ESTIMASI NILAI PARAMETER KOMPAKSI BERDASARKAN NILAI ...

of 78 /78
i ESTIMASI NILAI PARAMETER KOMPAKSI BERDASARKAN NILAI KLASIFIKASI TANAH YANG DISTABILISASI DENGAN KAPUR PADA PROYEK JALAN RAYA TUGAS AKHIR Disetujui untuk melengkapi Tugas-Tugas Dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh: CICILIA AMELIA SIMBOLON 13 0404 086 BIDANG STUDI TRANSPORTASI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2017 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Embed Size (px)

Transcript of ESTIMASI NILAI PARAMETER KOMPAKSI BERDASARKAN NILAI ...

JALAN RAYA
TUGAS AKHIR
Memenuhi Syarat Untuk Menempuh
Ujian Sarjana Teknik Sipil
pengontrolan di lapangan dan membutuhkan biaya yang cukup banyak. Oleh
karena itu, perlu suatu cara untuk mengestimasi nilai parameter kompaksi yaitu
berat isi kering maksimum (γd max) dan kadar air optimum (Wopt) dari nilai
klasifikasi tanah dasar yang distabilisasi dengan kapur. Pada penelitian ini akan
dibuat sampel tanah dengan tambahan 3% kapur sebanyak 30 sampel.
Sebelumnya sampel tanah asli dites parameter kompaksi dan index propertiesnya
dahulu lalu dites kembali setelah ditambah 3% kapur.
Sampel berasal dari PT. Perkebunan Nusantara II Kecamatan Patumbak
Provinsi Sumatera Utara. Sampel tanah dibatasi nilai PI > 10 %. Rentang dari
pengujian tanah untuk batas cair (LL) adalah 41,12 % - 41,67 % dengan rata-rata
41,48 %, untuk persen butiran halus (Fines) adalah 48,19 % -53,17 % dengan
rata-rata 50,68 %, untuk berat isi kering maksimum (γd max) adalah 1,523 gr/cm 3 –
1,536 gr/cm 3 dengan rata-rata
1,529 gr/cm
adalah 12,15 % - 21,95 % dengan rata-rata 21,57 %. Sedangkan rentang dari
pengujian tanah ditambah kapur untuk batas cair (LL) adalah 30,44 % - 40,90 %
dengan rata-rata 34,85 %, untuk persen butiran halus (Fines) adalah 46,65 % -
58,82 % dengan rata-rata 53,36 %, untuk berat isi kering maksimum (γd max)
adalah 1,306 gr/cm 3 – 1,437 gr/cm
3 dengan rata-rata
kadar air optimum (Wopt) adalah 23,43 % - 25,94 % dengan rata-rata 24,87 %.
Dengan menggunakan persamaan Goswami dalam mengestimasi nilai
parameter kompaksi diperoleh persamaan γd max = -0,1686LogG + 1,8434 dan
Wopt = 2,9178logG + 17,086.
Kata kunci : subgrade, index properties, kompaksi, berat isi kering maksimum,
kadar air optimum, batas cair, persen butiran halus, stabilisasi tanah-kapur
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan kesehatan dan
kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulisan
Tugas Akhir yang berjudul “ESTIMASI NILAI PARAMETER KOMPAKSI
BERDASARKAN NILAI KLASIFIKASI TANAH YANG DISTABILISASI
DENGAN KAPUR” ini dimaksudkan untuk memenuhi syarat penyelesaian
Pendidikan Sarjana di Bidang Studi Struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak yang berperan yaitu:
1. Bapak Ir. Zulkarnain A.Muis, M.Eng, Sc., selaku Pembimbing yang telah
banyak meluangkan waktu, pikiran, dan tenaga untuk memberikan arahan
dan bimbingan dalam penyelesaian tugas akhir ini.
2. Ibu Adina Sari Lubis, S.T., M.T., selaku Co Pembimbing yang telah banyak
meluangkan waktu, pikiran, dan tenaga untuk memberikan arahan dan
bimbingan dalam penyelesaian tugas akhir ini.
3. Bapak Medis S. Surbakti, S.T, MT, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Andy Putra Rambe MBA, sebagai Sekretaris Departemen Teknik
Sipil Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. Indra Jaya Pandia, MT dan Bapak Medis S. Surbakti, S.T, MT.,
sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
6. Bapak Ir. Indra Jaya Pandia, MT sebagai Kepala Laboratorium Jalan Raya,
atas bimbingan kepada penulis selama menjadi asisten Laboratorium Jalan
Raya.
7. Ibu Ika Puji Hastuty, ST. MT., sebagai Kepala Laboratorium Mekanika
Tanah, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara.
iii
8. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen staf pengajar Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan
memberikan pengajaran kepada penulis selama menempuh masa studi di
Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
9. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
10. Teristimewa kepada kedua orang tua saya Ayahanda A.R Simbolon dan
Ibunda K.Simamora, yang tak pernah berhenti memberikan doa, dukungan,
motivasi, kasih sayang dan segalanya selama ini. Abang saya Brevi
Simbolon, Kakak-kakak saya Seprina Simbolon, Monalisa Simbolon, dan
Adik-adik saya Maria Simbolon dan Frans Simbolon yang selalu memberi
dukungan dan materil serta seluruh keluarga besar saya yang selalu
mendukung dan membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
11. Seluruh teman-teman mahasiswa Teknik Sipil 2013 dan 2016 dan Abang
kakak 2010 dan 2011 yang telah banyak membantu penulis mulai dari awal
proses pengerjaan Tugas Akhir hingga selesai, khususnya: TOP11
(RizkaAmal, Soraya, Maylisa, Artika, Dea, Asafin, Elisa, RizkaMeylani,
Regina, Margaret), Kak Fanny Siregar (010), Abangda Imam (011),
Abangda Iqbal (010), Abangda Derry (010), Novra, Alby, Benedictus,
Agung, Ivan, Mery, Angel dan Angkatan 2013 lainya, juga Teman SMA
(Andin, Icha, Dewi, Tira) terima kasih atas semangat dan bantuannya
selama ini.
12. Seluruh Asisten Laboratorium Jalan Raya Departemen Teknik Sipil FT
USU ( Rijal, Akmal, Zaky, Irpan, bang BJ, bang Wendy, bang Suryadi, bg
Kevin)
13. Seluruh Staf Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil FT
USU dan PTPN 2 Patumbak.
14. Segenap pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu disini, terimakasih
atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi
apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh
dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis menerima kritik dan saran yang
membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga Tugas Akhir ini
dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, 2017
2.2. Pemeriksaan/Pengujian Material Subgrade ...................................................... 8
2.3. Pemadatan Tanah ............................................................................................ 14
2.3.1. Jenis-Jenis Pemadatan ............................................................... 16
2.3.3 Energi Pemadatan ...................................................................... 25
2.4. Stabilisasi Tanah ............................................................................................ 26
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2.5. Hubungan Parameter Kompaksi dengan Index Properties ............................ 31
2.6. Penelitian Terdahulu ....................................................................................... 33
BAB III METODE PENELITIAN
3.2. Sampel ............................................................................................................. 39
3.6. Tahap Pengolahan Data .................................................................................. 41
3.7. Estimasi Hubungan Parameter Kompaksi dengan Indeks Properties ............. 42
3.8. Analisa Hasil Estimasi .................................................................................... 42
BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA
4.1. Hasil Penelitian ............................................................................................... 44
4.1.3. Hasil Estimasi Hubungan Parameter Kompaksi
dengan Nilai indeks Propertis ..................................................49
5.1. Kesimpulan ................................................................................................ 62
5.2. Saran ........................................................................................................... 63
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 64
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Tabel 2.2 Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO .................................................... 13
Tabel 2.3 Klasifikasi Tanah Sistem Unified Soil Classification System ............... 14
Tabel 2.4 Defenisi-defenisi dari parameter pemadatan (Kompaksi) .................... 15
Tabel 2.5 Petunjuk awal untuk pemilihan metode stabilisasi ............................... 28
Tabel 2.6 Pengaruh kadar kapur terhadap plastisitas ............................................ 31
Tabel 2.7 Penentuan Nilai F .................................................................................. 32
Tabel 2.8 Sampel tanah yang digunakan dalam membentuk persamaan
(Blozt, 1998 dalam Nendi, 2010) .......................................................... 34
Tabel 2.9 Statistik hasil pengujian (Ugbe 2012) ................................................... 36
Tabel 2.10 Tipe binder dan persen bahan tambah untuk jalan beraspal
(Australia Stabilisation Industry Association (AustStab) ............................. 38
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Tanah Asli di Laboratorium ........................................ 44
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Atterberg Limits ......................................................... 45
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Persen Butiran Halus ................................................. 46
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kompaksi ................................................................... 46
Tabel 4.5 Rangkuman Hasil Pengujian di Laboratorium ...................................... 47
Tabel 4.6 Berat Isi Kering Maksimum Estimasi Model Goswami ....................... 51
Tabel 4.7 Kadar Air Optimum Estimasi Model Goswami .................................... 52
Tabel 4.8 Hasil Estimasi Parameter Kompaksi Model Goswami ......................... 53
Tabel 4.9 Perhitung t hitung dan t tabel Berat Isi Kering .................................... 55
Tabel 4.10 Perhitung t hitung dan t tabel Kadar Air Optimum ............................. 56
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 2.2 Smooth wheeled roller ....................................................................... 17
Gambar 2.3 Pneumatic-tired rollers ...................................................................... 17
Gambar 2.4 Vibratory rollers ................................................................................ 18
Gambar 2.5 Vibrating plate compactors ................................................................ 19
Gambar 2.6 Perbandingan Alat Uji Standar dengan Alat Uji Modified ................ 20
Gambar 2.7 Hubungan kadar air optimum dengan berat isi kering maksimum .... 23
Gambar 2.8 Hubungan antara kadar air dan berat isi kering dengan
beberapa jenis tanah yang dipadatkan ................................................ 26
Gambar 2.9 Pengaruh kadar kapur terhadap berat volume kering......................... 30
Gambar 2.10 MDD Prediksi vs MDD lab ............................................................. 35
Gambar 2.11 OMC Prediksi vs OMC lab .............................................................. 35
Gambar 3.1 Sampel tanah yang akan diuji ........................................................... 41
Gambar 3.2 Diagram alir penelitian ...................................................................... 43
Gambar 4.1 Hubungan berat isi kering maksimum dengan Log G ....................... 49
Gambar 4.2 Hubungan kadar air optimum dengan Log G ..................................... 49
Gambar 4.3 Hubungan berat isi kering laboratorium dengan
berat isi kering estimasi ..................................................................... 56
Gambar 4.4 Hubungan kadar air optimum laboratorium dengan
kadar air optimum estimasi ................................................................ 57
Gambar 4.5 Pengaruh penambahan kapur terhadap nilai Indeks Plastisitas (IP)
tanah ................................................................................................... 58
tanah ................................................................................................... 58
γdmaks # = Berat isi kering maksimum estimasi model Goswami
w = Kadar air
SG = Specific gravity (berat jenis)
LL = Liquid limit (batas cair)
PL = Plastic Limit (batas plastis)
PI = Properties index (indeks properties)
FINES = Shirve analisys (analisa saringan)
Y = Berat isi kering maksimum atau kadar air optimum
m = Kemiringan kurva
G = Konstanta gradasi
k = Konstanta perpotongan
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Lampiran II Data Hasil SPSS
Lampiran III Tabel T
Lampiran IV Dokumentasi Penelitian
bergantung pada nilai kepadatan lapisan tanah dasar tersebut. Kepadatan
Laboratorium ditentukan dengan melakukan Proctor Compaction Test pada
beberapa contoh tanah dengan kadar air yang bervariasi. Hasil yang diperoleh
berupa Nilai Parameter Kompaksi yaitu Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks) pada
saat Kadar Air Optimum (wopt). Sedangkan kepadatan lapangan diperoleh dengan
Sand Cone Test atau Dynamic Cone Penetrometer Test yang menghasilkan nilai
Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks) lapangan (Bowles, 1989).
Pada beberapa jenis tanah, diperlukan stabilisasi untuk menaikkan nilai
daya dukungnya. Stabilisasi adalah pencampuran tanah dengan bahan tertentu,
guna memperbaiki sifat-sifat teknis tanah. Proses stabilisasi tanah meliputi
pencampuran tanah dengan tanah lain untuk memperoleh gradasi yang diinginkan,
atau pencampuran tanah dengan bahan tambah buatan pabrik sehingga sifat-sifat
teknis semakin baik. Salah satu bahan tambah yang sering dipakai pada stabilisasi
tanah adalah kapur (CaO) dengan syarat tanah yang cocok untuk distabilisasi
dengan menggunakan kapur (CaO) memiliki nilai indeks plastisitas ≥10%.
Kriteria perancangan campuran tanah-kapur untuk keperluan penelitian ini adalah
untuk memodifikasi sifat-sifat tanah, yaitu perbaikan tanah yang basah agar
mudah dikerjakan, mengurangi plastisitas sehingga diperoleh material yang lebih
stabil/kuat dan mempercepat kenaikan kapasitas dukung tanah lempung.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
mengatakan bahwa penambahan kapur sebanyak 3% sudah cukup memadai untuk
memodifikasi sifat-sifat tanah, yaitu untuk mengurangi plastisitas dan menambah
mudah dikerjakan. Killaney Road Trial juga mengatakan variasi kapur 3% sampai
4% sudah memuaskan untuk stabilisas Indeks Plastisitas (PI) tanah. Tanah yang
sudah menjadi material modifikasi tidak akan retak.
Proses penentuan Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks) dan Kadar Air
Optimum (wopt) di laboratorium memerlukan bahan yang cukup banyak, operator
laboratorium yang handal serta menyita waktu. Sementara spesifikasi juga
mengisyaratkan program rutin kontrol kualitas untuk penentuan Indeks Plastis dan
gradasi yang relatif memerlukan bahan yang lebih sedikit dan menghasilkan
klasifikasi tanah/bahan tertentu. Jika hasil klasifikasi ini bisa digunakan untuk
mengestimasi Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks) dan Kadar Air Optimum (wopt)
material subgrade yang ditambah dengan kapur maka dapat menghemat waktu,
tenaga dan biaya pada pelaksanaan pekerjaannya. Hal ini juga merupakan
klarifikasi (cross check) terhadap pekerjaan yang dilakukan teknisi di
laboratorium (Muis, Z.A., 1998).
Dalam penelitian ini akan diestimasi nilai parameter kompaksi suatu
material subgrade pada proyek jalan raya berdasarkan data klasifikasi tanah yang
distabilisasi dengan kapur.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
pada proyek jalan raya berdasarkan data klasifikasi tanah yang distabilisasi
dengan kapur?
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengestimasi parameter kompaksi
yaitu Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks) dan Kadar Air Optimum (wopt) suatu
material subgrade pada proyek jalan raya berdasarkan data nilai klasifikasi tanah
yang distabilisasi dengan kapur.
didalam mempersingkat waktu, tenaga dan biaya kontrol bahan timbunan atau
galian untuk lapisan subgrade yang distabilisasi dengan kapur pada proyek jalan
raya.
Adapun yang menjadi batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Sampel tanah berasal dari daerah PT. Perkebunan Nusantara II Kecamatan
Patumbak Kabupaten Deli Serdang Provinsi Sumatera Utara.
2. Pengujian Laboratorium meliputi pemeriksaan tanah (Index Properties
Tanah) dan Pengujian Kompaksi dilaksanakan di Laboratorium Mekanika
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Utara.
3. Kapur yang digunakan dalam penelitian ini adalah kapur bubuk (CaO) yang
dibeli di toko material. (Hardiyatmo,2010)
4. Jumlah sampel yang akan diteliti adalah 30 sampel. (Cohen, et.al, 2007)
5. Metode pengujian pemadatan di laboratorium adalah Pemadatan Standar
(ASTM D-698, AASHTO T-99)
6. Penambahan kapur yang akan dicampur dengan tanah pada penelitian ini
adalah sebanyak 3% dari berat kering tanah. (Australia Stabilisation
Pavement Recycling And Stabilisation Association )
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk memperjelas tahapan yang dilakukan dalam studi ini, penulisan
tugas akhir ini dikelompokkan ke dalam 5 (lima) bab dengan sistematika
pembahasan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
latar belakang, perumusan masalah penelitian, tujuan penelitian, manfaat
penelitian, pembatasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Merupakan kajian literatur yang terkait dalam penelitian ini yaitu mengenai
subgrade, stabilisasi tanah dengan kapur, pengujian index properties tanah (kadar
air, berat jenis, atterberg limit, analisa butiran dan klasifikasi tanah), pengujian
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
5
pemadatan tanah (berat isi kering maksimum dan kadar air optimum), serta
literatur mengenai penelitian terdahulu yang terkait.
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini berisikan tentang metode yang dipakai dalam penelitian ini,
dimulai dari pengambilan sampel, tahap pengumpulan data (pemeriksaan tanah
dan pengujian sampel di laboratorium), tahap pengolahan data hasil laboratorium,
tahap melakukan estimasi terhadap parameter kompaksi dan analisa data.
BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA
Berisikan pemaparan hasil pengujian sampel di laboratorium dan hasil
estimasi parameter kompaksi serta analisa kedua hasil tersebut.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Merupakan penutup yang berisikan tentang kesimpulan yang telah diperoleh
dari pembahasan pada bab sebelumnya, serta saran mengenai hasil penelitian yang
dapat dijadikan masukan.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Subgrade adalah tanah dasar di bagian paling bawah lapis perkerasan
jalan. Lapisan tanah dasar dapat berupa tanah asli yang dipadatkan jika tanah
aslinya baik atau tanah urugan yang didatangkan dari tempat lain atau tanah yang
distabilisasi dan lain lain.
menentukan kualitas perkerasan jalan. Kekuatan dan keawetan konstruksi
perkerasan jalansangat tergantung pada sifat-sifat dan daya dukung tanah dasar
Gambar 2.1. Susunan Jenis Lapisan Perkerasan Jalan Raya
Pada prosedur pekerjaan lapisan subgrade, sebelum kegiatan
penghamparan perkerasan dilakukan, bagian lapisan subgrade harus sudah dalam
keadaan siap (kuat, padat, bersih dan dibentuk sesuai rencana). Adapun langkah-
langkah pelaksanaannya adalah sebagai berikut:
1. Apabila tanah eksisting lebih tinggi dari elevasi rencana, maka dilakukan
pekerjaan galian. Sedangkan apabila tanah eksisting lebih rendah dari elevasi
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Pekerjaan galian dimaksudkan untuk mendapatkan bagian tanah dasar
(subgrade) yang akan menentukan kekuatan dari susunan perkerasan di
atasnya yang sesuai dengan rencana struktur.
Pada pekerjaan timbunan, bagian-bagian yang harus ditimbun sampai
mencapai ketinggian yang ditentukan, harus ditimbun menggunakan tanah
timbunan yang cukup baik, bebas dari sisa (rumput/akar-akar lain-lainya).
Penimbunan harus dilakukan lapis demi lapis. Tebal maksimal hamparan
30 cm setiap lapisan. Kemudian tanah tersebut dilembabkan sebelum
dilakukan pemadatan.
2. Pemadatan lapisan subgrade menggunakan Vibrator Roller atau Static Roller
(sambil diberi air secukupnya untuk mencapai kadar air optimum).
3. Setelah pemadatan tanah dasar selesai, lalu dilakukan perataan menggunakan
Motor Grader.
Lapisan subgrade harus sesuai dengan spesifikasi perencanaan jalan raya
yang telah diatur didalam Spesifikasi Umum Bidang Jalan dan Jembatan Divisi 3
mengenai pekerjaan tanah yang diterbitkan oleh binamarga. Spesifikasi tersebut
menjelaskan tentang parameter bahan yang bisa digunakan untuk sebagai syarat
bahan lapisan subgrade. Disamping bahan yang digunakan, perlu diperhatikan
proses pemadatan dilapangan yang menggunakan alat-alat berat.
Sementara itu spesifikasi umum bidang jalan dan jembatan memberikan
syarat bahan/material untuk digunakan sebagai bahan subgrade adalah sebegai
berikut :
1. OL, OH, Pt tidak boleh digunakan.
2. GW, GP, GM, GC, SW, SP, SM, SC bisa digunakan dengan syarat
harus keras dan tidak memiliki sifat khas.
3. CH, MH dan A-7-6 tidak untuk dipergunakan 30 cm dibawah dasar
perkerasan , kecuali mencapai CBR 6% setelah perendaman 4 hari bila
dipadatkan 100% kepadatan kering maksimum.
4. Tanah ekspansif dengan nilai aktif >1,25 tidak boleh digunakan.
2.2. Pemeriksaan/Pengujian Material Subgrade
Secara umum ada lima pemeriksaan di laboratorium terhadap material
subgrade sebelum melaksanakan pengujian Kompaksi (Bowles, J.E., 1993), yaitu
pemeriksaan Kadar Air (Water Content Test), Berat Jenis (Specific Gravity Test),
Konsistensi Atterberg (Atterberg Limit Test) dan Analisa Saringan (Sieve Analysis
Test) serta Klasifikasi Tanah (USCS dan AASHTO):
A. Pemeriksaan Kadar Air (Water Content Test)
Pemeriksaan ini dilakukan mengacu pada ASTM D 2216-92, Test Method
for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock”
untuk mendapatkan besaran kadar air (w). Kadar air tanah (w) didefinisikan
sebagai perbandingan antara berat air (Ww) dengan berat butiran (Ws) dalam
tanah tersebut yang dinyatakan dalam satuan persen. Kadar air tanah (w) dapat
dinyatakan dalam persamaan:
Cara memperolehnya, contoh tanah basah mula-mula ditimbang, kemudian
dikeringkan di dalam oven pada suhu 230° F (110° C) hingga mencapai berat
konstan. Berat contoh setelah dikeringkan adalah berat partikel solid. Perubahan
berat yang terjadi selama proses pengeringan setara dengan berat air. Untuk tanah
organik, terkadang disarankan untuk menurunkan suhu pengeringan hingga
mencapai 140° F (60° C). Kadar Air (w) diperlukan untuk menentukan properties
tanah dan dapat dikorelasikan dengan parameter-parameter lainnya.
B. Pemeriksaan Berat Jenis (Specific Gravity Test)
Pemeriksaan ini dilakukan berdasarkan ASTM D 854-92, “Standard Test
Method for Specific Gravity of Soils”. Metoda ini digunakan pada contoh tanah
dengan komposisi ukuran partikel lebih kecil daripada saringan No. 4 (4.75 mm).
Untuk partikel dengan ukuran lebih besar dari saringan tersebut, prosedur
pelaksanaan mengacu pada “Test Method Specific Gravity and Absorptionof
Coarse Aggregate (ASTM C 127-88)”.
Berat jenis tanah (Gs), didefinisikan sebagai perbandingan massa volume
partikel tanah di udara dengan massa volume air pada suhu kamar (umumnya
( ) ( ) ( )
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
w4 = Berat piknometer + air suling
w4’ = w4 x factor koreksi suhu [k]
Berat jenis tanah (Gs) ditentukan berdasarkan jumlah dari pycnometer yang
sudah dikalibrasi, dimana massa dan suhu dari contoh tanah deaerasi/air distilasi
diukur. Specific gravity dari tanah diperlukan untuk menentukan hubungan antara
berat dan volume tanah, dan digunakan untuk perhitungan test Laboratorium
lainnya.
Pemeriksaan ini dilakukan sesuai dengan ASTM D 4318-95, ”Test Method
for Liquid Limit, Plastic Limit and Plasticity Index of Soils”.
Kadar air pada saat Batas Cair (Liquid Limit=LL) diperoleh dengan cara
meletakkan pasta tanah dalam mangkuk kuningan kemudian digores tepat
ditengahnya dengan alat penggores standar. Kemudian engkol pemutar
digerakkan, sehingga mangkuk naik turun dari ketinggian 0.4 inci (10 mm)
dengan kecepatan 2 drop/detik. Liquid limit dinyatakan sebagai kadar air dari
tanah yang dibutuhkan untuk menutup goresan yang berjarak 0.5 inci (13 mm)
sepanjang dasar contoh tanah dalam mangkuk sesudah 25 pukulan.
Kadar air pada saat Batas Plastis (Plastic Limit=PL) ditentukan dengan
mengetahui secara pasti kadar air terkecil, dimana pasta tanah dapat digulung
hingga diameter 0.125 inci (3.2 mm) tanpa mengalami keretakan. Sedangkan
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
11
Indeks Plastisitas (Plasticity Index=PI) diperoleh dari selisih nilai kadar air pada
saat Batas Cair (LL) dengan nilai kadar air pada saat Batas Plastis (PL).
D. Pemeriksaan Analisa Saringan (Sieve Analysis Test)
Prosedur pelaksanaan pemeriksaan ini mengacu pada ASTM C 136-
95a,”Method for sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates”.
Pengujian ini dilakukan dengan cara menyaring sejumlah sampel tanah
dengan satu unit saringan berukuran 4,75mm (no.4) hingga 0,0075mm (no.200).
Saringan tersebut lalu digetarkan dengan menggunakan sieve shaker machine.
Setelah itu, berat sampel yang tertahan pada tiap-tiap saringan ditimbang
beratnya. Lalu akan didapatkan persentase butiran yang lolos dari tiap-tiap
saringan.
E. Pemeriksaan Klasifikasi Tanah (USCS dan AASHTO)
Dari uji indeks properties tanah, grain size analysis dan atterberg limit
dapat digunakan dalam mengklasifikasikan tanah. Sistem klasifikasi tanah yang
digunakan dalam penelitiaan ini adalah AASHTO (American Association of State
Highway Transportation Official) dan USCS (Unified Soil Classification System).
AASHTO (American Association of Highway and Transportation
Officials) memberikan standar kriteria tanah subgrade sebagaimana pada Tabel
2.1.
Sumber : Bowles, J.E., 1993
Official) berguna untuk menentukan kualitas tanah dalam perencanaan timbunan
jalan subbase dan subgrade. Sistem AASHTO membagi tanah ke dalam 7
kelompok, A-1 sampai dengan A-7 (seperti terlihat pada Tabel 2.2). Tanah dalam
tiap kelompok dievaluasi terhadap indeks kelompoknya yang dihitung dalam
rumus empiris. Pengujian yang digunakan hanya berupa analisa saringan dan nilai
batas-batas Atterberg.
Sumber : Bowles, J.E., 1993
Pada Unified Soil Clasification System (USCS), suatu tanah diklasifikasikan
ke dalam tanah berbutir kasar (kerikil dan pasir) jika kurang dari 50% lolos
saringan nomor 200 dan diklasifikasikan sebagai tanah berbutir halus (lanau dan
lempung) jika lebih dari 50% lewat saringan nomor 200. Simbol-simbol yang
digunakan dalam sistem klasifikasi ini diantaranya: kerikil (gravel/G), pasir
(sand/S), lempung (clay/C), lanau (silt/M), lanau atau lempung organic (organic
silt or clay/O), bergradasi baik (well-graded/W), bergradasi buruk (poor-
graded/P), plastisitas rendah (low-plasticity/L), plastisitas tinggi (high-
plasticity/H), sebagaimana terlihat pada Tabel 2.3.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Sumber : Bowles, J.E., 1993
Pemadatan tanah (earthwoks compaction) adalah proses mekanis dimana
sejumlah tanah yang terdiri dari partikel padat (solid particles), air dan udara
direduksi volumenya dengan menggunakan beban. Beban tersebut dapat berupa
beban yang bergerak (rolling), beban yang dipukulkan (tamping) maupun beban
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
antara butiran tanah dimana proses ini merupakan kebalikan dari proses
konsolidasi yang merupakan keluarnya air dari antara butir-butir tanah.
Lapisan tanah dasar pada konstruksi jalan raya harus dipadatkan dimana
kekuatan dan keawetan perkerasan jalan itu sangat tergantung pada sifat-sifat dan
daya dukung tanah dasar. Tujuan pemadatan adalah untuk meningkatkan
kepadatan (density), meningkatkan stabilitas, meningkatkan kekuatan tahanan
(bearing strength) subgrade, mengurangi sifat kemudahan ditembus oleh air
(permeability), mengurangi potensi likuifaksi dan mencegah erosi.
Tabel 2.4 Defenisi-definisi dari parameter pemadatan (kompaksi)
Istilah Defenisi
dengan cara mekanis
Kadar air optimum (OMC) Kadar air yang menghasilkan nilai
kepadatan maksimum (γd max)
mengandung udara sama sekali
sehingga tercapai berat volume
A. Pemadatan di Lapangan
Untuk pekerjaan pelaksanaan pemadatan di lapangan kita perlu memilih alat
pemadat yang digunakan. Pemadatan di lapangan umumnya menggunakan alat-
alat berat seperti, Three Wheel Roller, Tandem Roller, Pneumatik Tired Roller
(PTR) dan lain-lain. Untuk pemadatan tanah sebagai badan jalan/subgrade maka
pada umumnya digunakan vibratory roller (Surendro B, 2014). Alat ini cocok
digunakan untuk pemadatan granular material (material berbutir). Selain vibratory
roller ada beberapa alat yang dipakai untuk memadatkan tanah maupun batu-
batuan. Secara garis besar alat pemadat dibagi menjadi 3 group:
1. Rollers, termasuk didalamnya smooth-wheeled, pneumatic-tired, tamping
rollers juga pemadatan oleh beban lalu lintas kendaraan.
2. Vibrators, termasuk didalamnya rollers dan plates.
3. Rammers, termasuk didalamnya power rammers, tampers dan falling weight.
Smooth-wheeled rollers (Gambar 2.2) memiliki 3 roda dari drum besi atau
tandem dibagian belakang. Alat ini juga memiliki roda besi tunggal berbentuk
drum dibagian depan. Beratnya antara 1.7-17 ton dan dapat diperberat lagi dengan
mengisi pasir atau air di roda besinya. Beban yang terpakai dibagi selebar
rodanya. Kecepatan bergeraknya antara 2.5-5 km/jam.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Pneumatic-tired rollers (Gambar 2.3), mempunyai 2 sumbu dengan roda
dari karet, dimana jumlah roda depan dan belakang berselisih satu dan letak roda
depan belakang berselang seling hingga yang tidak terinjak oleh roda depan dapat
terinjak oleh roda belakang demikian sebaliknya. Kecepatan bergeraknya berkisar
1.6 hingga 24 km/jam.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Menurut Djatmiko Soedarmo (1993) Vibratory rollers (Gambar 2.4) atau
sering disebut vibro saja, mempunyai kisaran berat 0.5-17 ton, yang mempunyai
sumbu tunggal (1 roda) biasanya ditarik traktor sedangkan yang mempunyai
mempunyai sumbu ganda menggunakan mesin sendiri untuk bergerak. Frekuensi
getarannya tergantung pabrik pembuatnya namun untuk yang besar berkisar
antara 20-35 Hz dan 40-75 Hz untuk vibratory roller yang kecil. Pada umumnya
alat bisa diatur getarannya menjadi 3 posisi: kecil, menengah dan besar. Untuk
alat yang ditarik traktor kecepatannya 1.5-2.5 km/jam sedangkan untuk alat yang
bergerak sendiri kecepatannya 0.5-1 km/jam. Apabila sedang menggetarkan
rodanya maka kecepatannya semakin rendah.
Gambar 2.4 Vibratory rollers (Surendro B, 2014)
Vibrating plate compactors (Gambar 2.5) sering disebut stamper.
Mempunyai kisaran berat 100 kg- 2 ton dan luasan pelat antara 0.16-1.6 m2. Alat
ini cocok untuk memadatkan luasan yang kecil atau tempat yang terbatas untuk
dipadatkan seperti daerah pinggiran perkerasan.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
B. Pemadatan di Laboratorium
(Modified Proctor Test).
Pada Uji Pemadatan Standar, tanah dipadatkan dalam sebuah cetakan
silinder bervolume 12,400 ft-lbf/ft³. Diameter cetakan silinder tersebut 4 in
(=10,16 cm). Selama percobaan di laboratorium, cetakan itu dikelam pada sebuah
pelat dasar dan di atasnya diberi perpanjangan. Tanah dicampur air dengan kadar
yang berbeda-beda dan kemudian dipadatkan dengan menggunakan penumbuk
khusus. Berat penumbuk 5,5lb (= 2,5 kg) dan tinggi jatuh 12 in. (=30,48 cm).
Jumlah tumbukan tiap lapisan sebanyak 25 kali. Prosedur pelaksanaan pemadatan
ini dilakukan untuk 3 (tiga) lapisan. Uji Pemadatan Standar mengacu pada ASTM
D-698 dan AASHTO T-99.
cetakan silinder bervolume 56,000 ft-lbf/ft³. Diameter cetakan silinder tersebut 4
in (=10,16 cm). Selama percobaan di laboratorium, cetakan itu dikelam pada
sebuah pelat dasar dan di atasnya diberi perpanjangan. Tanah dicampur air dengan
kadar yang berbeda-beda dan kemudian dipadatkan dengan menggunakan
penumbuk khusus. Berat penumbuk 10lb (= 4,5 kg) dan tinggi jatuh 18 in.
(=45,72 cm). Jumlah tumbukan tiap lapisan sebanyak 25 kali. Prosedur
pelaksanaan pemadatan ini dilakukan untuk 5 (lima) lapisan. Uji Pemadatan
Standar mengacu pada ASTM D-698 dan AASHTO T-99.
Perbandingan alat Uji Pemadatan Standar dengan Uji Pemadatan Modified
dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Perbandingan alat Uji Pemadatan Standar dengan Uji Pemadatan Modified
Pengujian pemadatan tanah baik Uji Pemadatan Standar maupun Uji
Pemadatan Modified memiliki dua parameter penting, yaitu Berat Isi Kering
Maksimum (γdmaks) dan Kadar Air Optimum (wopt).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
RR Proctor (1993) dalam Kamarudin F.B (2005) mengatakan untuk suatu
jenis tanah yang dipadatkan dengan daya pemadatan tertentu, kepadatan yang
dicapai tergantung pada banyaknya air (kadar air) tanah tersebut. Besarnya
kepadatan tanah, biasanya dinyatakan dalam nilai berat isi kering (d) nya.
Apabila tanah dipadatkan dengan adanya pemadatan yang tetap pada kadar
air yang bervariasi, maka pada nilai kadar air tertentu akan tercapai kepadatan
maksimum (γdmaks). Kadar air yang menghasilkan kepadatan maksimum disebut
kadar air optimum (wopt).
Derajat kepadatan tanah dinyatakan dalam istilah berat isi kering (γd),
yaitu perbandingan berat butiran tanah dengan volume total tanah. Berat Volume
Tanah dapat dinyatakan dalam persamaan:
( )
1 + = kadar air tanah (%)
pengurangan nilai kepadatan kering tergantung kepada kadar air dalam sampel
tanah, berat pemadatan dan tenaga pemadatan.
Craig, 1993 dalam Nendi (2010) mengatakan pada umumnya penambahan
air akan memenuhi ruang antar partikel yang sebelumnya dipenuhi udara.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
22
Disamping itu, air juga akan merespon dengan partikel tanah dan menambah
kemampuan tanah. Peningkatan kemampuan tanah akan mengurangi sifat kaku
tanah untuk dipadatkan dan menghasilkan berat isi kering (γd) yang lebih tinggi.
Sedangkan penambahan volume air yang terlalu besar akan menyebabkan
sebagian volume tanah akan dipenuhi air dan akan mengurangi berat isi kering
tanah (γd).
Selain persamaan (2.3) juga terdapat persamaan lain dalam mengontrol
berat isi kering tanah (γd) pada kondisi tanpa rongga udara (zero air void/ZAV)
yaitu:
Gs = Berat jenis tanah
1+ wGs = kadar air
Menurut Dandung Novianto (2012), untuk suatu kadar air tertentu, berat isi
kering maksimum (dmax) secara teoritis didapat bila pada pori-pori tanah sudah
hamper tidak ada udara lagi, yaitu pada saat dimana derajat kejenuhan tanah sama
dengan 100%. Kondisi ini disebut Zero Air Voids (ZAV).
B. Kadar Air Optimum (wopt)
Menurut Bambang Surendro (2014) suatu tanah yang kohesif (lempung)
dalam keadaan kering keras dan berbongkah-bongkah, sangat sukar dipadatkan.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
basah tanah akan mudah dihancurkan. Namun, bila terlalu basah akan
menghasilkan tanah yang kurang padat.
Dengan peningkatan kadar air, partikel tanah memiliki lapisan air
disekelilingnya, sehingga lapisan air ini menjadi pelicin/pelumas, sehingga lebih
mudah untuk digerakkan. Kepadatan maksimum akan diperoleh pada saat tanah
memiliki kondisi kadar air optimum (wopt) yakni pada saat berai isi kering
maksimum (dmax). Hubungan antara kadar air optimum dengan berat isi kering
tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Hubungan kadar air optimum dengan berat isi kering maksimum.
Untuk memastikan apakah pemadatan dilapangan sudah sesuai dengan
spesifikasi maka perlu diuji di lapangan, kemudian sampel dibawa ke
laboratorium agar dapat diketahui nilai kepadatannya. Menurut spesifikasi umum
kepadatan dilapangan harus mencapai 100% dari pemadatan di laboratorium dan
95% untuk material granural. Jika kondisi tersebut tidak tercapai maka pemadatan
dinyatakan gagal atau tidak memenuhi syarat.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Dalam pemadatan tanah, ada 4 faktor yang mempengaruhi kontrol
pemadatan, yaitu : tipe tanah dan gradasi, kadar air optimum (wopt), berat isi
kering (γd), energi pemadatan (compaction effort).
Pemadatan tanah merupakan fungsi dari kadar air, karena pada saat ini air
berperan sebagai pelembut (softening agent) atau lubrikasi pada partikel tanah
yang akan membantu menyusun partikel tanah mengisi rongga udara menjadi
lebih padat. Namun, kelebihan air tidak akan membantu tanah mencapai densitas
yang padat, karena rongga udara telah terisi oleh air yang bersifat inkompresibel
yang membuat partikel tanah akan mengalir atau kehilangan friksi dan energi
pamadatan langsung diterima oleh air.
Tipe tanah serta gradasi juga akan mempengaruhi kurva pemadatan.
Umumnya tanah yang dominan berbutir halus atau fine grain akan membutuhkan
kadar air lebih untuk mencapai pemadatan optimum, sebaliknya tanah dominan
berbutir kasar atau coarse grain membutuhkan sedikit kadar air untuk mencapai
kadar air pemadatan optimum. Hal ini juga terkait pada sifat plastisnya dimana
tanah berbutir halus atau fine grain seperti lempung kelanauan memiliki sifat
plastis dibanding tanah berbutir kasar seperti pasir kelanauan yang memiliki
indeks plastis rendah.
menahan gaya geser (shearing force) akan semakin rendah penurunannya. Namun
demikian, Capper dan Cassie (1969) dalam Surendro B. (2016) menyatakan
bahwa apabila dibandingkan kekuatan geser dan kadar air tanah pada kondisi
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
kepadatan tertentu, akan diperoleh nilai kekuatan geser tertinggi dicapai pada saat
kadar air dibawah kondisi optimum pada pemadatan yang maksimum.
2.3.3 Energi Pemadatan
Proses pemadatan dipengaruhi oleh hubungan antara Kadar Air (wopt)
dengan Berat Isi Kering (γdmaks). Energi pemadatan yang lebih besar akan
menghasilkan kondisi tanah yang lebih padat. Energi pemadatan bergantung
kepada beberapa faktor seperti berat penumbuk, tinggi jatuh penumbuk, jumlah
tumbukan perlapisan dan jumlah lapisan.
Hubungan antara energi pemadatan (E) untuk Proctor Standard dengan
factor-faktor yang yang mempengaruhinya dapat ditulis sebagai berikut:
( ) ( ) ( ) ( )
pemadatan, dimana semakin besar energi pemadatan yang diterima tanah maka
efek densifikasinya akan semakin besar, sehingga nilai kadar air optimum (wopt)
akan bergeser lebih kecil namun akan diperoleh nilai berat isi kering maksimum
(γdmaks) yang lebih besar. Hubungan kadar air optimum (wopt) dan berat isi kering
maksimum (γdmaks) sebagai berikut :
26
Gambar 2.8. Hubungan antara kadar air dan berat isi kering dengan beberapa jenis tanah yang
telah dipadatkan (HoltzandKovacs,1981, Das,1998)
memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, atau dapat pula, stabilisasi tanah adalah
usaha untuk merubah atau memperbaiki sifat-sifat teknis tanah agar memenuhi
syarat teknis tertentu.
Dalam pembangunan perkerasan jalan, stabilisasi tanah didefinisikan
sebagai perbaikan material jalan lokal yang ada, dengan cara stabilisasi mekanis
atau dengan cara menambahkan suatu bahan tambah (additive) ke dalam tanah.
2.4.1 Tipe-Tipe Stabilisasi
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
1. Stabilisasi mekanis, dilakukan dengan cara mencampur atau mengaduk dua
macam tanah atau lebih yang bergradasi berbeda untuk memperoleh material
yang memenuhi syarat kekuatan tertentu. Pencampuran tanah ini dapat
dilakukan di lokasi proyek, di pabrik, atau di tempat pengambilan bahan
timbunan (borrow area). Material yang telah dicampur ini, kemudian
dihamparkan dan dipadatkan di lokasi proyek. Stabilisasi mekanis dapat juga
dilakukan dengan cara menggali tanah buruk ditempat dan menggantinya
dengan material granuler dari tempat lain.
2. Stabilisasi dengan bahan tambah, bahan tambah (additives) adalah bahan
hasil olahan pabrik yang bila ditambahkan kedalam tanah dengan
perbandingan yang tepat akan memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, seperti
kekuatan, tekstur, kemudahan dikerjakan (workability), dan plastisitas.
Contoh-contoh bahan tambah adalah kapur, semen portland, abu terbang (fly
ash), aspal (bitumen), dan lain-lain.
2.4.2 Pemilihan Bahan Tambahan
Facilities Research & Technology Transfer mengusulkan petunjuk cara pemilihan
bahan stabilisasi seperti ditunjukkan dalam Tabel 2.5. Dalam metode ini,
distribusi ukuran butiran dan batas-batas atterberg digunakan sebagai dasar
penilaian macam stabilisasi yang akan digunakan. Petunjuk dalam Tabel 2.5
hanya sebagai pertimbangan awal dan dapat digunakan untuk maksud modifikasi
tanah, seperti stabilisasi dengan kapur untuk membuat material lebih kering dan
mengurangi plastisitasnya.
Indeks Plastisitas ≤ 10 10-20 ≥ 20
≤ 6 (PI x
Ragu Cocok Cocok
Cocok Cocok Ragu Cocok
Lain-lain campuran Tidak
Cocok Cocok Tidak
2.4.3 Stabilisasi Tanah Kapur
Kapur adalah kalsium oksida (CaO) yang dibuat dari batuan karbonat yang
dipanaskan pada suhu sangat tinggi. Kapur tersebut umumnya berasal dari batu
kapur (limestone) atau dolomite. Kapur yang sering dipakai untuk bahan
stabilisasi adalah kapur tohor (CaO). Penambahan kapur dalam tanah akan
merubah tekstur tanah. Tanah lempung yang dicampur dengan kapur
memperlihatkan pengurangan secara signifikan partikel berukuran lempung
(<0,002 mm) dibandingkan dengan lempung aslinya. Kapur juga memiliki sifat
mengikat sehingga campuran tanah lempung merah dan kapur dapat meningkat
kekuatannya. Selain itu kapur dapat menurunkan nilai plastisitasnya.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
plastisitas, menambah mudah dikerjakan, menambah diameter butiran dan
lain-lain. Di sini, kriteria untuk stabilisasi campuran secara mekanik
diterapkan.
2. Kapur ditujukan untuk stabilisasi tanah secara permanen. Untuk hal ini,
kriteria didasarkan pada kapasitas dukung, keawetan dan sebagainya.
Maksud dari tujuan stabilisasi pada penelitian ini adalah untuk memodifikasi
sifat-sifat tanah yakni merubah sifat-sifat tanah pada kadar kapur minimal yang
dapat mempertahankan daya tahannya sampai ke tingkat tertentu yang diinginkan.
Neubauer dan Thomson (1972) dalam Hardiyatmo (2010) memperlihatkan
bahwa campuran tanah-kapur yang dipadatkan pada usaha pemadatan tertentu,
akan mempunyai berat volume kering maksimum (γd-mak) yang lebih rendah
dibandingkan dengan tanah asli tanpa kapur. Selain itu, kadar air optimum (Wopt)
juga bertambah dengan naiknya kadar kapur (Gambar 2.9). Demikian pula, jika
campuran tanah-kapur diberi waktu untuk terjadinya sementasi, maka kepadatan
akan berkurang dan kadar air optimum bertambah.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
30
Gambar 2.9 Pengaruh kadar kapur terhadap berat volume kering (Nubauer dan Thompson, 1972).
a)Lempung Vickdburg Buckshot;b) Ava B (1 pcf=0,16 KN/m 3 )
Umumnya, tanah yang mempunyai kadar lempung yang tinggi atau tanah
dengan PI tinggi, membutuhkan kadar kapur yang lebih banyak, untuk berubah
menjadi tidak plastis.pada awal pencampuran tanah dengan kapur, reduksi
plastisitas sangat menonjol. Namun, jika kapur ditambahkan terus, reduksi
plastisitasnya menjadi tidak signifikan. Thompson (1967) memperlihatkan
pengaruh kadar kapur terhadap plastisitas campuran lempung-kapur, seperti yang
ditunjukkan dalam Tabel 2.6.
Sumber : Thompson, 1967
Beberapa penelitian dalam memprediksi nilai kompaksi tanah (berat isi
kering maksimum dan kadar air optimum) telah banyak dikembangkan.
Penelitian-penelitian tersebut menggunakan beberapa parameter geoteknik, seperti
batas plastis (plastic limit), batas cair (liquid limit), specific gravity, energi
kompaksi (compaction energy), analisa distribusi butiran (Grain Size
Distribution) dan klasifikasi tanah. Penelitian untuk mengetahui hubungan antara
parameter kompaksi dilakukan pertama kali oleh Johnson dan Sallberg (1962).
Nilai-nilai tersebut dihubungkan dengan cara regresi linear berdasarkan nilai
indeks properties (Siagian, D.W dan Muis, Z.A., 2013).
Besaran prediksi berat isi kering maksimum (γdmaks) dan kadar air optimum
(wopt) juga dapat dihitung dari model yang disarankan oleh Goswami (Muis, Z.A.,
1998) dengan persamaan sebagai berikut:
Y = m Log G + k (2.6)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
32
dimana:
Y = Berat isi kering maksimum (dmax) dan kadar air optimum (wopt)
m = Kemiringan kurva
X1 = % berat tertahan saringan 4,75 mm
X2 = % berat saringan 4,75 mm dan tertahan saringan 0,075 mm
X3 = % berat saringan lewat 0,075 mm
A, B, C = Konstanta nomor saringan
F = % butiran halus
Konstanta m dan k diperoleh dari grafik hubungan antara Log G dengan
nilai berat isi kering maksimum serta nilai kadar air optimum dari hasil percobaan
di laboratorium. Sedangkan F merupakan % butiran halus yang ditentukan
berdasarkan persen lewat saringan 0,075 mm dan nilai Indeks Plastisitas (IP).
Tabel 2.7 Penentuan Nilai F
% Lewat Saringan 0,075
di Irak dan Amerika, untuk memperoleh persamaan-persamaan parameter
kompaksi yaitu berat isi kering maksimum (Maximum Dry Density=MDD) dan
kadar air optimum (Optimum Mouisture Content=OMC). Al-Khafaji merumuskan
hubungan antara nilai kompaksi dengan nilai batas-batas Atterberg (LL dan PL).
Untuk tanah di Irak,
Untuk tanah di Amerika,
OMC = 0.14LL + 0.54PL (2.10)
Blotz, et.al (1998) dalam Nendi (2010), mencoba untuk memperoleh
persamaan yang diperoleh dari memplot 22 sampel tanah (Tabel 2.8) yang
menyatakan bahwa hubungan linear antara berat isi kering maksimum (γdmax)
dengan energi pemadatan (E). Hasil dari korelasi dinyatakan melalui persamaan
regresi linear sebagai berikut:
MDD= (2.27 log LL – 0.94) Log E – 0.16 LL+ 17.02 (2.11)
OMC = (12.39 – 12.21 log LL) log E + 0.67 LL + 9.21 (2.12)
Walaupun demikian standar deviasi yang dibuat menunjukkan persen
kesalahan yang tinggi. Untuk OMC persen kesalahan maksimum dan minimum
masing-masing adalah 1,11 % dan 1,7 %. Standar untuk OMC adalah 1,03 % .
Sementara untuk MDD, persen kesalahan maksmimum dan minimum masing-
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
sampai 1,2 kN/m 3 dan standar deviasinya adalah 0,94
kN/m 3 . Oleh karena persen kesalahan tersebut beliau mengusulkan agar
persamaan tersebut hanya digunakan bagi tanah yang mempunyai nilai batas cair
17 LL 70.
Sumber : Blotz,1998 dalam Nendi, 2010
Metacalf, J.B dan Romanoschi, S.A. (2008), memprediksi nilai berat isi
kering maksimum dan kadar air optimum dengan menggunakan metode
persaamaan regresi linear dengan persamaan:
MDD (t/m 3 ) = 2,0513 – 0,0513*PL – 0,000016*PM + 0,2901*GR2 (2.13)
R 2
OMC (%) = 9,4169 + 0,0041*PM – 0,3095*GC + 0,3107*PL (2.14)
R 2
GR2 = P0.075/P0.425 (%lolos ayakan diameter 0.075/ % lolos ayakan
diameter 0.425)
GC = Koefisien Gradien = P4.75*(P.26 – P2) / 100
Gambar 2.10. MDD Prediksi vs MDD lab (Metacalf, J.B dan Romanoschi, S.A. (2008)
Gambar 2.11. OMC Prediksi vs OMC lab (Metacalf, J.B dan Romanoschi, S.A. (2008)
Kemudian Ugbe (2012) mengusulkan persamaan dalam memprediksi berat
isi kering maksimum (γd) dan kadar air optimum (wopt) dengan mengunakan nilai
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
36
index properties (persentase butiran halus, batas cair dan berat jenis). Ugbe
mengambil 152 sampel tanah dari Delta Negara Nigeria, kemudian melakukan
pengujian index properties dan menghasilkan statistik data tanah (Tabel 2.9).
Tabel 2.9 Statistik hasil pengujian
Sumber : Ugbe (2012)
pemadatan dikehadiran variabel lain.
optimum) digunakan sebagai dependent variabel sementara persentase butiran
halus, berat jenis padatan danbatas cair digunakan sebagai variabel independent.
Adapun dari hasil regresi Ugbe (2012) diperoleh persamaan sebagai berikut:
MDD = 15.665SG + 1.526LL-4.313F + 2011.960 (2.15)
R 2
OMC = Moisture Content (Kadar air optimum)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Ugbe (2012) menggunakan 3 variabel, sehingga dianggap dapat mewakili
semua data indeks properties tanah. Disamping itu pengujian keakuratan korelasi
yang digunakan Ugbe (2012) memiliki rentang yang cukup besar yakni mencapai
angka 80% untuk MDD dan 90% untuk OMC.
Kemudian Australia Stabilisation Industry Association (AustStab)
melakukan suatu project yang membahas studi lapangan dan pengembangan
desain berbahan campuran yang bertujuan untuk meningkatkan kinerja jangka
panjang dari jalan terbuka melalui stabilisasi bahan subgrade jalan. Ini
menjelaskan desain campuran dan kriteria bahan tambahan pengikat.
Lokasi percobaan yang diusulkan adalah di 4 kota yang berada di barat
daya New South Wales yaitu Kota Griffith, Wombat, Jerilderie dan
Temora.Tujuan dari stabilisasi pada percobaan ini adalah untuk membentuk ikatan
material yang ringan (unbound material) setelah stabilisasi. Hasil yang diperoleh
pada test kebutuhan kapur dilakukan pada awal program mix design laboratorium
untuk memberikan tanda jika kadar minimum atau dasar dari kapur terhidrasi
sebesar 3% cukup untuk stabilisasi jangka panjang.
Tabel berikut menjelaskan tipe binder dan persen bahan tambah yang
dipilih untuk konstruksi pada lokasi percobaan.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
38
Tabel 2.10 Tipe binder dan persen bahan tambah untuk jalan beraspal
Nama Jalan Kota Tipe Binder Persen Aplikasi
Barber Rd Griffith Kapur hidrasi 3%
Woodlands Rd Wombat Semen/slag
PR11L
3%
2%
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yaitu melakukan
pengujian tanah sampel subgrade yang dicampur dengan kapur di Laboratorium
Mekanika Tanah, Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.
3.2 Sampel
dari PT. Perkebunan Nusantara II Kecamatan Patumbak Kabupaten Deli Serdang
Provinsi Sumatera Utara.
Menurut Cohen, et.al, (2007) semakin besar sampel maka semakin baik,
akan tetapi ada jumlah batas minimal yang harus diambil oleh peneliti yaitu
sebanyak 30 sampel. Sebagaimana dikemukakan oleh Baley dalam Mahmud
(2011) yang menyatakan bahwa untuk penelitian yang menggunakan analisis data
statistik maka ukuran sampel minimum adalah 30. Senada dengan pendapat
tersebut, Roscoe dalam Sugiono (2012) menyarankan tentang ukuran sampel
untuk penelitian adalah sebagai berikut:
Ukuran sampel yang layak dalam penelitian adalah antara 30 sampai
dengan 500.
Bila sampel dibagi dalam kategori maka jumlah anggota sampel setiap
kategori minimal 30.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
(korelasi atau regresi ganda misalnya), maka jumlah anggota sampel
minimal 10 kali dari jumlah variabel yang diteliti. Misalnya variable
penelitiannya ada 5 (independen + dependen), maka jumlah anggota
sampel = 10 x 5 = 50
Untuk penelitian eksperimen yang sederhana, yang menggunakan
kelompok eksperimen dan kelompok kontrol, maka jumlah anggota
sampel masing-masing antara 10 s/d 20.
Pada penelitian ini jumlah sampel yang akan diuji adalah sebanyak 30 sampel.
3.3 Tahap Persiapan
Pada tahap ini dipersiapkan material yang akan diuji dan alat pengujian yang akan
digunakan di Laboratorium. Material yang dipersiapkan adalah :
1. Tanah, diambil secara acak dari quarry Patumbak Sumatera Utara, harus
tidak mengandung akar-akar tanaman dan humus. Tanah yang akan
digunakan sebagai sampel harus memiliki persyaratan IP > 10. Oleh
karena itu terlebih dahulu dilakukan permeriksaan Atterberg Limits yang
dilakukan pada tahap ini. Satu sampel bahan uji membutuhkan berat
kurang lebih 11 kg.
2. Kapur, merupakan kapur bubuk (CaO) yang dibeli di toko material,
sebanyak 50 kg dan harus lolos ayakan No.200.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
41
Gambar 3.1 Kanan : Sampel Tanah yang akan diuji ; Kiri : Kapur yang diayak menggunakan
ayakan No.200
3.4 Tahap Pembuatan Benda Uji
Benda uji adalah campuran tanah dengan 3% kapur sebanyak 30 sampel.
3.5 Tahap Pengujian Benda Uji
Pada tahap ini dilakukan pengujian laboratorium yang terdiri dari pengujian
sifat fisik (index properties) meliputi:
1. Water Content Test (ASTM D 2216-92)
2. Sieve Analysis Test (ASTM C 136-95a,AASTHO T-27)
3. Atterberg Limit Test (ASTM D 4318-95,AASTHO T-89 & -90)
4. Specific Gravity Test (ASTM D 854-92, AASTHO T-100)
5. Compaction Test Standar Proctor (AASTHO T 99)
3.6 Tahap Pengolahan Data
Dari hasil pengujian di Laboratorium diperoleh nilai-nilai indeks
properties tanah yang dicampur dengan kadar kapur 3% , juga diperoleh nilai-nilai
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
3.7 Tahap Estimasi Hubungan Parameter Kompaksi dengan Indeks
Properties
pencampuran kapur dilakukan dengan menggunakan model Goswami.
Pada tahap estimasi dengan menggunakan model Goswami data yang
diperlukan adalah persen butiran halus saja. Kemudian masing-masing hasil
estimasi tersebut dapat dikelompokkan berdasarkan nilai klasifikasi tanahnya.
3.8 Tahap Analisa Hasil Estimasi
Menganalisa hasil estimasi dengan model Goswami, dimana persamaan
yang diperoleh menunjukkan hubungan parameter kompaksi dengan nilai fines
(persen butiran halus) saja. Kemudian dilihat tingkat kepercayaan dengan cara
validasi, yakni untuk mendapatkan korelasi positif tingkat kepercayaannya.
Nilai parameter kompaksi estimasi yang diperoleh dengan model
Goswami tersebut kemudian diperbandingkan dengan nilai parameter kompaksi
yang diperoleh dari Laboratorium. Nilai parameter kompaksi estimasi juga
dianalisa berdasarkan klasifikasi tanah yang diperoleh.
Keseluruhan tahapan diatas dapat dilihat pada Bagan Alir pada Gambar 3.2
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Tahap Persiapan
Tahap Pengujian
di Laboratorium
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
laboratorium dan hasil estimasi parameter kompaksi.
4.1.1 Hasil Pengujian Tanah Asli di Laboratorium
Pengujian tanah yang dilakukan di laboratorium bertujuan untuk
menentukan indeks propertis dan parameter kompaksi tanah pada kondisi awal.
Sampel tanah yang diuji sebanyak 3 sampel untuk setiap pengujian agar data
yang diperoleh lebih akurat. Dari pengujian di laboratorium diperoleh hasil
sebagaimana terlihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Indeks Tanah Asli di Laboratorium
Sampel Tanah Asli 1 2 3 Rata-rata
Water content (%) 33,15 33,24 34,46 33,87
Specific Gravity (SG) 2,65 2,65 2,65 2,65
Liquid Limit (LL) (%) 38,26 41,64 40,97 40,29
Plastic Limit (PL) (%) 20,11 22,81 25,73 22,88
Plasticity Index (PI) (%) 18,15 18,83 15,24 17,41
Fines (Passing No.200) (%) 48,19 52,59 50,63 50,39
AASHTO A-6 (5) A 7-6 (7) A 7-6 (5) A-6 (6)
USCS SC ML CL CL
Maximum Dry Density (γdmax)(gr/cm 3 ) 1,529 1,536 1,523 1,529
Optimum Moisture Content (Wopt) (%) 21,95 21,61 21,15 21,57
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Hasil pengujian Indeks Propertis di laboratorium terhadap tanah yang
dicampur dengan 3% kapur dapat dilihat pada Tabel 4.2 dan Tabel 4.3.
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Atterberg Limit
No. LL (%) PL (%) IP (%)
1 37,19 25,33 11,86
2 35,52 24,69 10,83
3 37,17 24,12 13,05
4 35,55 24,71 10,84
5 34,27 24,37 9,90
6 35,86 24,77 11,09
7 34,30 24,23 10,07
8 30,44 24,39 6,05
9 34,23 23,25 10,98
10 36,06 24,05 12,01
11 34,72 24,41 10,31
12 36,72 23,50 13,22
13 34,27 24,04 10,23
14 32,83 22,28 10,55
15 32,24 22,41 9,83
16 33,10 22,86 10,24
17 40,90 26,52 14,38
18 34,02 22,56 11,46
19 34,50 21,68 12,82
20 39,25 23,27 15,98
21 33,40 24,30 9,10
22 33,95 22,43 11,52
23 33,21 23,18 10,03
24 35,16 22,59 12,57
25 32,89 22,40 10,49
26 33,16 22,27 10,89
27 34,05 23,74 10,31
28 33,33 22,42 10,91
29 38,78 22,42 16,36
30 34,32 24,18 10,14
Sedangkan hasil pengujian kompaksi di laboratorium terhadap tanah yang
dicampur dengan 3% kapur dapat dilihat pada Tabel 4.4. Rangkuman hasil
keseluruhan pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.5.
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kompaksi
No. γmax(gr/cm 3 ) wopt (%) No. γmax(gr/cm
3 ) wopt (%)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
No. Sampel LL (%) PL (%) PI (%) FINES (%) γmax (gr/cm 3 ) wopt (%)
1 1 37,19 25,33 11,86 49,52 1,415 24,02
2 2 35,52 24,69 10,83 52,29 1,423 24,21
3 3 37,17 24,12 13,05 54,23 1,332 25,16
4 4 35,55 24,71 10,84 53,44 1,349 25,51
5 5 34,27 24,37 9,90 53,10 1,356 25,53
6 6 35,86 24,77 11,09 52,25 1,373 25,32
7 7 34,30 24,23 10,07 47,99 1,402 24,92
8 8 30,44 24,39 6,05 46,65 1,412 23,97
9 9 34,23 23,25 10,98 48,38 1,404 24,71
10 10 36,06 24,05 12,01 53,13 1,387 25,94
11 11 34,72 24,41 10,31 56,06 1,428 23,43
12 12 36,72 23,50 13,22 55,07 1,421 24,53
13 13 34,27 24,04 10,23 54,92 1,422 24,38
14 14 32,83 22,28 10,55 53,27 1,383 25,16
15 15 32,24 22,41 9,83 55,06 1,370 25,15
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
No. Sampel LL (%) PL (%) PI (%) FINES (%) γmax (gr/cm 3 ) wopt (%)
16 16 33,10 22,86 10,24 52,24 1,396 25,69
17 17 40,90 26,52 14,38 50,61 1,416 24,66
18 18 34,02 22,56 11,46 56,45 1,410 24,66
19 19 34,50 21,68 12,82 56,65 1,437 24,61
20 20 39,25 23,27 15,98 56,09 1,412 24,67
21 21 33,40 24,30 9,10 52,65 1,306 25,69
22 22 33,95 22,43 11,52 55,67 1,436 24,63
23 23 33,21 23,18 10,03 51,37 1,393 25,09
24 24 35,16 22,59 12,57 50,88 1,394 25,04
25 25 32,89 22,40 10,49 56,36 1,428 24,53
26 26 33,16 22,27 10,89 55,61 1,334 15,46
27 27 34,05 23,74 10,31 53,51 1,392 25,20
28 28 33,33 22,42 10,91 58,82 1,435 23,69
29 29 38,78 22,42 16,36 52,52 1,367 25,34
30 30 34,32 24,18 10,14 56,12 1,377 25,19
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Propertis
Berdasarkan grafik hubungan Berat Isi Kering Maksimum laboratorium
dengan Log G diperoleh konstanta m dan k untuk persamaan Goswami (Pers 2.6).
Dari Gambar 4.1 diperoleh nilai m = -0,1686 dan nilai k = 1,8434.
Gambar 4.1 Hubungan Berat Isi Kering Maksimum (γdmaks) dengan Log G
Begitu pula untuk hubungan Kadar Air Optimum laboratorium dengan Log
G diperoleh konstanta m = 2,9178 dan k = 17,086 sebagaimana terlihat pada
Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Hubungan Kadar Air Optimum (wopt) dengan Log G
y = -0,1686x + 1,8434
γd m
w o
p t (%
Sebagaimana diketahui besaran nilai G merupakan konstanta gradasi yang
dipengaruhi oleh besaran nilai fines (F) dan % berat tertahan pada saringan
tertentu. Besaran nilai F diambil = 1 karena semua sampel memiliki nilai indeks
plastisitas (IP) > 10% dan % lewat saringan 0,075 mm diantara 41-60.
Kemudian, nilai m dan k serta nilai parameter kompaksi laboratorium
digunakan pada persamaan model Goswami untuk memperoleh Berat Isi Kering
Maksimum estimasi (γdmax # ) sebagaimana terlihat pada Tabel 4.6 dan Kadar Air
Optimum Estimasi (wopt # ) sebagaimana terlihat pada Tabel 4.7.
Selanjutnya dapat ditentukan jenis tanah sampel, dimana menurut
klasifikasi AASTHO tanah termasuk golongan A4, A6 dan A7 dan menurut
Klasifikasi USCS tanah termasuk golongan SL, ML dan CL.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
NO X1 X2 X3 G Log G γdmaks(gr/cm 3 ) γdmax
# (gr/cm
3 )
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
NO X1 X2 X3 G Log G wopt (%) wopt # (%)
1 0,00 100,96 99,04 501,988 2,70 24,02 25,84
2 0,00 95,42 104,58 476,089 2,68 24,21 25,78
3 0,00 91,54 108,46 457,950 2,66 25,16 25,73
4 0,00 93,12 106,88 465,336 2,67 25,51 25,75
5 0,00 93,8 106,2 468,515 2,67 25,53 25,76
6 0,00 95,5 104,5 476,463 2,68 25,32 25,78
7 0,00 104,02 95,98 516,294 2,71 24,92 25,88
8 0,00 106,7 93,3 528,823 2,72 23,97 25,91
9 0,00 103,24 96,76 512,647 2,71 24,71 25,87
10 0,00 93,74 106,26 468,235 2,67 25,94 25,76
11 0,00 87,88 112,12 440,839 2,64 23,43 25,68
12 0,00 89,86 110,14 450,096 2,65 24,53 25,71
13 0,00 90,16 109,84 451,498 2,66 24,38 25,71
14 0,00 93,46 106,54 466,926 2,67 25,16 25,75
15 0,00 89,88 110,12 450,189 2,65 25,15 25,71
16 0,00 95,52 104,48 476,556 2,68 25,69 25,78
17 0,00 98,78 101,22 491,797 2,69 24,66 25,82
18 0,00 87,1 112,9 437,193 2,64 24,66 25,67
19 0,00 86,7 113,3 435,323 2,64 24,61 25,66
20 0,00 87,82 112,18 440,559 2,64 24,67 25,68
21 0,00 94,7 105,3 472,723 2,68 25,69 25,77
22 0,00 88,66 111,34 444,486 2,65 24,63 25,69
23 0,00 97,26 102,74 484,691 2,69 25,09 25,80
24 0,00 98,24 101,76 489,272 2,69 25,04 25,81
25 0,00 87,28 112,72 438,034 2,64 24,53 25,67
26 0,00 88,78 111,22 445,047 2,65 25,46 25,69
27 0,00 92,98 107,02 464,682 2,67 25,20 25,75
28 0,00 82,36 117,64 415,033 2,62 23,69 25,60
29 0,00 94,96 105,04 473,938 2,68 25,34 25,77
30 0,00 87,76 112,24 440,278 2,64 25,19 25,68
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Tabel 4.8 Hasil Estimasi Parameter Kompaksi Model Goswami
No Sampel AASHTO USCS LL(%) PL(%) PI(%) FINES(%) γdmax(gr/cm 3 ) γdmax
# (gr/cm
3 )
# (%)
1 1 A-6 (3) SM 37,19 25,33 11,86 49,52 1,415 1,388 24,02 25,84
2 2 A-6 (3) ML 35,52 24,69 10,83 52,29 1,423 1,392 24,21 25,78
3 3 A-6 (5) CL 37,17 24,12 13,05 54,23 1,332 1,395 25,16 25,73
4 4 A-6 (4) ML 35,55 24,71 10,84 53,44 1,349 1,394 25,51 25,75
5 5 A-4 (3) ML 34,27 24,37 9,90 53,10 1,356 1,393 25,53 25,76
6 6 A-6 (3) ML 35,86 24,77 11,09 52,25 1,373 1,392 25,32 25,78
7 7 A-4 (2) SM 34,30 24,23 10,07 47,99 1,402 1,386 24,92 25,88
8 8 A-4 (1) SM 30,44 24,39 6,05 46,65 1,412 1,384 23,97 25,91
9 9 A-6 (3) SC 34,23 23,25 10,98 48,38 1,404 1,387 24,71 25,87
10 10 A-6 (4) CL 36,06 24,05 12,01 53,13 1,387 1,393 25,94 25,76
11 11 A-4 (4) ML 34,72 24,41 10,31 56,06 1,428 1,398 23,43 25,68
12 12 A-6 (5) CL 36,72 23,50 13,22 55,07 1,421 1,396 24,53 25,71
13 13 A-4 (4) ML 34,27 24,04 10,23 54,92 1,422 1,396 24,38 25,71
14 14 A-6 (3) CL 32,83 22,28 10,55 53,27 1,383 1,393 25,16 25,75
15 15 A-4 (3) CL 32,24 22,41 9,83 55,06 1,370 1,396 25,15 25,71
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
No Sampel AASHTO USCS LL(%) PL(%) PI(%) FINES(%) γdmax(gr/cm 3 )
γdmax # (gr/cm
wopt(%) wopt # (%)
16 16 A-4 (3) CL 33,10 22,86 10,24 52,24 1,396 1,392 25,69 25,78
17 17 A7-6 (5) ML 40,90 26,52 14,38 50,61 1,416 1,390 24,66 25,82
18 18 A-6 (4) CL 34,02 22,56 11,46 56,45 1,410 1,398 24,66 25,67
19 19 A-6 (5) CL 34,50 21,68 12,82 56,65 1,437 1,399 24,61 25,66
20 20 A-6 (7) CL 39,25 23,27 15,98 56,09 1,412 1,398 24,67 25,68
21 21 A-4 (3) ML 33,40 24,30 9,10 52,65 1,306 1,393 25,69 25,77
22 22 A-6 (4) CL 33,95 22,43 11,52 55,67 1,436 1,397 24,63 25,69
23 23 A-4 (3) CL 33,21 23,18 10,03 51,37 1,393 1,391 25,09 25,80
24 24 A-6 (4) CL 35,16 22,59 12,57 50,88 1,394 1,390 25,04 25,81
25 25 A-4 (4) CL 32,89 22,40 10,49 56,36 1,428 1,398 24,53 25,67
26 26 A-6 (4) CL 33,16 22,27 10,89 55,61 1,334 1,397 15,46 25,69
27 27 A-4 (3) CL 34,05 23,74 10,31 53,51 1,392 1,394 25,20 25,75
28 28 A-6 (4) CL 33,33 22,42 10,91 58,82 1,435 1,402 23,69 25,60
29 29 A-6 (6) CL 38,78 22,42 16,36 52,52 1,367 1,392 25,34 25,77
30 30 A-4 (4) ML 34,32 24,18 10,14 56,12 1,377 1,398 25,19 25,68
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Pengujian rentang kepercayaan dapat dilakukan dengan menghitung
koefisien korelasi berdasarkan distribusi data untuk menguji hipotesa Ho : u = 0
lawan H1 : u ≠ 0. Dari hasil uji rentang kepercayaan untuk kedua parameter
kompaksi estimasi diketahui sebagai berikut :
a) Nilai berat isi kering maksimum estimasi (γdmax # ) model Goswami
berdasarkan data Tabel 4.8 untuk rentang kepercayaan 95% diperoleh
korelasi positif yang nyata dengan Berat Isi Kering Maksimum (γdmax)
laboratorium. Ho ditolak dan H1 diterima, t hitung > t tabel atau nilai
signifikansi <0,05. Rentang kepercayaan 95% diperoleh dari 100%-95% =
5% (=0,05). Nilai signifikansi yang didapat sebesar 0,002 pada tingkat
signifikansi 0,05 sehingga dapat disimpulkan bahwa 0,002 < 0,05 maka
H1 diterima. Untuk melihat hubungan berat isi kering laboratorium (γdmax)
dengan berat isi kering maksimum estimasi (γdmax # ) dapat dilihat pada
Gambar 4.3.
Tabel 4.9 Perhitungan t hitung dan t tabel berat isi kering Model Goswami
Klasifikasi A4, A-6 dan A-7
Koefisien Korelasi 0,306
t hitung 3,514
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 4.3.
Hubungan berat isi kering laboratorium (d) dengan berat isi kering estimasi model Goswami (d # )
b) Nilai kadar air optimum estimasi(wopt # ) model Goswami berdasarkan data
Tabel 4.8 diperoleh rentang kepercayaan 95% didapat korelasi positif yang
nyata dengan Kadar Air Optimum (Wopt) hasil laboratorium. Ho ditolak
dan H1 diterima, t hitung > t tabel atau nilai signifikansi <0,05. Rentang
kepercayaan 95% diperoleh dari 100%-95% = 5% (=0,05). Nilai
signifikansi yang didapat sebesar 0,005 pada tingkat signifikansi 0,05
sehingga dapat disimpulkan bahwa 0,005 < 0,05 maka H1 diterima. Untuk
melihat hubungan kadar air optimum laboratorium (wopt) dengan kadar air
optimum estimasi (wopt # ) dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Tabel 4.10 Perhitungan t hitung dan t tabel kadar air optimum Model Goswami
Klasifikasi A-4, A-6 dan A-7
Koefisien Korelasi 0,252
t hitung 3,068
1,380
1,385
1,390
1,395
1,400
1,405
1,28 1,3 1,32 1,34 1,36 1,38 1,4 1,42 1,44 1,46
d (g
Gambar 4.4.
Hubungan kadar air optimum laboratorium (wopt ) dengan kadar air optimum estimasi (wopt # )
4.2 Analisa
kapur sebanyak 3% mengakibatkan perubahan indeks propertis tanah, yaitu
penurunan indeks plastisitas (IP) sebesar 17,41% menjadi 10,27%, penurunan
Batas Cair (LL) dari 40,29% menjadi 34,85%, dan penurunan nilai Berat Isi
Kering Maksimum dari 1,529gr/cm 3 menjadi 1,394gr/cm3. Kebalikannya, Batas
Plastis (PL) meningkat dari 22,88% menjadi 23,56%, persen butiran halus
meningkat dari 50,39% menjadi 53,36% dan Kadar Air Optimum meningkat dari
21,57% menjadi 24,87%. Hal ini membuktikan pernyataan Neubauer dan
Thomson (1972) serta penelitian Australia Stabilisation Pavement Recycling And
Stabilisation Association memiliki hasil yang sama. Pengaruh penambahan 3%
kapur terhadap nilai indeks plastisitas dapat dilihat pada Gambar 4.5 dan pengaruh
terhadap parameter kompaksi dapat dilihat pada Gambar 4.6.
25,55
25,60
25,65
25,70
25,75
25,80
25,85
25,90
25,95
w o
p t(
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 4.5 Pengaruh penambahan kapur terhadap nilai Indeks Plastisitas(IP) tanah
Gambar 4.6 Pengaruh penambahan kapur terhadap parameter kompaksi tanah
Dari hasil penelitian juga didapat tingkat akuransi untuk rentang
kepercayaan 95% terhadap model Goswami memberikan hasil korelasi positif
yang nyata, namun model ini hanya digunakan pada tanah untuk tanah golongan
A-4, A-6, dan A-7 atau SL, ML dan CL dan untuk penambahan kapur 3% saja.
Kemudian, untuk hasil estimasi menggunakan model Goswami dengan hasil
penelitian terkait diperoleh hasil yang cukup relatif sama dan tidak jauh beda.
Hanya dalam penelitian terkait melakukan pengujian dengan nilai Atterberg Limit
0 2 4 6 8
10 12 14 16 18 20
IP (%
) IP
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
γd (
dan persen butiran halus (Fines), sedangkan dalam penelitian ini hanya
menggunakan nilai persen butiran halus (Fines). Berikut ini adalah metode-
metode yang digunakan dalam penelitian terkait:
Penelitian Al-Khafaji (1993) melakukan pengujian yntuk memprediksi
nilai kompaksi dengan nilai pemadatan. Dimana metode yang dihasilkan
yaitu:
Penelitian B Metacalf et.al (2008) melakukan pengujian untuk
memprediksi nilai kompaksi dengan nilai batas plastis, dan modulus
plastis. Dimana metode yang dihasilkan metode yang dihasilkan yaitu:
MDD (t/m 3 ) = 2,0513 – 0,0513*PL – 0,000016*PM + 0,2901*GR2
R 2
OMC (%) = 9,4169 + 0,0041*PM – 0,3095*GC + 0,3107*PL
R 2
= 0,78; Standard Error = 2,46 (%)
Dalam penelitian ini R 2 adalah sebagai acuan tingkat kepercayaan dimana
MDD menghasilkan nilai R 2 0,81 dan OMC menghasilkan nilai R
2 0,78.
Penelitian Blotz, et.al (1998) melakukan pengujian untuk memprediksi
nilai kompaksi dengan nilai pemadatan. Dimana metode yang dihasilkan
yaitu:
MDD= (2.27 log LL – 0.94) Log E – 0.16 LL+ 17.02
OMC = (12.39 – 12.21 log LL) log E + 0.67 LL + 9.21
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
60
Metode ini hanya digunakan pada tanah pada nilai Plastic Limit 17 dan
Liquid Limit 70.
Penelitian Ugbe (2012) melakukan pengujian untuk memprediksi nilai
kompaksi dengan nilai persentase butiran halus, batas cair dan berat jenis.
Dimana metode yang dihasilkan metode yang dihasilkan yaitu:
MDD = 15.665SG + 1.526LL-4.313F + 2011.960
Penelitian yang digunakan Ugbe (2012) memiliki range yang cukup besar
yakni mencapai angka 80% untuk MDD dan 90% untuk OMC.
Dari hubungan diatas dapat disimpulkan indeks properties sangat
signifikan dapat mempengaruhi parameter kompaksi. Guerrero (2001)
mangatakan bahwa jenis tanah dalam bentuk distribusi ukuran butiran, bentuk dari
butiran, persentase dari butiran halus, memberikan pengaruh yang besar terhadap
parameter kompaksi.
adanya sebuah metode yang mudah dalam memprediksi nilai parameter kompaksi
(berat isi kering maksimum dan kadar air optimum). Analisa hubungan tersebut
dapat berupa sebuah regresi linier atau hubungan berupa kurva kompaksi. Dengan
itu penelitian-penelitian ini sangat signifikan dan sangat berguna untuk keperluan
proyek jalan.
menghasilkan nilai kompaksi, sedangkan untuk model Goswami hanya
menggunakan satu variable yaitu persen butiran halus (Fines). Jelas terlihat dalam
penelitian terkait dengan pengujian model Goswami memiliki tujuan yang sama,
namun dalam efisiensi waktu pengujian dengan model Goswami adalah pengujian
tercepat dibanding penelitian terkait. Namun, akurasi penelitian ini adalah sangat
tergantung kepada kualitas data serta jumlah data yang diambil.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Dari hasil analisa berdasarkan hubungan antara berat isi kering maksimum
(γdmax) dan kadar air optimum (wopt) dengan nilai klasifikasi tanah (persen butiran
halus) yang distabilisasi dengan 3 % kapur diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Nilai kadar air optimum, batas plastis, dan persen butiran halus meningkat
setelah ditambahkan kapur sedangkan nilai berat isi kering maksimum,
batas cair, dan indeks plastisitas menurun setelah ditambahkan 3 % kapur.
2. Estimasi dengan Model Goswami menunjukkan hubungan Log G dengan
berat isi kering maksimum (γdmax) menghasilkan konstanta m dan k, yaitu
m = -0,1686 dan k = 1,8434.
3. Estimasi dengan Model Goswami menunjukkan hubungan Log G dengan
kadar air optimum (wopt) menghasilkan konstanta m dan k, yaitu m =
2,9178 dan k = 17,086.
4. Estimasi dengan Model Goswami jelas terlihat lebih mudah dan lebih
efektif karena hanya membutuhkan nilai persen butiran halus (Fines).
5. Berdasarkan nilai klasifikasi diperoleh jenis tanah A4, A6 dan A7.
6. Dari hubungan berat isi kering maksimum (γdmax) dengan berat isi kering
maksimum estimasi (γdmax*) memberikan korelasi positif yang nyata untuk
rentang kepercayaan 95%.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
63
7. Dari hubungan kadar air optimum (wopt) dengan kadar air optimum
estimasi (wopt*) memberikan korelasi positif yang nyata untuk rentang
kepercayaan 95%.
8. Berat isi kering maksimum (γdmax) dan kadar air optimum (wopt) memiliki
hubungan yang signifikan terhadadap persen butiran halus (Fines).
5.2 Saran
1. Nilai korelasi dapat ditingkatkan dengan cara menambah jumlah data yang
akan diteliti dan mewakili kondisi yang sebenarnya dilapangan.
2. Bahan stabilisasi tanah dicoba menggunakan aspal, fly ash atau bahan-
bahan additive lainnya.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Bowles, J.E., 1993. Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis, Edisi Kedua, Erlangga,
Jakarta.
ASTM D-2216. 1992. Standard Test Method for Laboratory Determination of
Water (Moisture) Content of Soil and Rock by Mass.
ASTM D-854. 1992. Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by
Water Pycnometer.
ASTM D-4318. 1995. Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and
Plasticity Index of Soils.
ASTM C-136-95A. 1995. Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and
Coarse Aggregates.
Laboratory Investigation report for the insitu stabilisation of unsealed
road trials using lime, cementious, and poyimers binders.
Nendi, A.M. 2010. Korelasi Antara Hasil Ujian Mampatan Dengan Had
Atterberg. Skripsi Sarjana. Fakultas Teknik Sipil. Universitas Teknologi
Malaysia.
Kamarudin, F.B. 2005. Estimation Of Soil Compaction Parameter Based On
Atterberg Limits. Skripsi Sarjana. Fakultas Teknik Sipil. Universitas
Teknologi Malaysia.
Matcalf, J.B., dan Romanoschi, S.A. 2007. Prediction Od Maximum Dry Density
And Optimum Moisture Content From Simple Material Properties.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
65
Muis, Z.A., dan Siagian D. 2013. Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Bahan
Subgrade Berdasarkan Nilai Index Properties Pada Proyek Jalan Raya.
Teknik Sipil USU.
Muis, Z.A., 1998. Penentuan Berat Isi Kering Maksimium Bahan Aggeragat Base
Berdasarkan Data Klasifikasi Tanah Pada Proyek Jalan Raya. Teknik
Sipil USU.
Terzaghi, K and Peck,R.B. 1967. Soil Mechanics in Engineering Practice: John
Willey, New York.
Lempung Di Daerah Martajasah Bangkalan Terhadap Nilai California
Bearing Ratio (Cbr) Test. Teknik Sipil Universitas Negeri Surabaya.
Hardiyatmo, Hari Chrisdaty. 2010. Stabilisasi Tanah Untuk Perkerasaan jalan
Raya. UGM Press. Yogjakarta.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA