I)

Dr. Ir. Djoko Untung NIP : 130 532 017

(Penguji)

Ir. Moesdarjono, M.Sc NIP : 130 520 311

(Penguji)

Ir. Sudjanarko S. M.Eng NIP. 130 532 018

(Penguji)

Direktur Program Pascasarjanan,

Prof. Ir. Happy Ratna S, M.Sc., Ph.D. NIP : 130 541 829

PENGUJIAN KINERJA BAHAN ECOMIX SC-100 SEBAGAI BAHAN STABILISASI TANAH UNTUK JALAN Nama mahasiswa NRP Pembimbing

: Dandung Novianto : 3104 201 005 : Prof. Ir. Indrasurya B. Mochtar, M.Sc.,Ph.D,

ABSTRAK Permasalahan utama pada tanah yang distabilisasi dengan semen (PC) untuk konstruksi jalan tanah yang ditemui di daerah pedalaman/transmigrasi di Indonesia, khususnya pada tanah dasar yang sebagian besar terdiri dari tanah lempung, adalah terjadinya kerusakan sebelum waktunya dari struktur perkerasan tanah semen (soil cement) pada saat awal penggunaannya. Struktur tanah semen (soil cement) secara umum menunjukkan kekuatan awal yang relatif besar menahan beban roda kendaraan berat. Hal ini kemudian akan menyebabkan kerusakan dan memperburuk jalan dengan mudahnya setelah dilalui kendaraan berat dalam waktu yang relatif singkat. Salah satu metode untuk memperbaiki kondisi ini adalah dengan menggunakan bahan additive berupa bahan kimia pada campuran tanah semen (soil cement), untuk membuat struktur menjadi lebih fleksibel sehingga akan memiliki daya tahan yang lama. Studi penelitian ini adalah eksperimen di laboratorium pada kinerja additive bahan kimia untuk campuran tanah semen (soil cement), dengan nama Ecomix SC-100 produksi Korea yang pernah dilakukan uji coba pada jalan tanpa perkerasan di Papua sepanjang beberapa kilometer. Kondisi jalan masih relatif baik setelah digunakan lebih dari 1 s/d 2 tahun. Namun demikian sejauh ini belum ada penelitian laboratorium yang dilakukan, demikian juga publikasi yang berhubungan dengan campuran pada tanah semen (soil cement). Pada penelitian ini permasalahan utama yang diteliti, adalah : a. Bagaimana kinerja semen (PC) tanpa Ecomix SC-100 dicampur dengan tanah yang mempunyai plastisitas tinggi sampai rendah. b. Bagaimana kinerja bahan Ecomix SC-100 + semen (PC) dicampur dengan tanah yang mempunyai plastisitas tinggi sampai rendah. c. Bagaimana perbandingan kinerja bahan Ecomix SC-100 + semen dengan bahan road stabilizers yang lain/yang disebutkan diatas. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa : Ecomix SC-100 + semen (PC) + Tanah dengan plastisitas tinggi, memiliki kuat tekan hancur () dan daya tahan (durability) yang cukup baik dibandingkan dengan semen (PC) + Tanah dengan plastisitas tinggi. Sehingga sangat mendukung kenyataan hasil uji coba pada jalan tanpa perkerasan di Papua, Kondisi jalan masih relatif baik setelah digunakan lebih dari 1 s/d 2 tahun. Kata-kata kunci :

nilai kepadatan, kadar air, tekan kokoh hancur, bahan additive (road stabilizier) iii

EXAMINING ECOMIX SC-100 MATERIAL PERFORMANCE AS SOIL STABILIZATION MATERIAL FOR ROAD

By : Dandung Novianto Student Identity Number : 3104 201 005 Supervisor : Prof. Ir. Indrasurya B. Mochtar, M.Sc.,Ph.D,

ABSTRACT

The main problem with cement stabilized soils for unpaved roads in remote areas in Indonesia, expecially of these with ground soil consists mostly of clay, is the premature deterioration of the soil cement pavement during very early life of the pavement service. The soil cement structure in general shows relatively very high initial strength tyre pressure of heavy vehicles ; yet, it is afterword crumbling and deteriorating very easily after passages by heavy trucks for relatively short time. One method to improve this condition is to use chemical additive to the soil cement mixture to make the structure more flexible and hence more durable. This study is a laboratory investigation of the performance of a new chemical additive for soil cement, with a brand name Ecomix SC-100, a product of Korea that has been successfully applied in many kilometers of unpaved roads in Papua. The pavements are still in relatively very good condition after more than one or two years of their constructions. However, there has been no laboratory investigation performed, and no related publication, so far on this soil cement mixture. In this study, the main problems to investigate are : a. How is the materials performance of cement (PC) without Ecomix SC-100 mixed with soil having high to lower plastisity. b. How is the materials performance of Ecomix SC-100 + cement (PC) mixed with soil having high to lower plastisity. c. How is the comparison of materials performance of Ecomix SC-100 + cement with other road stabilizers materials which mentioned above. The results of this study show that : Ecomix SC-100 + cement (PC) + soil with high plastisity has compressive strength () and durability which is good enough to be compared to cement (PC) + soil with high plastisity. As a result, this research is very much support the fact that the unpaved roads in Papua still in good condition after used in one or two years.

Key words: density value, water content, compressive strength, additive material (road stabilizer). iv

KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan limpahan Rahmat dan Hidayah-Nya, sehingga Tesis dengan judul “Pengujian Kinerja Bahan Ecomix SC-100 Sebagai Bahan Stabilisasi Tanah Untuk Jalan” telah dapat disusun, sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata Dua untuk memperoleh gelar Magister Teknik (M.T) di Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Dalam kesempatan ini penulis juga menyampaikan rasa hormat, terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya, kepada : 1.

Bapak Prof. Ir. Indrasurya B. Mochtar, M.Sc, Ph.D., sebagai dosen pembimbing yang telah begitu banyak memberikan bimbingan, pengarahan dan masukan dari awal sampai selesainya penyusunan Tesis ini.

2.

Bapak Dr. Ir. Indarto, CES.,DEA., sebagai Koordinator Program Pascasarjana Teknik Sipil yang telah memberikan dorongan dan motivasi penulis.

3.

Bapak Dr. Ir. Joko Untung, sebagai Ketua Bidang Keahlian Geoteknik dan osen wali yang telah memberikan bimbingan, dorongan dan motivasi penulis.

4.

Bapak-bapak Tim Penguji Tesis, yaitu : Prof. Ir. Indrasurya B. Mochtar, M.Sc., Ph.D., Dr. Ir. Joko Untung, Ir. Moesdarjono Soetojo, M.Sc, Ir. Sudjanarko S, M.Eng.

5.

Bapak Ir. Suwarno, M.Eng., sebagai Kepala Laboratorium Mekanika Tanah dan Batuan ITS, atas segala dukungan fasilitas Laboratorium sehingga penelitian berjalan lancar dan terlaksana dengan baik.

6.

Bapak Ir. Moesdarjono Soetojo, M.Sc dan Bapak Ir. Sudjanarko S, M.Eng, sebagai dosen yang telah memberikan masukan, bimbingan dan pengarahan.

7.

Seluruh Staf Laboratorium khususnya : Bapak Herry Setiawan, BE., Bapak Umar, Bapak Osias dan Bapak-bapak lainnya atas segala bantuan dan dukungan.

8.

Seluruh Staf pengajar dan Staf administrasi Program Studi Teknik Sipil Program Pascasarjana Institut Teknologi Sepuluh Nopember yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan selama penulis mengikuti pendidikan. v

9.

Istri tercinta, Nining Rachmawati dan anak-anakku Adevian Fairuz Pratama dan Davin Gliano Azaria serta keponakanku Ita dan Totok, Dida, Irfan yang telah memberikan dukungan, semangat, inspirasi dan motivasi.

10. Keluarga Besar R. Hartono (Jakarta) dan Keluarga Besar Mahmud Hartoyo (Kediri) yang telah memberikan do’a, nasehat, bantuan moril maupun materiil. 11. Bapak Ir. Budi Tjahjono, selaku Direktur Politeknik Negeri Malang yang telah memberikan bantuan moril dan materiil. 12. Bapak Ahkmad Suryadi, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Malang yang telah memberikan bantuan moril dan materiil. 13. Teman-teman di Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Malang, khususnya teman-teman di Work Shop Sipil, yang telah memberikan dukungan dan semangat. 14. Teman-teman Bidang Keahlian Geoteknik, yaitu : Bapak Gani, Bapak Agus Mahmudi, Mas Hasrullah dan Mas Moh. Sholeh yang telah banyak memberikan dukungan dan semangat. 15. Tidak lupa kepada para jama’ah pengajian di Perumahan Griya Sejahtera III, yang telah memberikan dukungan dan semangat kepada penulis. 16. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, atas peran sertanya dalam penyusunan Tesis ini. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya, semoga Allah SWT memberikan balasan kebaikan yang berlipat ganda dan semoga hasil penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi masyarakat umum dan khususnya kepada para mahasiswa Jurusan Teknik Sipil bidang Geoteknik.

Surabaya,

Penulis

vi

Desember 2006.

DAFTAR ISI

Halaman

BAB. I

BAB. II

BAB. III

LEMBAR PENGESAHAN …………………………….

ii

ABSTRAK ……………………………………………...

iii

KATA PENGANTAR ………………………………….

v

DAFTAR ISI ……………………………………………

vii

DAFTAR GAMBAR …………………………………...

ix

DAFTAR TABEL ………………………………………

xii

PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ……………………………………..

1

1.2. Perumusan Masalah ………………………………..

3

1.3. Tujuan Penelitian ……………………………….….

4

1.4. Manfaat Penelitian …………………………………

4

TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pendahuluan ………………………………………..

5

2.2. Bahan-Bahan Tanah untuk Pengujian ……………...

7

2.3. Pekerjaan Pengujian di Laboratorium ……………...

8

2.4. Hasil Pengujian Laboratorium ……………………..

8

2.5. Bahan Stabilisasi Ecomix SC-100 …………………

11

2.6. Hasil Penggunaan Ecomix SC-100 di Lapangan …..

15

METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Persiapan Bahan ……………………………………

19

3.2. Identifikasi Contoh Tanah …………………………

19

3.2.1 Analisa Pembagian Butir (Analisa Saringan) …….

19

3.2.2 Pengujian Batas-Batas Konsistensi ……………….

19

3.2.3 Pengujian Kepadatan (Modified Proctor) ………...

20

3.2.4 Pengujian Tekan Kokoh Hancur ………………….

23

3.2.5 Pengujian Swelling ……………………………….

24

vii

BAB. IV

BAB. V

BAB. VI

3.3. Mengolah dan Menganalisa Data Hasil Pengujian ...

24

3.4. Rencana Waktu Pelaksanaan Penelitian …………...

25

BAGAN ALIR PELAKSANAAN PENELITIAN

26

HASIL PENGUJIAN LABORATORIUM 4.1. Hasil Analisa Pembagian Butir …………………….

29

4.2. Hasil Tes Atterberg Limit’s ………………………..

31

4.3. Hasil Tes Berat Spesifik (Gs) dan Kadar Air (w) ….

32

4.4. Hasil Tes Kepadatan (Modified Proctor) …………..

33

4.5. Hasil Tes Tekan Kokoh Hancur ……………………

36

Hasil Modulus Elastisitas (E) ……………………...

42

4.6. Hasil Tes Pengembangan (Swelling) ………………

48

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 5.1. Pendahuluan ………………………………………..

51

5.2. Analisa Pembagian Butir …………………………..

53

5.3. Kinerja Ecomix SC-100 terhadap Pengujian Atterberg Limit’s …………………………………... 5.4. Berat Spesifik (Gs) dn Kadar Air (w) ……………...

54

5.5. Kinerja Ecomix SC-100 terhadap Kepadatan (Modified Proctor) ………………………………… 5.6. Kinerja Ecomix SC-100 terhadap Tekan Kokoh Hancur (Unconfined) ………………………………. 5.7. Menentukan Komposisi Bahan Ecomix SC-100 …..

55

5.8. Modulus Elastisitas (E) Tanah ……………………..

92

5.9. Pengujian Pemgembangan Tanah ………………….

92

5.10. Perbandingan Kinerja dengan Bahan Stabilisasi yang lain ..................................................................

93

55

56 68

KESIMPULAN DAN SARAN 6.1. Kesimpulan ………………………………………...

109

6.2. Saran-Saran ………………………………………...

114

DAFTAR PUSTAKA ………………………………….

115

LAMPIRAN …………………………………………...

116

viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 4.1 Kurva Distribusi Ukuran Butiran Tanah 1 ……………...

29

Gambar 4.2 Kurva Distribusi Ukuran Butiran Tanah 2 ……………...

30

Gambar 4.3 Kurva Distribusi Ukuran Butiran Tanah 3 ……………...

30

Gambar 4.4 Kurva Atterberg Limit’s Tanah 1 ………………………

31

Gambar 4.5 Kurva Atterberg Limit’s Tanah 2 ………………………

31

Gambar 4.6 Kurva Kepadatan (Modified Proctor) Tanah 1 …………

33


34


35

Gambar 5.1 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 1 + PC 8 % + SC kondisi direndam ……...................................................... Gambar 5.2 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 1 + PC 8 % + SC kondisi tanpa direndam ……............................................ Gambar 5.3 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 1 + PC 10 % + SC kondisi direndam ……...................................................... Gambar 5.4 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 1 + PC 10 % + SC kondisi tanpa direndam ……............................................ Gambar 5.5 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 1 + PC 12 % + SC kondisi direndam ……...................................................... Gambar 5.6 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 1 + PC 12 % + SC kondisi tanpa direndam ……............................................ Gambar 5.7 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 1 + SC kondisi direndam …….................................................................. Gambar 5.8 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 1 + SC kondisi tanpa direndam …….................................................................. Gambar 5.9 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 2 + PC 6 % + SC kondisi direndam ……...................................................... Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 2 + PC 6 % + SC Gambar kondisi tanpa direndam ……............................................ 5.10 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 2 + PC 8 % + SC Gambar kondisi direndam ……...................................................... 5.11 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 2 + PC 8 % + SC Gambar kondisi tanpa direndam ……............................................ 5.12 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 2 + PC 10 % + SC Gambar kondisi direndam ……...................................................... 5.13 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 2 + SC kondisi tanpa Gambar direndam …….................................................................. 5.14 Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 2 + SC kondisi Gambar direndam …….................................................................. 5.15

68

ix

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

Gambar 5.16 Gambar 5.17 Gambar 5.18 Gambar 5.19 Gambar 5.20 Gambar 5.21 Gambar 5.22 Gambar 5.23 Gambar 5.24 Gambar 5.25 Gambar 5.26 Gambar 5.27 Gambar 5.28 Gambar 5.29 Gambar 5.30 Gambar 5.31 Gambar 5.32 Gambar 5.33 Gambar 5.34 Gambar 5.35 Gambar 5.36 Gambar 5.37 Gambar 5.38

Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 2 + SC kondisi tanpa direndam …….................................................................. Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 3 + PC 4 % + SC kondisi direndam ……...................................................... Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 3 + PC 4 % + SC kondisi tanpa direndam ……............................................ Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 3 + PC 6 % + SC kondisi direndam ……...................................................... Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 3 + PC 6 % + SC kondisi tanpa direndam ……............................................ Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 3 + PC 8 % + SC kondisi direndam ……...................................................... Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 3 + PC 8 % + SC kondisi tanpa direndam ……............................................ Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 3 + SC kondisi direndam …….................................................................. Kurva Kuat Tekan Hancur Tanah 3 + SC kondisi tanpa direndam …….................................................................. Kurva Unconfined Tanah 1 + PC 8 % ………………….

83

Kurva Unconfined Tanah 1 + PC 8 % + SC 1,0 % ……..

99

Kurva Unconfined Tanah 1 + PC 10 % ………………...

100

Kurva Unconfined Tanah 1 + PC 10 % + SC 1,0 % ……

100


101


101

Kurva Unconfined Tanah 2 + PC 6 % ……………….....

102


102


103


103


104


104


105


105

x

84 85 86 87 88 89 90 91 99

Gambar 5.39 Gambar 5.40 Gambar 5.41 Gambar 5.42 Lampiran 1 Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4


106


106


107

Kurva Unconfined Tanah 3 + PC 8 % + Sc 0,8 % ……...

107

Gambar Kurva Distribusi Butiran & Atterberg Limit PTA dan PTB …………………………………………... Gambar Grafik Kepadatan PTA dan PTB ……………...

116 117

Prosedur Pengujian Benda Uji ………………………….

118

Perhitungan Berat Tanah untuk Benda Uji ……………..

121

Gambar/foto Jalan Existing yang distabilisasi Semen (PC) + Ecomix SC-100 …………………………………

124

xi

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1

Komposisi Campuran Konstruksi Jalan ………………...

16

Tabel 2.2

Hasil Uji Laboratorium Contoh Tanah PTA ……………

17

Tabel 2.3

Hasil Uji Laboratorium Contoh Tanah PTB ……………

16

Tabel 4.1

Prosentase Fraksi Butiran Tanah 1, 2 & 3 ……………...

29

Tabel 4.2.1

Hasil Batas-Batas Konsistensi Tanah 1 ………………...

31

Tabel 4.2.2


31

Tabel 4.2.3


32

Tabel 4.3

Hasil Berat Spesifik (Gs) dan Kadar Air (w) …………...

32

Tabel 4.4

Hasil Tes Kepadatan Tanah Asli (Modified Proctor) …..

38

Tabel 4.4.1

Hasil Kepadatan Tanah 1 dengan bahan stabiliziers …...

33

Tabel 4.4.2


34

Tabel 4.4.3


35

Tabel 4.5.1

Hasil Tekan Kokoh Hancur (Unconfined) Tanah 1 …….

36

Tabel 4.5.2


38

Tabel 4.5.3


40

Tabel 4.5.4

Hasil Modulus Elastisitas (E) Tanah 1 …………………

42

Tabel 4.5.5


44

Tabel 4.5.6


46

Tabel 4.6

Hasil Pengembangan (Swelling test) ……………………

49

Tabel 5.1

Hasil Uji Laboratorium Contoh Tanah PTA ……………

60

Tabel 5.2

Hasil Uji Laboratorium Contoh Tanah PTB ……………

61

Tabel 5.2

Hasil Uji Laboratorium Contoh Tanah 1 ……………….

62

Tabel 5.3


64

Tabel 5.4


66

Tabel 5.9

Hasil Perbandingan Nilai Maksimum Tanah PTB dan Tanah 1 ………………………………………………… Hasil Perbandingan Nilai Maksimum Tanah PTB dan Tanah 2 ……………………………………………….... Hasil Perbandingan Nilai Maksimum Tanah PTA dan Tanah 3 ………………………………………………....

69

Tabel 5.10 Tabel 5.11

xii

70 71

PENGUJIAN KINERJA BAHAN ECOMIX SC-100 SEBAGAI BAHAN STABILISASI TANAH UNTUK JALAN

Recommend Documents