penggunaan material batu kapur sebagai lapisan subbase course
advertisement
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PENGGUNAAN MATERIAL BATU KAPUR SEBAGAI LAPISAN SUBBASE COURSE PERKERASAN JALAN PADA SUBGRADE TANAH LUNAK DENGAN PERKUATAN PLASTIK DAN GEOSINTETIK The Use of Lamestone Material as Subbase Course Layer of Pavement Structure in Soft Soil Subgrade with Additional of Plastic and Geo-Synthetic SKRIPSI Disusun sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : ESTU WASKITA AJI I0112040 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PERSEMBAHAN Untuk : Ibunda Dwi Jatmi Pudjiastuti Bapak Hasbullah Saudaraku Mas Aan, Arum, dan Vita Sdr. Lukman Fahreza Nuskara Sdr. Fajar Andi Baihaqi Keluarga besar KBK Geoteknik dan Lab.Mekanika Tanah Rekan-rekan Teknik Sipil UNS angkatan masuk 2012 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MOTTO َ ْ ل ىِف َم َرم نم ْ ِب ِم ب ى َفوىِف ِ َ ِْ َب ِم ِ ِ ِل َي ِم ِم “Barang siapa keluar untuk mencari Ilmu maka dia berada di jalan Allah “. (HR. Turmudzi) commit to user ii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id ABSTRAK Estu Waskita Aji, 2016. Penggunaan Material Batu Kapur Sebagai Lapisan Subbase Course Perkerasan Jalan Pada Subgrade Tanah Lunak Dengan Perkuatan Plastik Dan Geosintetik. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Kerusakan perkerasan jalan selain karena faktor cuaca dan kelebihan beban juga dapat terjadi akibat kondisi tanah dasar (subgrade) yang kurang baik. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi ketebalan lapisan pondasi bawah (subbase course) menggunakan material batu kapur dengan perkuatan geosintetik dan plastik, serta menganalisis prosentase nilai CBR dan nilai modulus reaksi subgrade vertikal (kv) dengan kondisi tanah lunak sebagai tanah dasar (subgrade). Penelitian ini menggunakan metode eksperimen pemodelan lapangan di laboratorium dengan 8 buah sampel yang terdiri dari 4 sampel tanpa perkuatan geosintetik dengan tebal subbase course sebesar 5cm, 10cm, 15cm, 20cm, dan 4 sampel ditambah perkuatan geosintetik dengan tebal subbase course sebesar 5cm, 10cm, 15cm, 20cm. Setiap sampel menggunakan tanah lunak dengan nilai CBR < 3% sebagai lapisan tanah dasar (subgrade) dan agregat kelas A sebagai lapisan pondasi atas (base course). Menentukan nilai modulus reaksi subgrade vertikal (k) dilakukan dengan perhitungan dari hasil pengujian CBR dan plate load test. Hasil penelitian menunjukan bahwa dengan penambahan ketebalan lapisan subbase course setiap 5 cm mampu meningkatkan k pada kombinasi lapisan lengkap subgrade+plastik+subbase course+base course berturut-turut sebesar 65%, 12,35%, 7,67%, dan ditambah perkuatan geosintetik meningkatkan k pada base course berturut-turut sebesar 26,13%, 14,28%, 24,19%. Hasil juga penelitian menunjukan bahwa dengan penambahan ketebalan lapisan subbase course setiap 5 cm mampu meningkatkan CBR pada kombinasi lapisan lengkap subgrade+Plastik+subbase course+base course berturut-turut sebesar 145,16%, 33,97%, 87,01%, dan ditambah perkuatan geosintetik meningkatkan kv pada base course berturut-turut sebesar 75,43%, 49,51%, 65,53%. Penambahan geosintetik geotextile woven tipe 250 sebagai perkuatan yang diletakan di antara lapisan subgrade dan subbase course dapat meningkatkan nilai modulus reaksi subgrade (k) sebesar ± 26,35%. Kata Kunci: tanah lunak; subbase course; batu kapur; CBR, nilai kv commit to user iii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id ABSTRACT Estu Waskita Aji, 2016. The Use of Lamestone Material as Subbase Course Layer of Pavement Structure in Soft Soil Subgrade with Additional of Plastic and GeoSynthetic. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta. The defect of pavement structure is not only caused by weather factor and load excess but also due to the effect of defective subgrade soil condition. The aim of this research is to analyze the effect of subbase course layer’s variation of thickness when utilize the limestone material with additional of Geo-Synthetic and plastic, and analyze the percentage of CBR value and Modulus Reaction Value of vertical subgrade (kv) with soft soil condition as the subgrade. The laboratory research used Field Model Experiment Method to 8 samples which are consists of 4 samples without additional of geo-synthetic which used subbase course thickness among 5cm,10cm,15cm, 20cm and 4 samples with additional of geo-synthetic which used subbase course thickness among 5cm,10cm,15cm,20cm. Every sample used soft soil with CBR value<3% as subgrade layer and Aggregate Class A as base course layer. The calculation of CBR and Plate Load Testing was used to determine the modulus reaction of vertical subgrade (k). The research showed that additional of subbase course layer’s thickness in every 5 cm could increased k on complete combination of subgrade+plastic+subbase course +base course successively amounted 65%;12,35%;7,67%. Samples with additional of geo-synthetic could increased kv on base course successively amounted 26,13%; 14,28%,; 24,19%. The research also showed that additional of subbase course layer’s thickness in every 5 cm could increase CBR value at complete combination of subgrade+plastic+subbase course+base course successively amounted 145,16%; 33,97%; 87,01%. Samples with additional of geo-synthetic could increase CBR value on base course successively amounted 75,43%; 49,51%; 65,53%. The additional of geotextile woven geo-synthetic type 250 as reinforcement which is located between subgrade layer and subbase course could increase the modulus reaction value of subgrade (kv) in amount of ± 26,35%. Kata Kunci: soft soil; subbase course; limestone; CBR, k commit to user iv perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR Alhamdulillahirobbil’alamin, puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat hidayah dan karunia yang tidak ternilai yang telah diberikan sehingga penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan Skripsi dengan judul Penggunaan Material Batu Kapur sebagai Lapisan Subbase Course pada Subgrade Tanah Lunak dengan Perkuatan Plastik dan Geosintetik. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan kelulusan jenjang Strata-1 pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Selama penyusunan Skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan, bimbingan dan pengarahan serta kemudahan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Wibowo, S.T, DEA selaku pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. 2. Dr. Bambang Setiawan, ST, MT selaku dosen pembimbing I yang telah membimbing penulis. 3. R. Harya Dananjaya H.I S.T, M.Eng, selaku dosen pembimbing II yang telah membimbing penulis. 4. Ibu, Bapak, dan saudara-saudara yang terus memberikan dorongan moral dan spiritual. 5. Ir. Agus Hari Wahyudi, M.Sc selaku dosen pembimbing akademik penulis. 6. PT. Teknindo Geosistem Unggul selaku pendukung material Geosintetik. 8. PT. Pancadarma Puspawira selaku pendukung material agregat kelas A. 7. Teman-teman tim perkuatan tanah dasar lunak yang telah bekerja sama dengan sangat baik dalam penelitian ini. 8. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Skripsi ini masih ada kekurangan, dengansegala kerendahan hati penulis mengharapkan saran yang membangun demi kesempurnaan Skripsi ini. Surakarta, Agustus 2016 Penulis commit to user v perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL............................................................................................ i HALAMAN PERSETUJUAN............................................................................. ii HALAMAN PENGESAHAN.............................................................................. iii HALAMAN PERSEMBAHAN........................................................................... iv MOTTO................................................................................................................ v ABSTRAK............................................................................................................ vi ABSTRACT............................................................................................................ vii KATA PENGANTAR.......................................................................................... viii DAFTAR ISI......................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR............................................................................................ xii DAFTAR TABEL................................................................................................ xiv DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL.................................................................... xv DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xvi BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang Masalah................................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 2 1.3. Batasan Masalah ......................................................................................... 2 1.4 Tujuan Penelitian .......................................................................................... 3 1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................ 3 BAB 2 LANDASAN TEORI ............................................................................ 4 2.1 Tinjauan Pustaka ........................................................................................... 4 2.2 Dasar Teori .................................................................................................... 6 2.2.1 Struktur lapis perkerasan jalan ............................................................ 6 2.2.2 Lapis pondasi atas (base course)........................................................... 6 2.2.3 Lapis pondasi bawah (subbase course) ................................................. 7 2.2.4 Lapis tanah dasar (subgrade) ................................................................ 8 2.2.5 Tanah lunak......................................................................................... 9 2.2.6 Batu kapur.......................................................................................... 10 to user 2.2.7 California Bearing Ratiocommit (CBR).......................................................... 10 ix perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2.2.8 Koefisien reaksi subgrade vertikal (kv) ............................................... 11 2.2.9 Plate load test ....................................................................................... 13 2.2.10 Geosintetik........................................................................................ 15 BAB 3 METODE PENELITIAN ..................................................................... 17 3.1 Gambaran Umum .......................................................................................... 17 3.1.1 Persipan material ................................................................................. 20 3.1.2 Pengujian awal .................................................................................... 20 3.1.3 Pengujian pemadatan dan CBR laboratorium ....................................... 20 3.1.4 Pengujian CBR lapangan dan plate load test ...................................... 21 3.1.5 Analisis data dan pembahasan ............................................................. 21 3.2 Langkah-langkah Penelitian ........................................................................... 22 3.3 Pemodelan CBR lapangan dalam mould uji .................................................... 23 3.4 Hipotesis penelitian ........................................................................................ 27 3.5 Alur penelitian............................................................................................... 28 BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN ...................................................... 29 4.1 Pengujian Awal Material.............................................................................. 29 4.1.1 Hasil pengujian material tanah lunak .................................................. 29 4.1.2 Hasil pengujian material batu kapur ................................................... 27 4.1.3 hasil pengujian material agregat kelas A ............................................ 30 4.2 Hasil Pengujian Sampel ................................................................................. 30 4.2.1 Hasil pengujian CBR lapisan subgrade tanah lunak ........................... 31 4.2.2 Hasil pengujian plate load test lapisan subbase course ..................... 32 4.2.3 Hasil pengujian plate load test lapisan base course ........................... 33 4.2.4 Hasil pemadatan dalam mould uji ....................................................... 37 4.2.5 Pengaruh penambahan geosintetik terhdap nilai defleksi ................... 39 4.2.6 Hasil pendekatan nilai kv ke CBR ....................................................... 40 4.2.7 Perbandingan nilai CBR dan kv seluruh kombinasi lapisan............ 40 commit to user x perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 42 5.1 Kesimpulan................................................................................................... 42 5.2 Saran............................................................................................................. 43 Daftar Pustaka.................................................................................................... 44 Lampiran commit to user xi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Susunan lapis perkerasan jalan...................................................... 6 Gambar 2.2 Batuan kapur.................................................................................. 9 Gambar 2.3 Grafik NAASRA hubungan antara kv dan CBR (NAASRA 1987).. 12 Gambar 2.4 Sketsa plate load test .................................................................... 13 Gambar 2.5 Grafik hubungan antara tekanan dengan defleksi secara tipikal.... 14 Gambar 2.6 Hubungan antara diameter pelat beban dengan nilai kv................ 14 Gambar 2.7 Geotextile woven tipe 250............................................................. 16 Gambar 3.1 Sketsa alat uji pemodelan.............................................................. 17 8ambar 3.2 Sketsa ketebalan lapisan............................................................... 18 Gambar 3.3 Tanah lunak sebagai subgrade setelah dipadatkan....................... 23 Gambar 3.4 Pengujian CBR subgrade............................................................... 24 Gambar 3.5 Pemasangan geosintetik................................................................. 24 Gambar 3.6 Pengujian plate load test lapisan subbase course......................... 25 Gambar 3.7 Lapisan base course setelah dipadatkan........................................ 25 Gambar 3.8 Pengujian plate load test lapisan base course................................ 26 Gambar 3.9 Hasil pemadatan dalam mould uji.................................................. 26 Gambar 3.10 Diagram Alir Penelitian.............................................................. 27 Gambar 4.1 Pengujian CBR subgrade tanah lunak........................................... 31 Gambar 4.2 Pengujian plate load test lapisan subbase course.......................... 32 Gambar 4.3 Hubungan antara tekanan dan lendutan pelat pada kombinasi subgrade + geosintetik + subbase course 20 cm.......................... 33 Gambar 4.4 Grafik perbandingan nilai kv dengan perkuatan geosintetik dan tanpa geosintetik pengujian pada subbase course................... Gambar 4.5 Pengujian plate load test lapisan base course............................... 34 35 Gambar 4.6 Hubungan antara tekanan dan lendutan pelat pada kombinasi subgrade + geosintetik + subbase course 20 cm + base course... 35 Gambar 4.7 Grafik perbandingan nilai kv dengan perkuatan geosintetik dan tanpa geosintetik pengujian pada base course........................ commit to user xii 36 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 4.8 Hasil pemadatan dalam mould uji................................................. 37 Gambar 4.9 Hasil pemadatan pada lapisan subgrade + subbase course 20 cm + base course..................................................................... 38 Gambar 4.10 Hasil pemadatan pada lapisan subgrade + subbase course + Geosintetik + 20 cm + base course............................................... 38 Gambar 4.11 Grafik perbandingan nilai defleksi pada lapisan subbase course diperkuat geosintetik dan tanpa geosintetik.................................. commit to user xiii 39 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Gradasi lapis pondasi agregat.............................................................. 7 Tabel 2.2 Sifat-sifat lapis pondasi agregat.......................................................... 7 Tabel 2.3 Tebal Sub-base course berdasarkan mutu tanah dasar (Departemen Pekerjaan Umum, 2002)............................................... 8 Tabel 2.4 Nilai CBR terhadap kekuatan subgrade jalan...................................... 9 Tabel 3.1 Kombinasi susunan material................................................................. 18 Tabel 3.2 Urutan proses pengujian....................................................................... 19 Tabel 3.3 Jumlah Material.................................................................................... 20 Tabel 3.4 Jenis Pengujian Awal........................................................................... 20 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Tanah Lunak............................................................... 29 Tabel 4.2 Hasil pengujian specific gravity material batu kapur............................ 30 Tabel 4.3 Susunan material subgrade, subbase course, dan base course............ 30 Tabel 4.4 Nilai modulus reaksi subgrade pada lapisan subbase course.............. 33 Tabel 4.5 Nilai modulus reaksi subgrade pada lapisan base course.................... 36 Tabel 4.6 Hasil pendekatan nilai CBR.................................................................. 40 Tabel 4.7 Perbandingan nilai CBR dan kv seluruh kombinasi lapisan................. 40 commit to user xiv perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL CBR : nilai California Bearing Ratio (%) d : diameter mould uji (cm) Gs : specific gravity h : tinggi mould uji (cm) kV : modulus reaksi subgrade arah vertikal (kN/m3) LL : batas cair (%) p : tekanan pada pengujian plate load test (kPa) PI : indeks plastisitas (%) PL : batas plastis (%) r2 : koefisien determinasi w : kadar air (%) wopt : kadar air optimum pada pengujian pemadatan (%) γd max : berat isi kering tanah maksimum pada pengujian pemadatan (gr/cm3) δ : defleksi pada pelat (m) commit to user xv perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Data Hasil Penelitian Pendahuluan Water content (w) Specific gravity (Gs) Grain size Atteberg limit Modified Procor CBR Lampiran B Data Hasil Penelitian Utama Lampiran C Dokumentasi Penelitian Lampiran D Berkas Kelengkapan Skripsi commit to user xvi