tugas akhir - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/31584/1/5113412017.pdf · mengganti lapis permukaan...
Post on 14-Sep-2019
17 Views
Preview:
TRANSCRIPT
i
TUGAS AKHIR
REDESIGN RIGID PAVEMENT DI RUAS
JL. KOLONEL HR HARDIJANTO KELURAHAN SUKOREJO
KECAMATAN GUNUNGPATI KOTA SEMARANG BERDASARKAN
EVALUASI TERHADAP DAYA DUKUNG TANAH
Tugas Akhir
diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil
Oleh
Brillian Nisa NIM. 5113412017
Firda Oktika UN NIM. 5113412033
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2017
iv
v
vi
vii
MOTTO 1. Sesungguhnya Allah tak akan mengubah keadaan suatu kaum sebelum mereka
mengubah keadaan diri mereka sendiri (QS. Ar-Ra’d:11)
2. Berdo’alah yakin terkabul. Ketahuilah bahwasanya Allah tidak mengabulkan
do’a dari hati yang lalai dan bersenda gurau (HR. Tirmidzi 3479)
3. Ridha Allah bergantung pada ridha orang tua dan murka Allah bergantung pada
murka orang tua (HR.Tirmidzi)
4. “Education is our passport to the future, for tomorrow belongs to the people
who prepare for it today.” –Malcolm X
5. “If you can dream it, you can do it.” –Walt Disney
PERSEMBAHAN DARI FIRDA OKTIKA UN
1. Untuk Mamah, Bapak, dan Mas Iqbal yang aku cintai.
2. Untuk Ibu Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc. dan Bapak Untoro
Nugroho, S.T., M.T. yang sudah membimbing dalam Tugas Akhir ini.
3. Untuk Bapak dan Ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri Semarang.
4. Untuk Gamananta 2012, dan Mahasiswa Teknik Sipil Universitas Negeri
Semarang.
5. Untuk Brillian Nisa, Firda Rahma, Mas Acing, Annisa Dian, Mas Wawan,
Theo, dan Ronni yang sudah membantu dan memberi semangat dalam proses
Tugas Akhir ini.
6. Untuk Almamaterku tercinta Universitas Negeri Semarang.
PERSEMBAHAN DARI BRILLIAN NISA
1. Kepada kedua orang tuaku, Bapak Supranyoto dan Ibu Nita Shobah serta
kakakku Guruh Wicaksono dan Siti Khoirun Ulin Ni’matun Saroh yang telah
memberikan do’a, dukungan serta motivasi baik secara moril maupun materil.
2. Kepada dosen pembimbing, Ibu Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc.
dan Bapak Untoro Nugroho, S.T., M.T. yang telah memberikan saran dan
masukan kepada kami terhadap Tugas Akhir ini.
viii
3. Kepada Bapak dan Ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri
Semarang.
4. Kepada Firda Oktika selaku partner Tugas Akhir ini, terima kasih atas
dukungan, kerja sama dan kesabarannya kepada saya.
5. Kepada Gamananta 2012 khususnya Firda Rahmawati Putri, Annisa Dian
Permata, Mas Acing, Mas Wawan, Ronny Kurniawan, M. Yusuf Habibie,
Theodorus Pandu yang sudah membantu dan memberi semangat dalam proses
Tugas Akhir ini.
7. Kepada GBC, Muhammad Thariq, Daniel Alvin Chaidir, Dyah Yunita
Pangesti, Heru Chahyono, Tri Sasongko Maulana Putra, yang selalu
mendukung dalam keadaan apapun dan memberi semangat dalam proses Tugas
Akhir ini.
8. Kepada Almamater saya Universitas Negeri Semarang.
ix
ABSTRAK
Brillian Nisa, Firda Oktika U.N. 2017. “Redesign Rigid Pavement di
Ruas Jl. Kolonel HR Hardijanto Kelurahan Sukorejo Kecamatan Gunungpati Kota
Semarang berdasarkan Evaluasi pada Daya Dukung Tanah”. Tugas Akhir Jurusan
Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang. Dosen Pembimbing
I : Dr. Rini Kusumawardani S.T., M.T., M.Sc., Dosen Pembimbing II : Untoro
Nugroho, S.T., M.T. Setiap tahunnya kondisi pada ruas Jl. Kolonel HR.
Hardijanto Gunungpati Kota Semarang mengalami kerusakan. Melihat dari fungsi
ruas Jl. Kolonel HR Hardijanto Gunungpati Kota Semarang yang strategis, maka
perlu dilakukan pemeliharaan dan peningkatan, salah satunya adalah dengan
mengganti lapis permukaan jalan dengan perkerasan kaku. Tujuan dari evaluasi
yang dilakukan berdasarkan daya dukung tanah dasar yaitu untuk memberikan
solusi mengenai penanganan masalah kerusakan jalan pada ruas Jl. Kolonel HR
Hardijanto Gunungpati Kota Semarang.
Metode penelitian yang digunakan dalam Tugas Akhir ini meliputi
pengujian lapangan dan pengujian laboratorium. Pengujian di lapangan meliputi
uji Dynamic Cone Penetrometer, Soil Density Gauge, dan pengujian kepadatan
lapangan di laboratotium meliputi uji fisik tanah dan mekanis tanah. Tanah yang
digunakan dalam penelitian Tugas Akhir ini diambil dari lapangan, dan pada
penelitian Tugas Akhir ini di campur dengan variasi presentase pasir Muntilan dan
Semen Gresik. Pengujian Direct Shear Test dan California Bearing Ratio Test menggunakan komposisi presentase 50% lempung dengan 50% pasir, 0% semen;
25% pasir, 25% semen; 20% pasir, 30% semen; 10% pasir, 40% semen; 0% pasir,
50% semen; 30% pasir 20% semen; dan yang terakhir 40% pasir, 10% semen.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa V3 (variasi 3) komposisi campuran
50% lempung dengan 20% pasir dan 30% semen sudah mampu meningkatkan
nilai daya dukung tanah dasar (subgrade). Nilai daya dukung tanah yang
diperoleh dari pengujian laboratorium sudah lebih besar yaitu sebesar 8,32
daripada nilai daya dukung tanah eksisting yaitu sebesar 4,89. Selain stabilisasi
tanah dasar dengan semen, solusi yang dilakukan adalah dengan merubah lapis
permukaan jalan yang dulunya flexible pavement menjadi rigid pavement. Design rigid pavement yang dilakukan menggunakan metode Bina Marga tahun 2002 dan
metode AASHTO tahun 1993 didapatkan hasil tebal beton sebesar 200 mm.
Kata kunci : Daya dukung tanah, rigid pavement, subgrade jalan.
x
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT dan
mengharapkan ridho yang telah melimpahkan rahmat-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir yang berjudul Redesign Rigid Pavement di Ruas Jl.
Kolonel HR Hardijatno Kelurahan Sukorejo Kecamatan Gunungpati Kota
Semarang berdasarkan Evaluasi terhadap Daya Dukung Tanah. Tugas akhir ini
disusun sebagai salah satu persyaratan meraih gelar Sarjana Teknik pada Program
studi S1 Teknik Sipil Universitas Negeri Semarang. Shalawat dan salam
disampaikan kepada junjungan alam Nabi Muhammad SAW, mudah-mudahan
kita semua mendapatkan safaatNya di yaumil akhir nanti, Amin.
Penelitian ini diangkat sebagai upaya untuk mengevaluasi jalan rigid
pavement berdasarkan daya dukung tanah di kota Semarang. Penyelesaian tugas
akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan
ini penulis menyempaikan ucapan terima kasih serta penghargaan kepada:
1. Prof. Dr. Fathur Rokhman, M. Hum, Rektor Universitas Negeri Semarang atas
kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menempuh studi di
Universitas Negeri Semarang.
2. Dr. Nur Qudus, M.T., Dekan Fakultas Teknik.
3. Dra. Sri Handayani, M.Pd., Ketua Jurusan Teknik Sipil.
4. Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc., Ketua program studi Teknik Sipil
yang telah memberi bimbingan dengan menerima kehadiran penulis setiap saat
disertai kesabaran, ketelitian, masukan-masukan yang berharga untuk
menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc., dan Untoro Nugroho, S.T., M.T.
Pembimbing yang penuh perhatian dan atas perkenaan memberi bimbingan dan
dapat dihubungi sewaktu-waktu disertai kemudahan dalam memberikan bahan
dan menunjukkan sumber-sumber yang relevan sangat membantu penulisan
tugas akhir ini.
6. Mego Purnomo, S.T., M.T., sebagai Penguji I yang telah memberi masukan
yang sangat berharga berupa saran, ralat, perbaikan, pernyataan, komentar,
tanggapan, menambah bobot dan kualitas tugas akhir ini.
xi
7. Semua dosen Teknik Sipil Fakultas Teknik Unnes yang telah memberi bekal
pengetahuan yang berharga.
8. Berbagai pihak yang yang telah memberi bantuan untuk tugas akhir ini yang
tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi
pembaca dan sebagai bekal untuk pengembangan di masa mendatang.
Semarang,
Penulis,
xii
DAFTAR ISI
SAMPUL / COVER ..................................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................................ ii
LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................... iii
LEMBAR KEASLIAN KARYA ILMIAH ................................................................ iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ............................................................................... v
ABSTRAK .................................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR .................................................................................................. viii
DAFTAR ISI .................................................................................................................. x
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... xv
DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xvii
BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ...................................................................................................... 1
1.2 Identifikasi Masalah .............................................................................................. 2
1.3 Pembatasan Masalah ............................................................................................. 3
1.4 Perumusan Masalah .............................................................................................. 4
1.5 Tujuan Penelitian .................................................................................................. 4
1.6 Manfaat Penelitian ................................................................................................ 5
1.6.1 Kepentingan Teoritis .................................................................................. 5
1.6.2 Kepentingan Praktis .................................................................................... 5
1.7 Hipotesis ................................................................................................................ 5
BAB 2 PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI .......................................................... 6
2.1 Perkerasan Jalan .................................................................................................... 6
2.2 Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) ...................................................................... 7
xiii
2.3 Perencanaan Tebal Perkerasan .............................................................................. 10
2.3.1 Cara Bina Marga Tahun 2002 .................................................................... 10
2.3.2 Cara AASHTO ........................................................................................... 11
2.4 Bagan Alir Prosedur Perencanaan Tebal Perkerasan ............................................ 13
2.5 Kajian Lokasi ........................................................................................................ 14
2.5.1 Jenis Pekerasan ........................................................................................... 14
2.5.2 Kondisi Pekerasan ...................................................................................... 14
2.6 Jenis Perkerasan Pada Perkerasan Jalan Kaku ...................................................... 15
2.6.1 Deformasi ................................................................................................... 15
2.6.2 Retak ........................................................................................................... 16
2.6.3 Kerusakan Pengisian Sambungan ............................................................... 17
2.6.4 Rompal......................................................................................................... 17
2.6.5 Kerusakan Bagian Tepi Slab ...................................................................... 18
2.6.6 Kerusakan Tekstur Permukaan ................................................................... 18
2.6.7 Berlubang..................................................................................................... 18
2.6.8 Ketidakcukupan Drainase Permukaan Perkerasan ..................................... 19
2.7 Bagian-Bagian Pada Konstruksi Perkerasan Jalan ................................................ 19
2.7.1 Lapis Permukaan ........................................................................................ 19
2.7.2 Lapis Pondasi Atas ..................................................................................... 19
2.7.3 Lapis Pondasi Bawah .................................................................................. 20
2.7.4 Lapis Tanah Dasar ...................................................................................... 20
2.8 Tanah Dasar .......................................................................................................... 21
2.9 Faktor-Faktor Yang Berpengaruh Pada Tanah Dasar ........................................... 22
2.9.1 Pengaruh Beban Roda ................................................................................ 22
2.9.2 Pengaruh Daya Dukung Tanah Dasar ........................................................ 24
xiv
2.10 Tanah Asli Sebagai Tanah Dasar .......................................................................... 24
2.11 Stabilisasi Tanah Dasar ......................................................................................... 25
2.11.1 Stabilisasi Tanah Dasar Dengan Semen ..................................................... 25
2.12 Kepadatan dan Daya Dukung Tanah Dasar .......................................................... 25
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ..................................................................... 27
3.1 Lokasi Studi Kasus ................................................................................................ 27
3.2 Tahap Persiapan .................................................................................................... 27
3.3 Metodologi Penelitian ........................................................................................... 28
3.3.1 Data Primer ................................................................................................. 28
3.3.2 Data Sekunder ............................................................................................. 29
3.4 Pengujian Awal ..................................................................................................... 30
3.4.1 Pengujian Lapangan ................................................................................... 30
3.4.2 Pengujian Laboratorium ............................................................................. 31
3.5 Analisis Pengolahan Data ..................................................................................... 40
3.6 Cara Analisis ......................................................................................................... 41
3.7 Alur Analisis ......................................................................................................... 41
BAB 4 ANALISIS DAN PENGOLAHAN DATA ..................................................... 43
4.1 Pengujian Awal ..................................................................................................... 43
4.1.1 Kondisi Tata Guna Lahan ........................................................................... 43
4.1.2 Kondisi Jalan .............................................................................................. 44
4.1.2.1 Geometri Jalan .............................................................................. 44
4.1.2.2 Klasifikasi Kelas dan Fungsi Jalan ............................................... 44
4.1.2.3 Kondisi Perkerasan ........................................................................ 45
4.1.2.4 Kondisi LHR ................................................................................. 45
4.1.3 Kondisi Daya Dukung Tanah ..................................................................... 46
xv
4.1.4 Kondisi Awal Tanah Dasar ......................................................................... 49
4.2 Pengujian Properties Tanah ................................................................................... 49
4.2.1 Data Pengujian Sifat Fisik Tanah ............................................................... 49
4.2.1.1 Data Pengujian Tanah ................................................................... 49
4.2.1.2 Data Pengujian SDG ..................................................................... 56
4.2.1.3 Data Pengujian Analisis Butiran ................................................... 56
4.2.1.4 Data Pengujian Sifat Fisik Pasir Muntilan .................................... 58
4.2.2 Data Pengujian Sifat Mekanik Tanah ......................................................... 58
4.2.2.1 Data Pengujian Triaxial Test ......................................................... 59
4.2.2.2 Data Pengujian Kepadatan Tanah (Proctor) ................................. 60
4.2.2.3 Data Pengujian Tanah CBR .......................................................... 61
4.3 Analisis Pengujian Tanah ...................................................................................... 65
4.3.1 Hubungan Presentase Lempung Trangkil, Pasir Muntilan dan Semen
Gresik dengan Nilai CBR 10, 25 dan 56 Pukulan ...................................... 65
4.3.2 Penambahan Presentase Pasir dan Semen untuk Campuran Tanah
Lempung ...................................................................................................... 67
4.4 Kondisi Tanah Eksisting ....................................................................................... 68
4.5 Perencanaan Jalan ................................................................................................. 70
4.6 Hasil Survey Jalan ................................................................................................. 71
4.6.1 Perhitungan untuk Desain Jalan dengan Metode Bina Marga 2002 ........... 73
4.6.1.1 Koefisien Distribusi Kendaraan .................................................... 74
4.6.1.2 Jumlah Kendaraan Niaga (JKN) Selama Umur Rencana ............. 74
4.6.1.3 Perhitungan Repetasi Sumbu Rencana .......................................... 75
4.6.1.4 Tanah Dasar .................................................................................. 75
4.6.1.5 Faktor Keamanan Beton ................................................................ 75
4.6.1.6 Taksiran Tebal Pelat Beton ........................................................... 76
xvi
4.6.1.7 Perhitungan Sambungan ................................................................ 79
4.6.1.8 Perhitungan Penulangan ................................................................ 80
4.6.2 Perhitungan untuk Desain Jalan dengan Metode AASHTO 1993 ............. 81
4.6.2.1 Menghitung Data-Data Lalu Lintas .............................................. 81
4.6.2.2 Menghitung Modulus Reaksi Tanah Dasar ................................... 82
4.6.2.3 Menghitung Modulus Elastisitas Beton ........................................ 83
4.6.2.4 Menghitung Reability .................................................................... 83
4.6.2.5 Menghitung Koefisien Drainase ................................................... 83
4.6.2.6 Perhitungan Tebal Pelat Beton Metode AASHTO 1993 ............... 85
4.6.2.7 Perhitungan Sambungan................................................................. 87
4.6.2.8 Perhitungan Tulangan .................................................................... 88
4.7 Perbandingan Hasil Perhitungan dengan Kondisi Eksisting Jalan ........................ 89
BAB 5 PENUTUP ........................................................................................................ 91
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 91
5.2 Saran ........................................................................................................ 92
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 94
xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pengaruh Beban Roda Kendaraan Pada Perkerasan Jalan ..................... 7
Gambar 2.2 Bagan Alir Metode AASHTO 1993 ....................................................... 13
Gambar 2.3 Transfer Beban Roda Ke Pondasi Pada Struktur Perkerasan Jalan ........ 24
Gambar 3.1 Lokasi Penelitian di Lapangan ............................................................... 27
Gambar 3.2 Pengujian DCP ....................................................................................... 31
Gambar 3.3 Pengujian SDG ....................................................................................... 31
Gambar 3.4 Pengujian Kadar Air ............................................................................... 32
Gambar 3.5 Pengujian Berat Jenis ............................................................................. 33
Gambar 3.6 Pengujian Berat Volume Tanah ............................................................. 34
Gambar 3.7 Diagram Fase ......................................................................................... 34
Gambar 3.8 Pengujian Distribusi Ukuran Butiran Tanah .......................................... 35
Gambar 3.9 Pengujian Batas Cair .............................................................................. 36
Gambar 3.10 Pengujian Batas Plastis ........................................................................... 37
Gambar 3.11 Pengujian Batas Susut ............................................................................ 38
Gambar 3.12 Pengujian Direct Shear Test ................................................................... 38
Gambar 3.13 Pengujian Triaxial UU ............................................................................ 39
Gambar 3.14 Pengujian Standart Proctor .................................................................... 40
Gambar 3.15 Pengujian CBR ....................................................................................... 40
Gambar 3.16 Flowchart Analisis ................................................................................. 42
Gambar 4.1 Peta Tata Guna Lahan Jalan Kolonel HR. Hadijatno ............................. 43
Gambar 4.2 Kondisi Geometrik dan Kerusakan Jalan Kolonel HR. Hadijatno ......... 44
Gambar 4.3 Pengujian Daya Dukung Tanah dengan Alat DCP ................................ 47
Gambar 4.4 Rekapitulasi Hasil Pembacaan 3 Titik CBR .......................................... 47
Gambar 4.5 Pengujian Sifat Tanah ............................................................................ 51
xviii
Gambar 4.6 Grafik Hasil Uji DST Diambil Dari Salah Satu Sampel ........................ 51
Gambar 4.7 Grafik Hasil Pengujian DST .................................................................. 52
Gambar 4.8 Grafik Nilai Daya Dukung Tanah Berdasarkan Rumus Terzaghi ......... 53
Gambar 4.9 Proses Mencampurnya Air dan Semen Pada Celah-Celah Butiran ....... 55
Gambar 4.10 Pengujian SDG ....................................................................................... 56
Gambar 4.11 Pengujian Analisis Butiran ..................................................................... 57
Gambar 4.12 Data Analisis Butiran Tanah .................................................................. 57
Gambar 4.13 Pengujian Sifat Fisik Pasir Muntilan ..................................................... 58
Gambar 4.14 Pengujian Triaxial Test UU ................................................................... 59
Gambar 4.15 Pengujian Kepadatan Tanah (Proctor) ................................................... 60
Gambar 4.16 Grafik Standard Proctor Variasi 1 s/d Variasi 7 .................................. 61
Gambar 4.17 Pengujian CBR Laboratorium ................................................................ 62
Gambar 4.18 Grafik Hasil Hubungan Antara Tekanan (psi) dengan Penetrasi
(inc) CBR 10 pukulan ............................................................................ 63
Gambar 4.19 Grafik Hasil Hubungan Antara Tekanan (psi) dengan Penetrasi
(inc) CBR 25 pukulan ............................................................................. 64
Gambar 4.20 Grafik Hasil Hubungan Antara Tekanan (psi) dengan Penetrasi
(inc) CBR 56 pukulan ............................................................................. 65
Gambar 4.21 Hubungan Penetrasi dan Tekanan Pada Pengujian CBR 10, 25 dan
56 Pukulan Presentase 50% Lempung, 20% Pasir dan 30% Semen ...... 66
Gambar 4.22 Lapisan Eksisting Jalan Kolonel HR. Hardijatno ................................... 69
Gambar 4.23 Diagram Perencanaan Tebal Perkerasan Jalan ....................................... 70
Gambar 4.24 Grafik Perencanaan CBR Tanah Dasar 5,35% ...................................... 77
Gambar 4.25 Grafik Perencanaan CBR Tanah Dasar 32,75% .................................... 78
Gambar 4.26 Sambungan Susut Melintang .................................................................. 79
Gambar 4.27 Desain Perkerasan Jalan Eksisting dan Baru ......................................... 81
xix
Gambar 4.28 Sambungan Susut Melintang .................................................................. 87
Gambar 4.29 Desain Perkerasan Kaku dengan Metode AASHTO 1993 .................... 89
xx
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbedaan Antara Perkerasan Kaku dengan Perkerasan Lentur ................. 9
Tabel 3.1 Berat Jenis Tanah ........................................................................................ 33
Tabel 3.2 Hubungan Nilai Cu dan Klasifikasi Tanah ................................................. 36
Tabel 3.3 Hubungan Nilai Cu dan Cz dan Klasifikasi Tanah ..................................... 36
Tabel 4.1 Rekapitulasi Kondisi Landscape ................................................................ 43
Tabel 4.2 Kondisi Perkerasan ..................................................................................... 45
Tabel 4.3 Lalu Lintas Harian ...................................................................................... 45
Tabel 4.4 Hasil Rekapitulasi Daya Dukung Tanah dalam CBR ................................. 47
Tabel 4.5 Data Pengujian Tanah ................................................................................. 49
Tabel 4.6 Tabel Hasil Nilai c dan Sudut Geser Dalam pada Direct Shear Test ......... 52
Tabel 4.7 Data Pengujian SDG Tanah Jl. Kolonel HR. Hardijanto ........................... 56
Tabel 4.8 Data Pengujian Pasir Muntilan ................................................................... 58
Tabel 4.9 Komposisi Variasi Campuran Lempung Trangkil, Pasir Muntilan dan
Semen Gresik .............................................................................................. 59
Tabel 4.10 Hasil Pengujian Triaxial UU Tanah Jl. Kolonel HR. Hardijanto ................ 60
Tabel 4.11 Data Pengujian Kepadatan Tanah (Proctor) .............................................. 60
Tabel 4.12 Hasil Pengujian CBR Laboratorium ........................................................... 62
Tabel 4.13 Data Pengujian Tanah Jl. Kolonel HR. Hardijanto .................................... 69
Tabel 4.14 Presentase Kandungan Lempung dan Pasir Tanah ..................................... 70
Tabel 4.15 Hasil Survei Jalan Kolonel HR. Hadijatno ................................................. 71
Tabel 4.16 Hasil Perhitungan LHR .............................................................................. 71
Tabel 4.17 Analisis Regresi Data LHR ........................................................................ 71
Tabel 4.18 Faktor Tingkat Pertumbuhan Lalu Lintas ................................................... 72
Tabel 4.19 LHR Pada Tahun 2019 Pada Awal Umur Rencana ..................................... 73
xxi
Tabel 4.20 Koefisien Distribusi Kendaraan .................................................................. 74
Tabel 4.21 Tabel Perhitungan Repetisi Sumbu Pada Jl. Kolonel HR. Hardijanto ........ 75
Tabel 4.22 Faktor Keamanan Beban ............................................................................ 76
Tabel 4.23 Tabel Penentuan Diameter Ruji .................................................................. 79
Tabel 4.24 Koefisien Gesekan ...................................................................................... 80
Tabel 4.25 Hasil Perhitungan ................................................................................ 81
Tabel 4.26 Reability Disarankan ................................................................................... 83
Tabel 4.27 Hubungan Antara Nilai R dan ............................................................... 83
Tabel 4.28 Rekapitulasi Data Curah Hujan Bulanan Tahun 2004 ................................ 83
Tabel 4.29 Tabel Penentuan Diameter Ruji .................................................................. 88
Tabel 4.30 Koefisien Gesekan ...................................................................................... 88
Tabel 4.31 Hasil Perbandingan Tebal Pelat .................................................................. 90
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Menurut Undang-Undang No. 13 Tahun 1980 dan Peraturan Pemerintah
No. 26 Tahun 1985, jalan merupakan salah satu prasarana perhubungan darat yang
mempunyai peranan penting bagi pertumbuhan perekonomian, sosial budaya,
pengembangan wilayah pariwisata, dan pertahanan keamanan untuk menunjang
pembangunan nasional. Rigid pavement atau yang disebut dengan perkerasan
kaku adalah suatu konstruksi perkerasan dimana sebagai lapisan atas digunakan
pelat beton yang terletak di atas pondasi atau di atas tanah dasar pondasi atau
langsung di atas tanah dasar (subgrade). Kerusakan pada rigid pavement sering
terjadi karena karakteristik pada permukaannya. Kerusakan ini diantaranya adalah
retak setempat, patahan (faulting), dan retak di sudut-sudut panel. Faktor
kerusakan yang terjadi pada perkerasan kaku diantara lain yaitu pemadatan
subgrade dan lapis pondasi yang kurang, ketidak-rataan subsidence dari tanah
dasar, pumping, sambungan dowel bar dan tie bar yang tidak sempurna.
Dewasa ini pemerintah Indonesia lebih memilih perkerasan kaku karena
mempunyai Umur Rencana (UR) yang lebih lama dari pada perkerasan lentur,
selain itu perkerasan kaku lebih mampu menahan tekan daripada perkerasan
lentur, akan tetapi konstruksi perkerasan kaku sering tidak memikirkan lapisan
pondasi ataupun tanah dasar (subgrade) dibawahnya.
Ruas Jl. Kolonel HR Hadijanto, Kelurahan Sukorejo, Kecamatan
Gunungpati, Kota Semarang termasuk ke dalam jenis jalan kolektor (klasifikasi
jenis jalan yang berpacu pada Undang-Undang RI No. 13 Tahun 1980). Ruas Jl.
Kolonel HR Hadijanto berfungsi sebagai salah satu jalan untuk menuju kampus
Universitas Negeri Semarang. Berdasarkan hasil survey peneliti di lapangan pada
ruas Jl. Kolonel HR Hadijanto diketahui bahwa, ruas jalan tersebut mempunyai
kondisi eksisting 1 lajur 2 arah tak terbagi (1/2 UD) dengan lebar jalan 6,50 meter.
Setiap tahunnya kondisi pada ruas Jl. Kolonel HR Hadijanto mengalami
kerusakan. Melihat dari fungsi ruas Jl. Kolonel HR Hadijanto begitu strategis,
maka perlu dilakukan pemeliharaan dan peningkatan, diantaranya adalah dengan
1
2
mengganti komposisi campuran tanah dasar dan mengganti lapis permukaan jalan
dengan perkerasan kaku.
Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Fansuri, H (2016) hasil
optimum nilai daya dukung tanah terdapat pada komposisi campuran antara 50%
lempung dan 50% pasir. Hasil yang diperoleh tersebut belum bisa memenuhi daya
dukung tanah ijin untuk tanah dasar pada Jl. Kolonel HR Hardijanto Gunungpati
Semarang. Oleh karena itu, pada penelitian ini kami menstabilisasi tanah dasar
dengan menambah bahan adiktif berupa semen.
Dari latar belakang tersebut, peneliti mencoba untuk merencanakan
kembali perkerasan ruas Jl. Kolonel HR Hadijanto yang dituangkan dalam suatu
Tugas Akhir dengan judul “Redesign Rigid Pavement di Ruas Jl. Kolonel HR
Hardijanto Kelurahan Sukorejo Kecamatan Gunungpati Kota Semarang
berdasarkan Evaluasi terhadap Daya Dukung Tanah”.
1.2 Identifikasi Masalah
Adapun identifikasi masalah pada Tugas Akhir ini, diantaranya adalah
sebagai berikut:
a. Jalan Kolonel HR Hardijatno Kelurahan Sukorejo Kecamatan
Gunungpati Kota Semarang mengalami kerusakan yang bisa diakibatkan
dari daya dukung tanah dasar (DDT).
b. Pengaruh stabilisasi tanah dasar (subgrade) pada ruas Jl. Kolonel HR
Hadijanto Kelurahan Sukorejo Kecamatan Gunungpati Kota Semarang.
c. Hubungan kerusakan jalan dengan daya dukung tanah dasar (subgrade)
pada ruas Jl. Kolonel HR Hardijatno Kelurahan Sukorejo Kecamatan
Gunungpati Kota Semarang.
d. Solusi yang sesuai untuk masalah kerusakan jalan pada ruas Jl. Kolonel
HR Hardijanto Kelurahan Sukorejo Kecamatan Gunungpati Kota
Semarang.
3
1.3 Pembatasan Masalah Mengingat permasalahan yang akan dibahas bisa berkembang menjadi
cukup luas terkait dengan aplikasi ilmu teknik, serta keterbatasan waktu, referensi,
dan kemampuan sebagai perencanaan pemula, maka peneliti dengan ini
membatasi permasalahan yang akan diangkat adalah sebagai berikut:
a. Penelitian dilakukan hanya di ruas Jl. Kolonel HR Hadijanto Gunungpati
dengan pengambilan sampel di 3 titik jalan yaitu pada koordinat
7°02'10.7"LS dan 110°23'27.7"BT, 7°01'42.1"LS dan 110°23'22."BT,
7°01'37.1"LS dan 110°23'21.3"BT.
b. Jl. Kolonel HR Hardijanto Kelurahan Sukorejo Kecamatan Gunungpati
Kota Semarang termasuk jalan dalam kota.
c. Sampel tanah yang diambil untuk diuji hanya pada satu ruas yaitu ruas Jl.
Kolonel HR Hadijanto Gunungpati.
d. Sampel yang diambil adalah komposisi tanah dasar (subgrade) pada ruas
Jl. Kolonel HR Hadijanto Gunungpati menggunakan tabung.
e. Data tanah diambil dari hasil pengujian langsung di lapangan yaitu dengan
tes penetrometer kerucut dinamis (Dynamic Cone Penetromer, DCP) serta
hasil pengujian laboratorium yang dilakukan di Laboratorium Mekanika
Tanah Unnes dengan data tanah yang diambil di lapangan.
f. Oleh karena metode stabilisasi tanah lempung ada berbagai cara dan
material yang digunakanpun bermacam-macam, dalam hal ini hanya
ditinjau penggunaan bahan pencampuran dari presentase pasir dan semen.
g. Data tebal perkerasan diambil dari ruas Jl. Kolonel HR Hardijanto
Kelurahan Sukorejo Kecamatan Gunungpati Kota Semarang.
h. Data jumlah kendaraan diambil dalam bentuk data sekunder.
i. Tidak membahas dan menghitung nilai Rencana Anggaran Biaya (RAB)
dan waktu pelaksanaan (time schedulling).
4
1.4 Perumusan Masalah
Rumusan masalah dalam Laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
a. Bagaimana kondisi daya dukung tanah dasar (subgrade) pada ruas Jl.
Kolonel HR Hardijatno Kelurahan Sukorejo Kecamatan Gunungpati Kota
Semarang?
b. Bagaimana pengaruh stabilisasi tanah dasar (subgrade) yang dilakukan
pada ruas Jl. Kolonel HR Hardijatno Kelurahan Sukorejo Kecamatan
Gunungpati Kota Semarang?
c. Bagaimana hubungan kerusakan jalan dengan daya dukung tanah pada
ruas Jl. Kolonel HR Hardijatno Kelurahan Sukorejo Kecamatan
Gunungpati Kota Semarang?
d. Bagaimana solusi untuk menangani kerusakan jalan pada ruas Jl. Kolonel
HR Hardijanto Kelurahan Sukorejo Kecamatan Gunungpati Kota
Semarang?
1.5 Tujuan Penelitian
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, peneliti mempunyai beberapa tujuan,
diantaranya adalah:
a. Untuk mengetahui kondisi daya dukung tanah dasar (subgrade) pada ruas
Jl. Kolonel HR Hardijatno Kelurahan Sukorejo Kecamatan Gunungpati
Kota Semarang.
b. Untuk mengetahui pengaruh stabilisasi tanah dasar (subgrade) pada ruas
Jl. Kolonel HR Hardijatno Kelurahan Sukorejo Kecamatan Gunungpati
Kota Semarang.
c. Untuk mengevaluasi penyebab kerusakan jalan pada ruas Jl. Kolonel HR
Hardijanto Kelurahan Sukorejo Kecamatan Gunungpati Kota Semarang
berdasarkan daya dukung tanah.
d. Untuk memberikan solusi mengenai penanganan masalah kerusakan jalan
pada ruas Jl. Kolonel HR Hardijanto Kelurahan Sukorejo Kecamatan
Gunungpati Kota Semarang.
5
1.6 Manfaat Penelitian 1.6.1 Kepentingan Teoritis
Untuk menambah pengetahuan atau sebagai referensi tentang perhitungan
tebal lapis tambah perkerasan kaku jalan berdasarkan daya dukung tanah dasar
(subgrade) bagi rekan-rekan mahasiswa jurusan Teknik Sipil.
1.6.2 Kepentingan Praktis Dapat dijadikan sebagai bahan tambahan informasi kepada perencana atau
pelaksana yang akan mengerjakan proyek jalan khususnya pada perkerasan kaku
yang berdasarkan dengan daya dukung tanah dasar (subgrade).
1.7 Hipotesis Hipotesis dalam penelitian Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Adanya redesign tebal lapis perkerasan kaku yang berdasarkan pada daya
dukung tanah dasar (subgrade) di ruas Jl. Kolonel HR Hadijanto Gunungpati.
2. Nilai CBR dan DDT yang tidak sesuai pada tanah dasar (subgrade)
berpengaruh pada kerusakan jalan.
6
BAB 2 PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Perkerasan Jalan Tanah asli atau tanah dasar jarang sekali mampu mendukung beban
berulang dari lalu lintas kendaraan tanpa mengalami deformasi yang besar. Tanah
asli butuh suatu struktur yang dapat melindungi tanah itu sendiri dari beban roda
kendaraan. Struktur itulah yang disebut dengan perkerasan (pavement).
Perkerasan berfungsi untuk melindungi tanah dasar (subgrade) dan lapisan-
lapisan pembentuk perkerasan supaya tidak mengalami tegangan dan regangan
yang berlebihan akibat beban lalu lintas. Perkerasan merupakan struktur yang
diletakkan pada tanah dasar, yang memisahkan antara ban kendaraan dengan
tanah dasar bawahnya. Perkerasan harus memberikan permukaan yang rata
dengan kekasatan tertentu, dengan umur pelayanan yang cukup panjang, serta
pemeliharaan yang minimum. (Hardiyatmo, 2011)
Perkerasan akan mempunyai kinerja yang baik, bila perancangan
dilakukan dengan baik dan seluruh komponen-komponen utama dalam sistem
perkerasan berfungsi dengan baik. Menurut FHWA (2006) komponen-komponen
perkerasan yaitu meliputi:
a. Lapis aus (wearing course) yang memberikan cukup kekasatan, tahanan
gesek, dan penutup kadap air atau drainase air permukaan.
b. Lapis perkerasan terikat atau tersementasi (aspal atau beton) yang memberikan
daya dukung yang cukup, dan sekaligus sebagai penghalang air yang masuk
kedalam material tak terikat di bawahnya.
c. Lapis pondasi (base course) dan lapis pondasi bawah (subbase course) tak
terikat yang memberikan tambahan kekuatan (khususnya untuk perkerasan
lentur), dan ketahanan terhadap pengaruh air yang merusak struktur
perkerasan, serta pengaruh degradasi yang lain (erosi dan intrusi butiran
halus).
d. Tanah dasar (subgrade) yang memberikan cukup kekakuan, kekuatan yang
seragam dan merupakan landasan yang stabil bagi lapisan material perkerasan
diatasnya.
6
7
e. Sistem drainase yang dapat membuang air dengan cepat dari perkerasan,
sebelum air menurunkan kualitas lapisan material granuler tak terikat dan
tanah dasar.
Fungsi utama perkerasan adalah menyebarkan beban roda ke area
permukaan tanah dasar yang lebih luas dibandingkan luas kontak roda dan
perkerasan, sehingga mereduksi tegangan maksimum yang terjadi pada tanah
dasar, yaitu pada tekanan dimana tanah dasar tidak mengalami deformasi
berlebihan selama masa pelayanan perkerasan. Hardiyatmo (2011)
Gambar 2.1 Pengaruh Beban Roda Kendaraan pada Perkerasan Jalan
2.2 Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) Perkerasan jalan beton semen Portland atau lebih sering disebut
perkerasan kaku atau juga disebut rigid pavement, terdiri dari pelat beton semen
Portland dan lapisan pondasi (bisa juga tidak ada) diatas tanah dasar. Perkerasan
beton yang kaku dan memiliki modulus elastisitas yang tinggi, akan
mendistribusikan beban terhadap bidang area tanah yang cukup luas, sehingga
bagian terbesar dari kapasitas struktur perkerasan diperoleh dari slab beton
sendiri. Hal ini berbeda dengan perkerasan lentur dimana kekuatan perkerasan
diperoleh dari lapisan-lapisan tebal pondasi bawah, pondasi dan lapisan
permukaan. Karena yang paling penting adalah mengetahui kapasitas struktur
yang menanggung beban, maka faktor yang paling diperhatikan dalam
perancangan perkerasan jalan beton semen portland adalah kekuatan beton itu
sendiri, adanya beragam kekuatan dari tanah dasar dan atau pondasi hanya
berpengaruh kecil terhadap kapasitas struktural perkerasannya (tebal pelat
betonnya), tetapi untuk desain badan jalan (tanah dasar) perlu kajian geoteknik
8
tersendiri jika ditemukan klasifikasi tanah yang masuk kategori tidak baik sebagai
tanah dasar. (Suryawan, 2009)
Lapisan pondasi atau kadang-kadang juga dianggap sebagai lapisan
pondasi bawah jika digunakan di bawah perkerasan beton karena beberapa
pertimbangan yaitu untuk kendali terhadap terjadinya pumping, kendali terhadap
sistem drainase (bawah perkerasan), kendali terhadap kembang susut yang terjadi
pada tanah dasar, untuk mempercepat pekerjaan konstruksi, serta menjaga
kerataan dasar pada pelat beton. (Suryawan, 2009)
Menurut Suryawan (2009), fungsi dari lapisan pondasi atau pondasi bawah
adalah:
a. Menyediakan lapisan yang seragam, stabil dan permanen.
b. Menaikkan harga Modulus Reaksi Tanah Dasar (Modulus of Sub-grade
Reaction = k), menjadi Modulus Reaksi Komposit (Modulus of Composite
Reaction).
c. Melindungi gejala pumping butir-butiran halus tanah pada daerah sambungan,
retakan dan ujung samping perkerasan.
d. Mengurangi terjadinya keretakan pada pelat beton.
e. Menyediakan lantai kerja.
Pada saat ini dikenal ada 5 jenis perkerasan beton semen yaitu:
a. Perkerasan beton semen tanpa tulangan dengan sambungan (Jointed plain
concrete pavement).
b. Perkerasan beton semen bertulang dengan sambungan (Jointed reinforced
concrete pavement).
c. Perkerasan beton semen tanpa tulangan (Continuosly reinforced concrete
pavement).
d. Perkerasan beton semen prategang (Prestressed concrete pavement).
e. Perkerasan beton semen bertulang fiber (Fiber reinforced concrete pavement).
Komponen perkerasan kaku (rigid pavement) adalah :
a. Lapisan-lapisan perkerasan kaku yaitu tanah dasar, lapis pondasi bawah, dan
pelat beton.
b. Tulangan.
9
c. Sambungan.
d. Bound breaker.
e. Alur permukaan.
Tabel 2.1 Perbedaan antara perkerasan kaku dengan perkerasan lentur
Perkerasan Kaku Perkerasan Lentur
1. Kebanyakan digunakan hanya
pada jalan kelas tinggi, serta
pada perkerasan lapangan
terbang.
1. Dapat digunakan untuk semua
tingkat volume lalu-lintas.
2. Job mix lebih mudah
dikendalikan kualitasnya.
Modulus Elastisitas antara lapis
permukaan dan pondasi sangat
berbeda.
2. Kendali kualitas untuk Job mix
lebih rumit.
3. Dapat lebih bertahan terhadap
kondisi drainase yang lebih
buruk.
3. Sulit untuk bertahan terhadap
kondisi drainase yang buruk.
4. Umur rencana dapat mencapai
20 tahun. 4. Umur rencana relative pendek
5-10 tahun.
5. Jika terjadi kerusakan maka
kerusakan tersebut cepat dan
dalam waktu singkat.
5. Kerusakan tidak merambat ke
bagian kontruksi yang lain,
kecuali jika perkerasan
terendam air.
6. Indeks Pelayanan tetap baik
hamper selama seumur umur
rencana, terutama jika
transverse joints dikerjakan dan
dipelihara dengan baik.
6. Indeks Pelayanan yang terbaik
hanya pada saat selesai
pelaksanaan konstruksi, setelah
iyu berkurang seiring dengan
waktu dan frekuensi beban lalu-
lintasnya.
7. Pada umumnya biaya awal
konstruksi tinggi. Tetapi biaya
awal hamper sama untuk jenis
konstruksi jalan berkualitas
tinggi dan tidak tertutup
kemungkinan bisa lebih rendah.
7. Pada umumnya biaya awal
konstruksi rendah, terutama
untuk jalan local dengan volume
lalu-lintas rendah.
8. Biaya pemeliharaan relative tida
ada. 8. Biaya pemeliharaan yang
dikeluarkan, mencapai lebih
kurang dua kali lebih besar dari
pada perkerasan kaku.
9. Agak sulit untuk menetapkan
saat yang tepat untuk
melakukan pelapisan ulang.
9. Pelapisan ulang dapat
dilaksanakan pada semua
tingkat ketebalan perkerasan
yang diperlukan, dan lebih
mudah menentukan perkiraan
10
Lanjutan Tabel 2.1
Perkerasan Kaku Perkerasan Lentur
pelapisan ulang.
10. Kekuatan konstruksi perkerasan
kaku lebih ditentukan oleh
kekuatan pelat beton itu sendiri
(tanah dasar tidak begitu
menentukan).
10. Kekuatan konstruksi perkerasan
lentur ditentukan oleh tebal
setiap lapisan dan daya dukung
tanah dasar.
11. Tebal konstruksi perkerasan
kaku adalah tebal pelat beton
tidak termasuk pondasi.
11. Tebal konstruksi perkerasan
lentur adalah tebal seluruh
lapisan yang ada di atas tanah
dasar.
Sumber: Suryawan, 2009.
2.3 Perencanaan Tebal Perkerasan Ada banyak cara dalam menentukan angka struktural (Structural Number,
SN) atau di Indonesia disebut dengan indeks tebal perkerasan (ITP), dan hampir
setiap negara mempunyai cara tersendiri. Nilai tegangan yang dapat dihitumg
berdasarkan teori adalah untuk beban statis. Untuk perencanaan, nilai tegangan
harus dimodifikasi terhadap perhitungan repitisi beban lalu lintas. Jika beton dapat
tahan terhadap perbahan berulang, yaitu sebanyak repitisi beban, maka akan dapat
bertahan, tergantung pada besaran beban. (Suryawan, 2009)
Metode yang akan digunakan pada Tugas Akhir ini adalah metode yang
umum digunakan di Indonesia, yaitu metode Bina Marga tahun 2002 dan metode
AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials).
2.3.1 Cara Bina Marga tahun 2002 Parameter perencanaan perkerasan kaku metode Bina Marga tahun 2002
diantaranya adalah :
a. Lalu lintas
Perhitungan lalu lintas dinyatakan dalam jumlah sumbu kendaraan niaga
(commercial vehicle), sesuai dengan konfigurasi sumbu pada lajur rencana
selama umur rencana
b. Tanah dasar
Daya dukung tanah dasar ditentukan dengan pengujian CBR
c. Pondasi bawah
11
Bahan pondasi bawah dapat berupa bahan berbutir, stabilisasi, dan campuran
beton kurus.
d. Material konstruksi
Kekuatan beton dinyatakan dalam nilai kuat tarik lentur (flexural strenght)
umur 28 hari, yang didapat dari hasil pengujian balok yang besarnya 30-50
kg/cm2
e. Faktor erosi dan tegangan ekivalen
Prosedur perencanaan perkeraisan kaku didasarkana atas dua model kerusakan
yaitu:
1. Retak fatik (lelah) tarik lentur pada pelat.
2. Erosi pada pondasi bawah atau tanah dasar yang diakibatkan oleh lendutan
berulang pada sambungan dan tempat retak yang direncanakan.
Prosedur ini mempertimbangkan ada tidaknya ruji pada sambungan atau
bahu beton. Perkerasan kaku menerus dengan tulangan dianggap sebagai
perkerasan bersambung yang dipasang ruji. Data lalu lintas yang diperlukan
adalah jenis sumbu dan distribusi beban serta jumlah repetisi masing-masing jenis
sumbu/kombinasi beban yang diperkirakan selama umur rencana.
2.3.2 Cara AASHTO (American Assosiation of State Highway and Transportation Officials) Cara AASHTO dalam perencanaan tebal perkerasan kaku dikembangkan
berdasarkan hasil dari jalan uji AASHO seperti yang sudah dijelaskan
sebelumnya. Persamaan yang digunakan untuk mengembangkan data AASHO
dengan memperhitungkan beban pada ujung pelat. Kemudian Poisson’s Ratio
diasumsikan 0,2 dan jarak dari ujung ke pusat beban diambil 10 inci. Campuran
jenis kendaraan dapat dikonversikan dalam beban ekivalen satu sumbu.
Parameter perencanaan terdiri dari:
a. Analisis lalu lintas: mencakup umur rencana, lalu lintas harian rata-rata,
pertumbuhan lalu-lintas tahunan, vehicle damage factor, equivalent single axle
load.
b. Terminal serviceability index
c. Initial serviceability
d. Serviceability loss
12
e. Realibility
f. Standar normal deviasi
g. CBR dan modeulus reaksi tanah dasar
h. Modulus elastisitas beton, fungsi dari kuat tekan beton
i. Flexural strength
j. Drainage coefficient
k. Load transfer coefficient
13
2.4 Bagan Alir Prosedur Perencanaan Tebal Perkerasan Kaku – Cara AASHTO 1993
Gambar 2.2 Bagan Alir Metode AASHTO 1993
Traffic
Umur Rencana
Faktor Distribusi Arah
Faktor Distribusi Lajur
LHR pada tahun dibuka
Pertumbuhan lalu lintas tahunan
Vehicle damage factor
Desain ESAL
Reability Standard normal deviation Standard deviation
Serviceability Terminal serviceability Initial serviceability
Serviceability
loss
CBR Modulus reaksi tanah dasar
Kuat tekan
beton Modulus elastisitas beton
Flexural Strange
Drainage coefficient
Load transfer
Coba
Tebal
l
Check Equation
Tebal
pelat
Tidak
Ya
14
2.5 Kajian Lokasi Kajian lokasi penelitian di ruas Jalan Trangkil Kecamatan Gunungpati
Kota Semarang. Ruas Jalan Trangkil merupakan jalan kolektor tipe III C yang
merupakan jalan dalam kota, dimana akan melayani sebagian arus lalu lintas
untuk tujuan ke pusat kota, yang utamanya didominasi mobil dan sepeda motor.
Jalan ini direncanakan untuk melayani peningkatan kebutuhan prasarana jalan.
Ruas Jalan Trangkil mempunyai kondisi eksisting dengan lebar jalan 9 meter.
2.5.1 Jenis Perkersan Jalan Trangkil merupakan ruas yang sangat penting dalam menunjang
kelancaran transportasi. Jenis perkerasan yang ada di ruas Jalan Trangkil adalah
perkerasan lentur (flexible pavement) dan perkerasan kaku (rigid pavement).
Ketika suatu perkerasan kaku telah mencapai akhir dari masa layannya sehingga
tidak mampu lagi menahan beban lalu lintas yang berada di atasnya, maka
perencanaan mempunyai dua pilihan untuk meningkatkan kemampuan perkerasan
tersebut. Dua pilihan tersebuat adalah rekonstruksi atau mengganti perkerasan
yang baru dan dengan pelapisan tambah (overlay) pada perkerasan yang sudah
ada.
Penelitian ini mengkaji ulang perkerasan kaku (rigid pavement) dengan
meningkatkan daya dukung tanah pondasi tanah dasar (subgrade) sehingga
diharapkan beban yang dipikul di atasmya bisa menyebar merata ke pondasi.
2.5.2 Kondisi Perkerasan Pembangunan Jalan Trangkil yang direncanakan sesuai umur rencana tapi
pada kenyataannya secara visual terlihat telah mengalami kerusakan diberbagai
tempat dan sebagian besar tipe kerusakan merupakan kerusakan retak buaya dan
berlubang. Kerusakan yang berat sampai parah sering terjadi pada musim hujan
sehingga mengganggu arus lalu lintas di ruas Jalan Trangkil bahkan sering
menyebabkan kecelakaan akibat jalan yang berlubang. Dari pihak Kementerian
Pekerjaan Umum dengan dana yang tersedia sudah melakukan perbaikan
kerusakan yang ada dengan cara overlay berulang kali. Penanganan yang telah
dilakukan meliputi kegiatan patching dan pelapisan ulang (overlay). Akan tetapi
upaya tersebut tidak dapat menyelesaikan permasalahan yang ada secara
15
menyeluruh karena kondisi jalan kembali mengalami kerusakan sebelum umur
rencana habis.
2.6 Jenis Kerusakan pada Perkerasan Jalan Kaku
Jenis kerusakan yang umum terjadi pada perkerasan jalan kaku dapat
dikelompokkan dalam beberapa jenis kerusakan yang sejenis berdasarkan model
kerusakan, diantaranya adalah:
2.6.1 Deformasi Adanya penurunan permukaan perkerasan jalan kaku sebagai akibat
terjadinya retak atau pergerakan diantara slab beton. Jenis kerusakan yang
tergolong deformasi adalah amblas (depression), patahan (fauting), dan rocking.
Amblas (depression) adalah penurunan semacam permanen permukaan
slab beton dan umumnya terletak disepanjang retakan atau sambungan (Suryawan,
2005). Kerusakan ini dapat menimbulkan terjadinya genangan air dan seterusnya
masuk ke tanah dasar (subgrade) melaluiu sambungan atau retakan. Penyebab
terjadinya amblas, antara lain adalah:
a. Pemadatan pada lapis pondasi yang kurang baik;
b. Penurunan tanah yang tidak sama;
c. Daya dukung tanah dasar yang kurang baik; dan
d. Hilangnya butiran tanah halus pda lapis pondasi atau akibat pumping.
Patahan (fault), yaitu terjadinya perbedaan elevasi antar slab beton, yang
diakibatkan oleh penurunan pada sambungan atau retakan. Penyebab terjadinya
patahan diantaranya adalah:
a. Kurangnya daya dukung pondasi bawah atau tanah dasar;
b. Melengkungnya slab beton, akibat perubahan temperatur;
c. Terjadinya pumping atau rocking;
d. Adanya perubahan volume dari tanah dasar.
Pumping adalah proses keluarnya air dari butiran-butiran tanah dasar
(subgrade) atau pondasi bawah (subbase) melalui sambungan dan retakan atau
pada bagian pinggir perkerasan (Aly, 1988). Retakan yang terjadi diakibatkan
oleh lendutan atau gerakan vertikal pelat beton karena beban lalu lintas, setelah
16
adanya air bebas yang terakumulasi di bawah slab. Penyebab terjadinya slab
adalah:
a. Kadar air yang berlebihan pada tanah dasar (subgrade);
b. Akibat ilfiltrasi air melalui celah sambungan atau retakan.
Rocking yaitu sebuah fenomena dimana terjadi pegerakan vertikal pada
sambungan atau retakan yang disebabkan oleh pergerakan dan beban lau lintas
(Suryawan, 2005), penyebab terjadi rocking adalah:
a. Proses pumping;
b. Kurangnya daya dukung dari lapi tanah dasar ataupun lapis pondasi;
c. Adanya perbedaan daya dukung pada tanah dasar.
2.6.2 Retak Retak blok (block cracking) dalah retak yang saling berhubngan dan
membentuk segi empat dan umumnya ukuran blok lebih besar dari 1 meter
(Watson, 1989). Penyebab terjadinya retak blok (block cracking) adalah:
a. Ketebalan slab yang tidak cukup;
b. Kehilangan daya dukung dari pondasi atau tanah dasar.
Retak diagonal (diagonal crack) adalah retak yang tidak berhubungan dan
garis retakannya memotong slab (Suryawan, 2005). Penyebab terjadinya retak
diagonal adalah:
a. Terjadinya penurunan badan jalan;
b. Tebal slab yang tidak cukup;
c. Terjadinya penyusutan dini selama perawatan beton yang berhubungan
dengan terlambatnya pemotongan kelebihan panjang atau pembuatan
sambungan melintang.
Retak memanjang (longitudinal crack) adalah retak yang tidak
berhubungan dan merambat ke arah memanjang slab (Suryawan, 2005). Retak ini
dimulai sebagai retak tunggal atau serangkaian retak yang mendekati sejajar.
Penyebab terjadinya retak memanjang (longitudinal crack) adalah:
a. Perbedaan penurunan pada tanah dasar (subgrade);
b. Sambungan memanjang terlalu dangkal;
c. Slab beton yang tidak cukup tebal.
17
Retak tidak beraturan (meandering cracking) adalah retak yang tidak
berhubungan, tidak beraturan dan umumnya merupakan retak tunggal (Aly, 1988).
Penyebab terjadinya retak tidak beraturan (meandering crack) adalah:
a. Tebal slab yang tidak cukup dan pemotong sambungan (sawing) yang
terlambat;
b. Penyusutan dini akibat ketidak sempurnaan perawatan;
c. Terjadinya pumping dan rocking;
d. Terjadinya amblas.
Retak melintang (transverse cracking) adalah retak yang tidak
berhubungan dan retakannya merambat ke arah melintang jalan (Suryawan, 2005).
Penyebab terjadinya retak melintang adalah:
a. Tebal slab beton yang tidak cukup dan penggergajian sambungan yang
terlambat;
b. Terjadinya pumping dan rocking.
2.6.3 Kerusakan Pengisi Sambungan (Joint Seal Defacts) Kerusakan pengisi sambugan dapat menyebabkan masuknya bahan lain
kedalam sambungan, sehingga dapat menghalangi pemuaian horisontal dari pelat
beton. Penyebab terjadinya keusakan pengisi sambungan antara lain adalah:
a. Pengausan dan pelapukan bahan pengisi;
b. Kualitas bahan pengisi yang rendah;
c. Kurangnya kelekatan bahan pengisi terhadap dinding sambungan;
d. Terlalu banyak atau tidak cukup bahan pengisi didalam sambungan.
2.6.4 Rompal/ Gompal (Spalling) Yaitu pecah yang umumnya terjadi pada bagian tepi permukaan slab,
sambungan, dan sudut atau retakan. Kedalaman gompal/ rompal bervariasi,
hingga lebih dari 50 mm (Suryawan, 2005). Penyebab terjadiya gompal/ rompal
antara lain adalah:
a. Infiltrasi material yang tidak elastis ke dalam sambungan atau retakan;
b. Pelemahan pada tepi tulangan;
c. Korosi pada tulanagan;
d. Kesalahan pemasangan dowel;
e. Mutu agregat campuran beton yang rendah.
18
2.6.5 Kerusakan Bagian Tepi Slab (Edge Drop-Off) Penurunan bagin tepi perkerasan adalah penurunan yang terjadi pada bahu
yang berdekatan dengan tepi slab (Suryawan, 2005). Kemungkinan penyebab
penurunanbagian tepi jalan, antara lain adalah:
a. Kesalahan pada saa pelaksanaan;
b. Kesalahan geometrik;
c. Drainase bahu jalan yang kurang baik;
d. Material pada bahu jalan yang kurang baik.
2.6.6 Kerusakan Tekstur Permukaan (Surface Texture Defects) Kerusakan tekstur permukaan adalah kerusakan atau keausan yang
berkaitan dengan kualitas beton sampai dengan kedalaman 20 mm dari permukaan
(Suryawan, 2005). Ada 2 macam kerusakan tekstur permukaan, yaitu keausan
mortar yang diikuti lepasnya agregat (scaling), dan tekstur permukaan yang
rendah kualitasnya baik mikro (polishing) maupun makro (kedalaman tekstur).
Penyebab ausnya mortar dan lepasnya agregat antara lain:
a. Selama konstruksi pekerjaan akhir (finishing) dikerjakan secara berlebihan;
b. Kualitas agregatnya rendah;
c. Perawatan slab beton slama pelaksanaan kurang sempurna;
d. Kurangnya kadar semen pada lokasi yang rusak tersebut.
2.6.7 Berlubang Lubang adalah pelepasan mortar dan agregat pada bagian permukaan
perkerasan yang membentuk cekungan dengan kedalaman lebih dari 15 mm
(Suryawan, 2005). Pelepasan mortar dan agregat umumnya tidak memperlihatkan
pecahan – pecahan yang bersudut seperti rompal/ gompal. Kedalaman lubang
dapat berkembang dengan cepat dengan adanya air, penyebabnya antara lain:
a. Retak setempat;
b. Penempatan dowel terlalu dekat ke permukaan perkerasan;
c. Akibat kerusakan atau retaka yang tidak segera ditutup;
19
2.6.8 Ketidak-cukupan Drainase Permukaan Perkerasan Ketidak cukupan drainase permukaan perkerasan, erat kaitannya dengan
rendahnya kekesatan. Hal ini disebabkan karena kehilngan gaya gesek (friction)
Sebagai akibat adanya air di permukaan perkerasan ketika turun hujan. Ketidak
cukupan drainase permukaan perkerasn, dapat dideteksi bila diamati di saat
sedang turun hujan. Penyebab terjadinya ketidak cukupan drainaase permukaan
perkersn adalah:
a. Alur (grooving) permukaan perkerasan sudah aus, atau dimensi alurnya
kurang memadai;
b. Akibat kurang memadai superelevasi;
c. Akibat terjadinya kerusakan amblas.
2.7 Bagian-bagian pada Konstruksi Perkerasan Jalan Menurut metode AASHTO dan metode Bina Marga, konstruksi pada
jalan dibagi dalam beberapa lapis, diantarnya adalah sebagai berikut:
2.7.1 Lapis Permukaan (Surface Course). Menurut Silvia (1999), lapisan permukaan (surface course) adalah lapisan
yang terletak paling atas dan berfungsi sebagai:
a. Struktural, yaitu berperan mendukung dan menyebarkan beban kendaraan yang
diterima oleh lapis keras.
b. Non struktural, yaitu berupa lapisan kedap air untuk mencegah masuknya air
kedalam lapis perkerasan yang ada dibawahnya dan menyediakan permukaan
yang tetap rata agar kendaraan berjalan dengan lancar.
2.7.2 Lapis Pondasi Atas (Base Course) Menurut Silvia (1999), lapisan pondasi atas (base course) adalah lapisan
perkerasan yang terletak diantara lapis pondasi bawah dan lapis permukaan dan
berfungsi sebagai:
a. Bagian perkerasan yang menahan gaya lintang dari beban roda dan
menyebarkan beban kelapisan di bawahnya.
b. Bantalan terhadap lapisan permukaan.
20
2.7.3 Lapis Pondasi Bawah (Subbase Course) Menurut Silvia (1999), lapis pondasi bawah (subbase course) adalah lapis
perkerasan yang terletak antara lapisan pondasi atas dan tanah dasar dan berfungsi
sebagai:
a. Bagian dari konstruksi perkerasan untuk menyebarkan beban roda pada tanah
dasar.
b. Efesiensi penggunaan material.
c. Mengurangi ketebalan lapis perkerasan yang ada diatasnya.
d. Sebagai lapisan peresapan, agar air tanah tidak berkumpul pada pondasi.
e. Sebagai lapisan pertama agar memudahkan pekerjaan selanjutnya.
f. Sebagai pemecah partikel halus dari tanah dasar naik ke lapis pondasi atas.
2.7.4 Lapis Tanah Dasar (Subgrade ) Tanah dasar (Subgrade) adalah permukaan tanah semula, permukaan tanah
galian atau timbunan yang dipadatkan dan merupakan dasar untuk perletakan
bagian lapis keras lainnya. Menurut Silvia (1999) perencanaan tebal lapis keras
jalan baru pada umumnya dibedakan menjadi dua metode, yaitu:
a. Metode empiris, metode ini dikembangkan berdasarkan pengalaman dan
penelitian dari jalan – jalan yang dibuat khusus untuk penelitian atau jalan
yang sudah ada. Terdapat banyak metode empiris yang telah dikembangkan
oleh berbagai negara seperti: metode AASHTO (Amerika Serikat), metode
Bina Marga (Indonesia), metode NAASRA (Australia), metode Road Note
(Inggris).
b. Metode teoretis (analitis), metode ini dikembangkan berdasarkan teori
matematis dan sifat tegangan dan regangan pada lapis keras akibat beban
berulang dari lalu lintas. Menurut Suprapto (1994), persyaratan dasar dalam
perencanaan tebal lapis keras adalah sebagai berikut:
1. Penyediaan permukaan jalan yang selalu rata dan kuat.
2. Menjamin keamanan yang tinggi untuk masa yang lama sesuai umur
rencana jalan.
3. Memerlukan biaya pemeliharaan yang sekecil – kecilnya.
21
2.8 Tanah Dasar (subgrade)
Tanah sebagai pondasi yang secara langsung menerima beban lalu lintas
dari suatu perkerasan yang berada diatasnya, disebut tanah dasar (subgrade).
Karena tanah dasar merupakan bagian dasar, dimana pondasi bawah (subbase),
pondasi (base) atau perkerasan berada, maka integritas dari struktur perkerasan
bergantung pada stabilitas struktur tanah dasar. Tanah dasar merupakan tanah
dengan ketebalan tertentu yang dipadatkan. Tanah dasar sebagai alas/pondasi
jalan, terdiri dari material dalam galian atau urugan dipadatkan dengan kedalaman
tertentu di bawah dasar struktur perkerasan. Semakin kaku perkerasan, maka
penyebaran tekanan ke roda tanah dasar semakin mengecil. Dengan demikian,
kedalaman tanah dasar akan bervariasi dan bergantung pada besarnya beban dan
tipe/jenis perkerasan.
Perkerasan jalan sebagai lapisan pelindung tanah dasar, mendistribusikan
beban roda kendaraan ke tanah dasar tersebut. Tanpa dukungan yang cukup dari
tanah dasar, perkerasan jalan akan mudah mengalami kerusakan. Kelangsungan
jangka panjang dari dukungan tanah pada perkerasan harus terjaga dari perubahan
iklim, dan kondisi lalu lintas. Tanah dasar yang mengalami tegangan berlebihan
akan mengakibatkan deformasi permanen yang berlebihan pula, sehingga
permukaan perkerasan di atasnya menjadi bergelombang dan dapat menyebabkan
kegagalan struktur perkerasan.
Kekuatan dan keawetan konstrusi perkerasan jalan bergantung dari sifat-
sifat daya dukung tanah. Secara geoteknis, daya dukung tanah ditentukan oleh
banyak hal. Pentingnya kekuatan dari tanah dasar menjadi poin utama dalam
ukuran kekuatan dan keawetan struktur perkerasan selama umur layanan.
Permasalahan yang terjadi menyangkut tanah dasar berupa perubahan bentuk
tetap, sifat mengembang dan daya dukung tidak merata. Bahan tanah dasar
(subgrade) akan berpengaruh terhadap daya dukung tanah dasar tersebut. Semakin
bagus spesifikasi tanah untuk subgrade maka akan semakin besar daya dukung
tanah tersebut. Terutama untuk tanah dasar berupa tanah timbunan. Maka perlu
diperhatikan beberapa hal sehubungan dengan daya dukung tanah tersebut
diantaranya adalah:
22
1. Klasifikasi tanah, berupa sifat butiran, plastisitas tanah sifat teknis tanah serta
nilai CBR tanah. Semua hal itu berhubungan dengan kepadatan tanah,
semakin padat tanah dasar maka akan semakin tinggi daya dukungnya.
2. Kadar air, semakin tinggi kadar air maka daya dukung tanah itu akan semakin
jelek.
3. Kontrol pemadatan baik di laboratorium maupun lapangan
Persoalan tanah dasar yang sering ditemui antara lain:
1. Perubahan bentuk tetap (permanent deformation) dari jenis tanah tertentu
sebagai akibat beban lalu lintas.
2. Sifat mengembang dan menyusut dari tanah tertentu akibat perubahan kadar
air.
3. Daya dukung tanah tidak merata dan sukar ditentukan secara pasti pada daerah
dan jenis tanah yang sangat berbeda sifat dan kedudukannya, atau akibat
pelaksanaan konstruksi.
4. Lendutan dan lendutan balik selama dan sesudah pembebanan lalu-lintas
untuk jenis tanah tertentu.
5. Tambahan pemadatan akibat pembebanan lalu-lintas dan penurunan yang
diakibatkannya, yaitu pada tanah berbutir (granular soil) yang tidak
dipadatkan secara baik pada saat pelaksanaan konstruksi.
2.9 Faktor-Faktor yang Berpengaruh pada Tanah Dasar 2.9.1 Pengaruh Beban Roda
Beban perkerasan dan beban lalu lintas di atasnya akan di dukung oleh
tanah dasar. Akibat beban kendaraan, tanah dasar yang kurang padat akan
berkurang volumenya atau memadat. Reduksi volume secara lokal ini
mengakibatkan beda penurunan tanah dasar. Hal ini terjadi bila tanah dasar tidak
dipadatkan dengan baik.
Beban perkerasan yang dapat dianggap disebarkan secara seragam,
umunya tidak melebihi 12 kN/m2 (Croney, 1997). Beban lalu lintas terkonsentrasi
di permukaan kontak antara roda dan perkerasan, dengan tekanan kontak sekitar
400 kN/m2. Fungsi utama perkerasan adalah menyebarkan beban roda ke area
permukaan tanah dasar yang lebih luas dibandingkan luas kontak roda dan
23
perkerasan, sehingga mereduksi tegangan maksimum pada tanah dasar, yaitu pada
tekanan di mana tanah dasar tidak mengalami deformasi berlebihan selama masa
pelayanan perkerasan. Perkerasan jalan raya masa kini dapat mereduksi tekanan
roda 400 kN/m2 menjadi 20 kN/m
2 pada permukaan tanah dasar.
Tanah dasar berpasir yang tidak padat sangat mudah memadat., khususnya
pada tanah dasar untuk landasan pesawat udara, di mana getaran tanah berisiko
memadatkan tanah pasir. Akan tetapi, tanah dasar dari lempung juga dapat
mengalami deformasi plastis oleh pengaruh beban berulang. Kehilangan daya
dukung tanah dasar dapat menyebabkan aspal jalan menjadi bergelombang, dan
jalan beton menjadi retak-retak.
Beban kendaraan pada permukaan perkerasan mengakibatkan lendutan
pada perkerasan dan tanah dasar. Lendutan harus cukup kecil untuk menjaga agar
perkerasan tidak cepat rusak. Jika tanah dasar bergerak secara lateral atau
terkompresi melebihi kemampuan perkerasan dalam menahan lendutan, maka
keruntuhan akan terjadi. Hal ini umumnya terjadi pada perkerasan lentur seperti
perkerasan dari campuran beton aspal.
Dalam pembangunan perkerasan beton, tanah dasar tidak hanya bekerja
sebagai pendukung perkerasan dan beban lalu lintas kendaraan, tapi juga bekerja
sebagai pendukung alat berat saat perkerasan jalan sedang dibangun. Beban alat
berat menyebabkan konsentrasi beban yang lebih besar dibandingkan dengan
beban yang nantinya akan didukung oleh tanah dasar. Bila beban alat berat terlalu
besar, maka berakibat permukaan perkerasan menjadi tidak rata. Dalam hal
perkerasan beton, hilangnya dukungan, hilangnya dukungan tanah dasar
menghasilkan aksi jembatan (bridging action) dari beton. Transfer beban roda ke
lapis pondasi pada struktur perkerasan kaku diperlihatkan dalam Gambar 2.3.
24
Gambar 2.3 Pengaruh beban roda pada perkerasan jalan kaku
2.9.2 Pengaruh Daya Dukung Tanah Dasar Daya dukung tanah dasar mempengaruhi tebal perkerasan yang
dibutuhkan. Pada prinsipnya, semakin rendah daya dukung tanah dasar, maka
dibutuhkan tebal perkerasan lebih tebal. Tebal lapis permukaan dan lapis pondasi
(base) yang dibutuhkan untuk macam-macam lalu lintas harian.
2.10 Tanah Asli sebagai Tanah Dasar Bila perkerasan jalan terletak pada permukaan tanah asli maka pada
umumnya tidak ada masalah penurunan akibat beban perkerasan, kecuali jika
tanahnya sangat lunak. Namun, bila tanah asli tidak memenuhi syarat daya
dukung, maka harus dilakukan perbaikan tanah atau pergantian tanah. Dalam
beberapa kasus, bila bagian permukaan tanah asli yang berfungsi sebagai tanah
dasar daya dukungnya kurang, maka dapat dilakukan pemadatan untuk menambah
daya dukungnya. Namun jika setelah dipadatkan nilai daya dukung tetap tidak
tercapai, maka dapat dilakukan pergantian tanah, perbaikan atau stabilisasi tanah.
Tebal perbaikan tanah disesuaikan dengan persyaratan tanah dasar. Untuk tanah
dasar pada tanah asli, kondisi lapisan tanah ditentukan dari penyelidikan
tanah.sifat-sifat tanah dasar yang dibutuhkan untuk perancangan, diambilkan dari
hasil pengujian tanah pada kondisi di tempat atau setelah dipadatkan. Jika tanah
tersebut harus ditingkatkan lebih dulu kepadatannya. (Hardiyatmo, 2011)
25
2.11 Stabilisasi Tanah Dasar Tanah dasar setempat yang berdaya dukung rendah dapat distabilisasikan
dengan semen atau kapur. Pada Tugas Akhir ini stabilisasi tanah dasar yang
dilakukan menggunakan campuran semen.
2.11.1 Stabilisasi Tanah Dasar dengan Semen Umumnya, direkomendasikan untuk stabilisasi tanah-semen, banyaknya
kadar semen adalah sekitar 5% untuk pasir/kerikil, 12% untuk lanau dan 20%
untuk lempung. Walaupun kadar semen sudah ditinggikan dalam tanah lempung,
namun kekuatan campuran lempung-semen sangat lebih dibandingkan dengan
tanah berpasir dan kerikil berpasir.
Portland Cement Assosiation (1979) mensyaratkan tanah yang akan
distabilisasikan dengan semen sebaiknya tanah-tanah berpasir dan berkerikil
dengan:
a. 10-35% lolos saringan no. 200 (0,075 mm)
b. 55% atau lebih, lolos saringan no. 4
c. 37% atau lebih, lolos saringan no. 10
d. Tidak ada material lebih besar dari 2” (50 mm)
Material yang lebih halus atau lebih kasar dari nilai-nilai batasan tersebut
cenderung memerlukan kadar semen yang tinggi. SNI 03-3438-1994
mensyaratkan tanah yang digunakan untuk stabilisasi semen adalah tanah laterit
atau lateritis, tanah kepasiran dan sirtu. Untuk modifikasi tanah, maka tanah
ditambah sedikit semen yang ditujukan untuk mereduksi plastisitas tanah, potensi
pengembangan, dan memperkuat tanah sedikit granuler, yang rendah
kekuatannya. Untuk stabilisasi tanah, maka campuran tanah-semen dirancang
untuk memenuhi kriteria yang ditetapkan oleh standar ASTM atau AASHTO,
yang meliputi hubungan kadar air-kepadatan, kekuatan, serta ketahanan terhadap
pengaruh basah-kering dan beku-cair.
2.12 Kepadatan dan Daya Dukung Tanah Dasar Beban kendaraan yang dilimpahkan ke lapisan perkerasan melalui roda-
roda kendaraan selanjutnya disebarkan ke lapisan-lapisan dibawahnya dan
akhirnya diterima oleh tanah dasar. Dengan demikian tingkat kerusakan kontruksi
26
perkersan selama masa pelayanan tidak saja ditentukan oleh kekuatan dari lapisan
perkerasan tetapi juga oleh tanah dasar. Daya dukug tanah dasar dipengaruhi oleh
jenis tanah, tingkat kepadatan, kadar air, kondisi drainase dan sebagainya. Tanah
dengan tingkat kepadatan tinggi mengalami tingkat perubahan volume yang kecil
jika terjadi perubahan kadar air dan mempunyai daya dukung yang lebih besar
jika dibandingkan dengan tanah sejenisnya yang tingkat kepadatannya lebih
rendah. Tingkat kepadatan dinyatakan dalam persentase berat volume kering (kγ)
tanah terdapat berat volume kering maksimum (kγ maks) (Warpani, 1993).
Pemeriksaan dilakukan dengan menggunakan pemeriksaan kepadatan
standard (Standard Proctor) sesuai dengan AASHTO T99-74 atau PB-0111, atau
dengan menggunkan pemeriksaan kepadatan berat (Modified Proctor) sesuai
AASHTO T180-74 atau PB -0112-76.
Daya dukung tanah dasar (subgrade) pada perencanaan perkerasan kaku
dinyatakan dengan nilai CBR (California Bearing Ratio), CBR pertama kali
diperkenalkan oleh California Division of Highways pada tahun 1982. CBR
adalah perbandingan beban yang dibutuhkan untuk penetrasi contoh tanah sebesar
0,1’’/0,2’’ dengan beban yang ditahan batu pecah standar pada penetrasi
0,1’’/0,2’’. Harga CBR dinyatakan dalam persen. Jadi nilai CBR adalah nilai yang
menyatakn kualitas tanah dasar dibandingkan dengan standar berupa batu pecah
yang mempunyai nilai CBR 100% dalam memikul beban lau lintas. Nilai CBR
didapat dengan pengujian menggunakan alat Dynamic Cone Penetrometer (DCP).
91
BAB 5 PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pemeriksaan pada bab-bab sebelumnya pada Laporan Tugas
Akhir ini, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
a. Berdasarkan pengujian di lapangan menggunakan alat DCP (Dynamic
Cone Penetrometer) didapatkan nilai CBR sebesar 5,35% dan
dikorelasikan dengan DDT. Daya dukung tanah dasar (subgrade)
menunjukan nilai DDT pada ruas Jalan Kolonel HR Hardijanto Kecamatan
Gunungpati Kota Semarang sebesar 4,89. Hasil tersebut lebih rendah
daripada DDT izin rata-rata (DDT hasil perhitungan di laboratorium) yaitu
sebesar 8,14. Oleh karena itu diperlukan perbaikan tanah dasar (subgrade)
untuk meningkatkan nilai DDT pada ruas Jalan Kolonel H.R. Hadijatno
Kelurahan Sukorejo Kecamatan Gunungpati Kota Semarang, yaitu dengan
mengganti komposisi tanah dasar dengan komposisi campuran antara 50%
lempung, 20% pasir, dan 30% semen yang mempunyai nilai CBR sebesar
32,75% dan nilai DDT sebesar 8,32.
b. Ada beberapa stabilisasi tanah dasar (subgrade) yang dapat dilakukan,
pada ruas jalan Kolonel HR Hardijatno Gunungpati stabilisasi tanah dasar
(subgrade) yang dilakukan adalah menstabilisasikan lempung 50% dengan
campuran variasi pasir Muntilan dan variasi semen Gresik. Perbaikan
tanah dengan mengganti campuran tanah dasar (subgrade) tersebut dengan
mengganti campuran tanah dasar dengan komposisi lempung 50%, pasir
20% dan semen 30% dapat meningkatkan nilai CBR eksisting menjadi
32,75% dan nilai DDT menjadi 8,32.
c. Kerusakan yang sering terjadi di jalan Kolonel HR Hardijanto Gunungpati,
Semarang adalah penurunan, deformasi, retak dan mengakibatkan
penurunan daya dukung tanah sebagai akibat perkerasan jalan dan tanah
dasar yang kurang mampu memikul beban lalu lintas. Hal tersebut
diperkuat dengan pembuktian pengujian laboratorium pada penelitian ini.
Tanah dasar di jalan Kolonel HR Hardijanto Gunungpati, Semarang
91
92
berdasarkan sistem klasifikasi USC (Unified Soil Classification), tes pit
satu termasuk dalam kelompok CL (Clay Low) yang mempunyai jenis
lempung inorganis dengan plastisitas rendah sampai sedang. Sedangkan
tes pit dua dan tiga termasuk ke dalam kelompok CH (Clay High) yang
mempunyai karakteristik jenis tanah lempung inorganis dengan plastisitas
tinggi atau disebut dengan lempung gemuk. Berdasarkan pernyataan
tersebut, tanah dasar di sekitar ruas jalan Kolonel HR Hardijanto,
Gunungpati, Semarang ini kurang baik digunakan sebagai tanah dasar
untuk konstruksi jalan sehingga perlu adanya usaha perbaikan tanah dasar.
d. Solusi yang digunakan untuk permasalahan pada penelitian ini adalah
mendesain perkerasan jalan dengan lapis permukaan perkerasan Jl.
Kolonel HR Hardijanto Gunungpati Kota Semarang menjadi lapis
permukaan perkerasan kaku (rigid pavement). Mendesain lapisan
perkerasan menjadi perkerasan kaku berguna untuk mengurangi beban
yang bekerja pada tanah dasar sehingga akan meningkatkan daya dukung
tanah. Mengganti komposisi tanah dasar juga sangat diperlukan untuk
mengurangi beban yang bekerja pada tanah dasar sehingga dapat
mengurangi penurunan dan deformasi yang tidak merata sebagai usaha
perbaikan tanah dasar yang cukup efektif dan efisien. Mengganti lapisan
permukaan jalan dengan pelat beton setebal 200 mm dengan metode Bina
Marga 2002 maupun dengan menggunakan metode AASHTO 1993, lapis
pondasi dengan lean concrete setebal 100 mm, dan tanah dasar dengan
menggunakan komposisi 50% lempung, 20% pasir, dan 30% semen yang
mempunyai nilai CBR sebesar 32,75% dan nilai DDT sebesar 8,32 dapat
menjadi rekomendasi untuk Jl Kolonel HR Hardijanto, Kelurahan
Sukorejo, Kecamatan Gunungpati, Kota Semarang.
5.2 Saran Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam mengantisipasi permasalahan yang
muncul pada Jalan Kolonel H.R. Hadijanto Kelurahan Sukorejo Kecamatan
Gunungpati Kota Semarang antaranya adalah sebagai berikut:
93
a. Sangat perlu dilakukan penyelidikan dan analisis geoteknik terlebih dahulu
sebelum melakukan suatu konstruksi untuk mengantisipasi bahaya
penurunan, karena penurunan yang besar dapat menyebabkan terjadinya
kegagalan konstruksi.
b. Perlu adanya penelitian lebih lanjut dengan pengujian CBR laboratorium
terendam (soaked) untuk mengetahui kondisi terjelek tanah, sehingga
didapatkan nilai daya dukung tanah yang sesuai dengan kondisi di
lapangan.
c. Pemeliharaan saluran drainase yang baik sangat diperlukan agar air dapat
langsung terbuang serta tingkat permeabilitas konstruksi jalan dapat tetap
terjaga.
d. Apapun hasil di labolatorium menunjukan hasil yang sangat memuaskan,
harus diingat bahwa faktor efisiensi dan efektifitas menjadi dasar utama
dalam memutuskan model campuran mana yang akan diambil sehingga
biaya pembangunan menjadi murah.
e. Tidak menutup kemungkinan untuk terus dilakukan pengembangan dan
inovasi untuk meningkatkan karakteristik tanah lempung dalam upaya
mendapatkan stabiliatas tanah dasar yang berupa tanah lempung dengan
biaya sangat murah tetapi mempunyai nilai produktifitas tinggi.
f. Untuk penelitian selanjutnya pencampuran bahan adiktif kapur sangat
disarankan guna mengetahui apakah kegunaan bahan adiktif kapur dapat
memperbaiki daya dukung tanah dasar, dan dapat mengetahui
perbandingan antara penggunaan bahan adiktif semen dan bahan adiktif
kapur.
g. Selain menambah bahan adiktif sangat perlu disarankan untuk menghitung
korelasi nilai PI (Indeks Plastisitas) untuk mengetahui penurunannya.
94
DAFTAR PUSTAKA
AASHTO T99-74. 2015. Moisture-Density Relations of Soils.
AASHTO. 1993. Guide For Design of Pavement Structures. Washington DC: The American Association of State Highway Transportation Officials.
Andiyarto, H. T. C. 2013. Prediksi Kedalaman dan Bentuk Bidang Longsor Pada Lereng Jalan Raya Sekaran Gunungpati Semarang Berdasarkan Pengujian Sondir. Konferensi Nasional Teknik Sipil 7, (hal. G-106-G-116). Surakarta.
Andriani, Dkk. 2012. Pengaruh Penggunaan Semen sebagai Bahan Stabilisasi pada Tanah Lempung Daerah Lambung Bukit terhadap Nilai CBR Tanah. Jurnal Rekayasa Sipil Volume 8 Nomor 1.
Anonim. 2004. Rencana Detail Tata Ruang Semarang Bagian Wilayah Kota VII. Kota Semarang: Pemerintah Kota Semarang.
Anonim. 2008. Kamus Istilah. Bidang Pekerjaan Umum. Pusat Komunikasi
Publik.Departemen Pekerjaan Umum.
Anonim. ASTM D1556-00. Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by the Sand-Cone Method.
Anonim. ASTM D854-02. Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by Water Pycnometer.
Anonim. ASTM D2216-98. Standard Test Method for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock by Mass.
Anonim. ASTM D1140-00. Standard Test Methods for Amount of Material in Soils Finer Than the No. 200 (75-um) Sieve.
Anonim. ASTM D422-63(1998). Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils.
Anonim. ASTM D 4318-00. Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils.
95
Anonim. ASTM D 427-98. Standard Test Method for Shrinkage Factors of Soil by the Mercury Method.
Anonim. ASTM D 3080-98. Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils
Under Consolidated Drained Conditions.
Anonim. ASTM D 2850-95. Standard Test Method for Unconsolidated-Undrained Triaxial CompressionTest on Cohesive Soils.
Anonim. ASTM D 698-00a. Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort (12,400 ft-lbf/ft3 (600 kNm/m3)).
Anonim. ASTM D 1883-99. Standard Test Method for CBR (California Bearing Ratio) of Laboratory-Compacted Soils.
Anonim. SNI 03-2828-1992. Metode Pengujian Kepadatan Lapangan Dengan Alat Konus Pasir.
Anonim. SNI 03-3637-1994. Metode Pengujian Berat Isi Tanah Berbutir Halus Dengan Cetakan Benda Uji.
Anonim. Jalan Kolonel Hardiyanto Trangkil, Gunungpati, Kota Semarang.
http://maps.google.co.id. 22 Januari 2016.
Anonim. 1997. Manual Kapasitas Jalan Indonesia (MKJI).
Badan Pusat Statistik Kota Semarang. 2014. Curah Hujan Kota Semarang.
https://semarangkota.bps.go.id/linkTabelDinamis/view/id/30. 17 Juni 2016.
Badan Standardisasi Nasional. SNI 1964:2008. Cara Uji Berat Jenis Tanah.
Badan Standardisasi Nasional. SNI 1965:2008. Cara Uji Kadar Air Tanah dan Batuan.
Badan Standardisasi Nasional. SNI 3423:2008. Cara Uji Analisis Ukuran Butiran Tanah.
Badan Standardisasi Nasional. SNI 1967:2008. Cara Uji Penentuan Batas Cair Tanah.
96
Badan Standardisasi Nasional. SNI 1966:2008. Cara Uji Penentuan Batas Plastis
Dan Indeks Plastisitas Tanah.
Badan Standardisasi Nasional. SNI 3422:2008. Cara Uji Penentuan Batas Susut Tanah.
Badan Standardisasi Nasional. SNI 2813:2008. Cara Uji Kuat Geser Langsung Tanah Terkonsolidasi dan Terdrainase.
Badan Standardisasi Nasional. SNI 1738:2011. Cara Uji CBR Dengan Dynamic Cone Penetrometer.
Badan Standardisasi Nasional. SNI 1744:2012. Metode Uji CBR Laboratorium.
Bintarto, R. 1984. Interaksi Desa-Kota dan Permasalahannya. Jakarta: Ghalia
Indonesia.
Craig, R. F. 1987. Mekanika Tanah Edisi Keempat (Terjemahan Budi Susilo Soepandji). Jakarta: Penerbit Erlangga.
Croney, D., and Croney, P. 1977. Design and Performance of Road Pavement. McGraw-Hill.
California Devision of Highways. 1975. Highway demage in the San Fernando earthquake in Oaskeshott, G. B,. ed., San Ferdando, California earthquake of 9 February 1971: California Devision of Mines and Geology Bulletin
196, p, 368-379.
Das, B. M. 1998. Principles Of Geotechnical Engineering. Stamford, USA:
Cengage Learning.
Damrizal Damoerin, dkk. 1999. Stabilisasi Tanah Lempung Ekspansif dan Pasir dengan Penambahan Semen atau Kapur untuk Lapisan Badan Jalan. Seminar Nasional Geoteknik. Universitas Gajah Mada.
Giroud, J. P., Ah-line, C., & Bonarpate, C. 1984. Design of Unpaved Road and Trafficked Areas with Geogrids. Institution of Civil Engineering.
97
Fansuri, M. Hamzah dan Mindiastiwi, Tigo. 2016. Evaluasi Flexible Pavement Pada Ruas Jalan Raya Trangkil Kecamatan Gunungpati Kota Semarang Berdasarkan Daya Dukung Tanah. Semarang: Universitas Negeri
Semarang.
Fansuri, M. Hamzah dan Mindiastiwi, Tigo. 2016. Funny Hand Puppet Story Telling sebagai Metode Pengenalan Bencana Longsor. Kota Semarang Berdasarkan Daya Dukung Tanah. Semarang: Universitas Negeri
Semarang.
Fitriana, Ratna. 2014. Studi Komparasi Perencanaan Tebal Perkerasan Kaku Jalan Tol Menggunakan Metode Bina Marga 2002 dan AASHTO 1993. Surakarta: Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Gde, Tjok. 2013. Karakteristik Tanah Lempung yang Dicampur Semen sebagai Bahan Subgrade Jalan. Denpasar: Universitas Udayana.
Hardiyatmo, H. C. 1992. Mekanika Tanah 1. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka
Utama.
Hardiyatmo, H. C. 2007. Kajian Sebab-sebab Kerusakan Perkerasan Jalan di Ruas
Jalan Demak-Kudus Terkait dengan Karakteristik Tanah Dasar (Subgrade).
Prosiding Konferensi Nasional Transportasi dan Geoteknik.
Hardiyatmo, H. C. 2011. Perancangan Perkerasan Jalan dan Penyeledikan Tanah, edisi 1. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Hardiyatmo, H. C. 2012. Perancangan Perkerasan Jalan dan Penyelidikan Tanah: Perkerasan Aspal, Perkerasan Beton, Sistem Cakar Ayam Modifikasi, system Pelat Terpaku . Yogyakarta: Gadjah Mada University
Press.
Kementerian Pekerjaan Umum. 2012. Manual Desain Perkerasan Jalan. Jakarta.
Direktorat Jenderal Bina Marga.
Lumikis, B. K. dkk. 2013. Korelasi Antara Tegangan Geser dan Nilai CBR Pada Tanah Lempung Ekspansif Dengan Bahan Campuran Semen. Manado:
Universitas Sam Ratulangi.
Nikmah, Ainun. 2013. Perencanaan Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) Jalan Purwodadi-Kudus Ruas 198. Semarang: Universitas Negeri Semarang.
98
Redana, I. W. 2011. Mekanika Tanah. Denpasar: Udayana University Press.
Suwardo, D. S. 2004. Tingkat Kerataan Jalan Berdasarkan Alat Rolling Straight Edge Untuk Mengestimasi Pelayanan Jalan. Yogyakarta: Universitas Gajah Mada.
Suryawan, Ari. 2009. Perkerasan Jalan Beton Semen Portland (Rigid Pavement). Yogyakarta: Beta Offset Yogyakarta.
Warpani. 1993. Rekayasa Lalu Lintas. Jakarta: Bhratara.
top related