35
PENGUKURAN NILAI CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR) LAPIS PERKERASAN ASPAL DENGAN ALAT DYNAMIC CONE PENETROMETER (DCP) Happy Budhiaty1, Rika Sylviana2, Dewi Damayanti3, Syahrul Al Ansari4, dan Angga Santoso5 1,2,3,4,5 Universitas Islam 45 Bekasi Email:
[email protected] ABSTRACT Generally, DCP is only used to measure the CBR value of soil. In this research, it is tried to introduce the possibility of appliance DCP to measure the CBR value of penetration macadam pavement. Examination was executed at the critical asphalt condition (in the day time, since high burden and temperature) and used 30o cone. DCP was placed directly at the above of pavement surface. The data was analyzed to become the CBR value by using MS - Excel Macro program. The result of this research, appliance the standard DCP with cone 30° applicable to measure CBR value of penetration macadam pavement.
UN
ISM
Keywords : CBR, DCP
AB
EK
PENDAHULUAN Berdasarkan pengamatan di lapangan, Dinas Pekerjaan Umum (PU) di daerah yang mempunyai alat benkelmen beam untuk mengukur lendutan balik perkerasan jalan, sangat jarang digunakan karena biasanya tidak dilengkapi dengan alat kalibrasi dan timbangan truk serta terbatasnya sumber daya manusia dan dana untuk pengoperasiannya. Dynamic Cone Penetrometer (DCP) adalah peralatan yang murah, ringan dan mudah pengoperasiannya dibandingkan peralatan lain yang mempunyai kegunaan untuk mengukur nilai California Bearing Ratio (CBR) di lapangan. Pada umumnya di lapangan, alat DCP hanya digunakan untuk mengukur nilai CBR tanah saja. Di dalam penelitian ini dicoba memperkenalkan dan menjajaki kemungkinan penggunaan alat DCP untuk mengukur nilai CBR lapis perkerasan penetrasi aspal. Penelitian ini bertujuan untuk memperkenalkan dan menjajaki kemungkinan penggunaan alat DCP untuk mengukur nilai CBR pada perkerasan penetrasi aspal makadam.
AS
I
LANDASAN TEORI CBR adalah perbandingan beban penetrasi pada suatu bahan dengan beban dan bahan standar pada penetrasi dan kecepatan pembebanan yang sama. Beban penetrasi pada bahan standar diperoleh dari percobaan pada suatu batu pecah sebagai bahan standar karena dianggap mempunyai harga CBR = 100%. Besarnya beban standar pada penetrasi (penurunan) 0,1” dengan beban 3000 lbs dan pada penetrasi 0,2” dengan 4500 lbs (Suryadharma H. dan Susanto B., 1999:57). Menurut http://www.dynatest.com/hardware/CISR/windcp.htm DCP merupakan teknologi untuk perkerasan jalan sejak awal tahun 1970. Sejak itu, interpretasi data
Jurnal BENTANG Vol. 1 No. 2 Juli 2013
36
DCP berkembang dengan pesat untuk mengevaluasi struktur perkerasan secara keseluruhan. CBR lapangan dianalisa berdasarkan korelasi antara jumlah tumbukan dan penetrasi ujung konus yang diperoleh dengan alat DCP. Pengujian dilakukan dengan mencatat data masuknya ujung kerucut logam (konus) dengan dimensi tertentu ke dalam tanah akibat setiap seri tumbukan (dari palu geser) dengan tinggi jatuh tertentu. Setiap seri tumbukan disebut frekuensi, bisa terdiri dari satu atau beberapa tumbukan (blows). Frekuensi pembacaan tes DCP dilakukan sampai ujung konus mencapai kedalaman ± 1.00 m dihitung dari titik awal ujung konus diletakkan sesaat sebelum pengujian dimulai. Selanjutnya data penetrasi ujung konus ke dalam tanah dasar (dalam mm) dikonversikan ke dalam nilai CBR ekivalen (untuk selanjutnya disebut CBR). Ada berbagai rumus empiris yang dikenal, salah satunya adalah menurut Smith dan Pratt, 1983, untuk konus bersudut 30o digunakan rumus : (1) Log10 (CBR) = 2.555 - 1.145 Log10 DN Keterangan : CBR = California Bearing Ratio ekivalen, dinyatakan dalam % DN = Dynamic Number = penetrasi konus (mm) / tumbukan (blows) Penetapan CBR lapangan pada satu titik uji diharapkan dapat mewakili nilai CBR tanah dasar sedalam ± 1 meter. Karena tanah dasar sampai pada kedalaman 1 meter terdiri dari beberapa lapisan tanah dengan daya dukung yang berbeda, maka dilakukan perhitungan CBR mewakili satu titik uji dengan rumus yang diambil dari Manual For Design and Construction of Asphalt Pavement, Japan Road Association, 1980 (Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Bina Marga, 2005:2).
UN
ISM
AB
3
h1.CBR1 1/3 + h2.CBR2 1/3 + h3.CBR3 1/3 + h4.CBR4 1/3 CBRmewakili= (2) h h h h + + + 1 2 3 n
EK
Tanah Dasar = 1 meter
= = = =
I
h1 h2 h3 hn
Keterangan : h1 h2 h3 hn
AS
Tebal lapis permukaan tanah dasar Tebal tanah dasar pada lapis kedua Tebal tanah dasar pada lapis ketiga Tebal tanah dasar pada lapis ke-n
Jurnal BENTANG Vol. 1 No. 2 Juli 2013
37
Keterangan 1. Handle 2. Hammer (8 kg) 3. Hammer shaft 4. Coupling 5. Hand guard 6. Clamp ring 7. Standard shaft 8. 1 meter rule 9. 30o cone
UN
ISM
Gambar 1. Dynamic Cone Penetrometer
AB
Lokasi pengujian dengan alat DCP ditentukan sesuai dengan keperluan jalan yang akan diuji, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar sebagai berikut:
EK
AS
a. Perbaikan dengan Pelebaran Lokasi pengujian dengan alat DCP untuk keperluan perbaikan dengan pelebaran dilaksanakan pada tepi luar perkerasan lama dan posisi DCP tidak mengganggu perkerasan lama. Tepi luar perkerasan lama, posisi DCP tidak mengganggu perkerasan lama
Gambar 2.
I
Lokasi pengujian dengan alat DCP untuk perbaikan dengan pelebaran (tampak atas)
Jurnal BENTANG Vol. 1 No. 2 Juli 2013
38
b. Pembangunan jalan baru atau rekonstruksi Lokasi pengujian dengan alat DCP untuk keperluan pembangunan jalan baru atau rekonstruksi dilaksanakan pada center line.
Gambar 3.
Lokasi pengujian dengan alat DCP untuk pembangunan jalan baru atau rekonstruksi (tampak atas)
c. Overlay jalan aspal, akan tetapi didesain dengan basis data CBR Lokasi pengujian dengan alat DCP untuk keperluan overlay jalan aspal dilakukan pada wheel track kendaraan bermotor roda empat atau lebih dengan ketentuan perkerasan aspal digali sampai tepi bawah lapisan beraspal dan posisi alat DCP diletakkan di atas lapisan yang tidak beraspal (dapat berupa base atau subbase tergantung jenis lapis perkerasan).
UN
ISM
wheel track
Gambar 4.
-
AB
EK
Lokasi tes DCP. Proses tes DCP dimulai dengan pencatatan mm/blow, berakhir sampai tepi atas bottom rod berada pada posisi tepi atas lapis perkerasan tidak beraspal.
AS
I
Lokasi pengujian dengan alat DCP untuk overlay jalan aspal, akan tetapi didesain dengan basis data CBR (tampak atas)
Lebar perkerasan jalan aspal Posisi alat DCP
Lap. Perkerasan Aspal Jejak Roda
Gambar 5.
Lap. Pondasi Atas + Bawah Tanah Dasar
Lokasi pengujian CBR lapangan dengan alat DCP (arah melintang)
Jurnal BENTANG Vol. 1 No. 2 Juli 2013
39
HASIL DAN PEMBAHASAN Data lapangan yang didapat dianalisa dengan menggunakan software Ms-Excel Macro untuk mengetahui nilai CBR setiap struktur lapisan perkerasan jalan yang diuji dengan menggunakan alat DCP. Berikut hasil running dari software Ms-Excel Macro pada setiap titik yang telah diuji: Pada gambar 7 – gambar 9 menunjukkan jumlah komulatif tumbukan pada tiap kedalaman dari 0 meter sampai dengan 1 meter di bawah permukaan.
Cumalative No. of Blows 0 0
100
200
20 40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12131415 1617181920 21222324 2526 272829 30313233 34353637 383940 4142 4344 45 4647 4849
60
80
100
50 51 52 53 54
300
400
55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 8384 85
500
600
UN
700
800
900
1000
0 0
100
200
300
400
500
600
700
20 0
1 23 4
ISM
Gambar 6. Grafik analisa alat DCP pada titik 1
40
AB
Cumalative No. of Blows
60
80
EK 100
120
5 6 789 10 1 112 11 3 415 16 1 718 1 920 22 1 223 2 425 26 2 728 29 3 031 3 233 33 4 536 33 7 839 4 041 44 2 344 4 546 47 4849 50 5152 5 354 5 5 657 58 5 960 6 162 63 6 465 6 667 66 8 970 71 7 273 7475 76 7 778 7 980 81 8 283 84 8 586 8788 89 9091 92 9394 9 596 97 98 99 100 101 102 103
140
160
AS
I
105 104 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126
800 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140
900
1000
Gambar 7. Grafik analisa pada titik 2
Jurnal BENTANG Vol. 1 No. 2 Juli 2013
40
Cumalative No. of Blows 0 0
20 1
100
200
300
40
60
80
100
120
0 23456 7 8 9 1011121314 151617181920 2122232425 26272829303132 333435 3637383940 414243444546 474849 505152 535455 565758 5960 62 61 636465666768 697071 727374 757677 7879 80 81 82 83
400 84 85 500
86 87
600
88 89 90 91 92 93 94 95
700
800
96 97 98 99 100 101 102 103
900
1000
Gambar 8. Grafik analisa pada titik 3
UN
Tabel 1. Nilai CBR sebelum dikoreksi dengan tebal tiap lapis Awal Akhir Ketebalan Tumbukan Kekuatan Titik Lapisan (mm) (mm) (mm) (No.) CBR (%) Lapis ke-1 0 67 67 18 77 Lapis ke-2 67 200 133 47 62 1 Lapis ke-3 200 687 487 63 7 Lapis ke-4 687 1000 313 84 17 Lapis ke-1 0 80 80 28 106 Lapis ke-2 80 224 144 85 122 2 Lapis ke-3 224 320 96 100 42 Lapis ke-4 320 1000 680 138 13 Lapis ke-1 0 88 88 19 60 Lapis ke-2 88 225 137 66 104 3 Lapis ke-3 225 309 84 80 45 Lapis ke-4 309 1000 691 104 8
ISM
AB
EK
AS
I
Pada tabel 1 menjelaskan hasil input data pembacaan DCP setelah dilakukan pengelompokkan frekuensi pembacaan ke dalam program Ms-Excel Macro. Tabel 2. Nilai CBR setelah dikoreksi dengan tebal tiap lapis Titik
1
2
3
Lapisan Surface Base Subbase Subgrade Surface Base Subbase Subgrade Surface Base Subbase Subgrade
Kedalaman (mm) 80 230 320 1000 80 230 320 1000 80 230 320 1000
Tumbukan (No.) 24 48 51 85 33 83 99 140 21 66 80 91
Ketebalan (mm) 80 150 90 680 80 150 90 680 80 150 90 680
Kekuatan CBR (%) 90 44 7 12 120 102 55 14 78 90 43 3
Jurnal BENTANG Vol. 1 No. 2 Juli 2013
41
Pada tabel 2 menunjukkan CBR tiap lapis perkerasan setelah pada kolom “kedalaman” dimasukkan data hasil melihat ketebalan lapisan yang sebenarnya. Kemudian angka pada kolom ”ketebalan” dan ”CBR” dimasukkan pada rumus CBRmewakili maksudnya agar dari beberapa nilai CBR yang ada pada lapisan perkerasaan tersebut diwakili dari hasil perhitungan CBRmewakili dengan menggunakan rumus (2). Pada lokasi titik 1 didapat nilai CBR untuk tiap lapisan perkerasan adalah sebagai berikut: - Lapisan Surface adalah penetrasi makadam memiliki nilai CBR 90% dengan ketebalan 80 mm. - Lapisan base adalah makadam memiliki nilai CBR 44% dengan ketebalan 150 mm. - Lapisan sub base adalah selektif subgrade memiliki nilai CBR 7% dengan ketebalan 90 mm. - Lapisan subgrade adalah tanah memiliki nilai CBR 12 % 1/3 1/3 1/3 1/3 - CBR mewakili = 80mm. 90 % + 150mm.44% + 90mm.7% + 680mm.12% 80mm + 150mm + 90 mm + 680 mm CBR mewakili = 17,6515% pada pengujian ini didapat nilai CBRmewakili pada titik 1 sebesar 17 %
UN
ISM
AB
3
Pada lokasi titik 2 didapat nilai CBR untuk tiap lapisan perkerasan adalah sebagai berikut: - Lapisan Surface adalah penetrasi makadam memiliki nilai CBR 120 % dengan ketebalan 80 mm. - Lapisan base adalah makadam memiliki nilai CBR 102% dengan ketebalan 150 mm. - Lapisan sub base adalah selektif subgrade memiliki nilai CBR 55% dengan ketebalan 90 mm. - Lapisan subgrade adalah tanah memiliki nilai CBR 14 %. -
EK
AS
I
80mm. 120 % 1/3 + 150mm.102% 1/3 + 90mm.55% 1/3 + 680mm.14% 1/3 CBR mewakili = 80mm + 150mm + 90 mm + 680 mm CBR mewakili = 29,2396% pada pengujian ini didapat nilai CBRmewakili pada titik 2 sebesar 29 % Pada lokasi titik 3 didapat nilai CBR untuk tiap lapisan perkerasan adalah sebagai berikut: - Lapisan Surface adalah penetrasi makadam memiliki nilai CBR 78 % dengan ketebalan 80 mm. - Lapisan base adalah makadam memiliki nilai CBR 90% dengan ketebalan 150 mm. - Lapisan sub base adalah selektif subgrade memiliki nilai CBR 43% dengan ketebalan 90 mm. - Lapisan subgrade adalah tanah memiliki nilai CBR 3%. 80mm. 78 % 1/3 + 150mm.90% 1/3 + 90mm.43% 1/3 + 680mm.3% 1/3 CBR mewakili = 80mm + 150mm + 90 mm + 680 mm CBR mewakili = 12,65284% pada pengujian ini didapat nilai CBRmewakili pada titik 3 sebesar 12 %.
-
Jurnal BENTANG Vol. 1 No. 2 Juli 2013
3
3
42
CBR yang mewakili = 17 %
CBR yang mewakili = 29 %
CBR yang mewakili = 12, %
Hasil analisa dari tiga titik di atas diperoleh data sebagai berikut: Tabel 3. Rekapitulasi hasil analisa tiap titik Titik 1 Titik 2 Titik 3 Teb CBR Teb CBR Teb CBR al CB titik al CB Lapisa titik al CB titik (m R (m R n (m R m) (%) m) (%) m) (%) Surface 80 90 80 120 80 78 Base 150 44 150 102 150 90 Subbas e 90 7 90 55 90 43 Subgra de -12 --14 -3
Pada tabel 3 menunjukkan rekapitulasi hasil analisa dari pengujian 3 titik. Dimana tiap titik didapat tebal tiap lapisan, CBR tiap lapisan dan CBRmewakili dari beberapa CBR yang ada. CBR pada lapis surface adalah 90% untuk titik 1, 120% untuk titik 2 sedangkan titik 3 sebesar 78%. Lapis base memiliki nilai CBR 44% untuk titik 1, 102% untuk titik 2 dan 90% untuk titik 3. Untuk subbase titik 1 memiliki nilai CBR 7%, titik 2 memiliki CBR 55% dan 3 memiliki nilai CBR 43%. Sedangkan nilai CBR subgrade pada tiap titik yaitu 12 % untuk titik 1, 14 % untuk titik 2, dan 3 % untuk titik 3. Dari keempat lapisan pada tiap titik pengujian memiliki nilai CBR yang berbeda. CBRmewakili untuk setiap titik adalah: - 17 % untuk titik 1 - 29 % untuk titik 2 - 12 % untuk titik 3
UN
ISM
AB
EK
AS
KESIMPULAN Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan yaitu pengukuran nilai California Bearing Ratio (CBR) lapis perkerasan aspal dengan Dynamic Cone Penetrometer (DCP) pada perkerasan lapis penetrasi aspal makadam di jalan lokal UNISMA Bekasi maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Pada titik 1, 2, dan 3 berhasil diukur nilai CBRmewakili tiap titik dengan menggunakan alat DCP standar, cone 30°, yaitu: - 17 % untuk titik 1 - 29 % untuk titik 2 - 12 % untuk titik 3 2. Dari hasil penelitian ini, alat DCP standar dengan cone 30° dapat digunakan untuk mengukur nilai CBR struktur perkerasan setingkat lapis penetrasi aspal makadam dan struktur di bawahnya. 3. Alat DCP standar dengan cone 30° dapat digunakan sebagai alternatif pengganti alat benkelmean beam, untuk jalan dengan struktur perkerasan setingkat lapis penetrasi aspal makadam dan struktur di bawahnya.
I
DAFTAR PUSTAKA Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Bina Marga, 2005, Panduan Penetapan CBR Lapangan Melalui Pengujian dengan Alat DCP (Dynamic Cone Penetrometer), Nomor: SMD-06/DCP. Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil, 2004, Pedoman Pratikum Mekanika Tanah, Fakultas Teknik Unisma , Bekasi.
Jurnal BENTANG Vol. 1 No. 2 Juli 2013
43
Sukirman S., 1999, Perkerasan Lentur Jalan Raya, Penerbit Nova, Bandung. Suryadarma H. dan Susanto B., 1999, Rekayasa Jalan Raya, Universitas Atmajaya, Yogyakarta. Illinois Department of Transportation Bureau of Material and Pyhsical Research, 2005, Pavement Technology Advisory Dynamic Cone Penetrometer, http://www.dynatest.com/hardware/CISR/windcp.htm, WinDCP ver. 4.0 PT. Multi Bina Teknik Utama, 1995, Petunjuk Praktikum Asistens Teknisi Laboratorium Tanah. PT. Multi Bina Teknik Utama, Petunjuk Pemakaian Dynamic Cone Penetrometer (DCP) Type: SO-150. Wesley L. D., 1997, Mekanika Tanah, Badan Penerbit Pekerjaan Umum, Jakarta
UN
ISM
AB
EK
AS
I
Jurnal BENTANG Vol. 1 No. 2 Juli 2013
