LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH

BAB 6

CALIFORNIA BEARING RATIO

Kelompok 5

Afdol Pramata (1106667822)

Muhammad Ridwan (1006674313)

Erlangga Rizki Fauzi (1006754296)

Rosemaria Maya (1006674401)

Pra Gogo Hutagol (1006674345)

Ferry Wijaya (1006674156)

Tanggal Praktikum : 4 Maret 2012

Assisten Praktikum : Ahmad Rifqi

Tanggal Disetujui :

Nilai :

Paraf Assisten :

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TENIK

UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK 2012

I. Tujuan Percobaan

Mendapatkan nilai CBR pada kepadatan dan kadar air tertentu.

II. Alat dan Bahan Percobaan

Compaction Hammer

Mould

Sendok pengaduk tanah

Wadah untuk mencapur tanah dengan air

Botol penyemprot air

Pisau baja (straight edge)

Timbangan

Oven

Aluminium can

Stopwatch

Beban logam berbentuk lingkaran (± 10 lbs)

Bak air

Piringan berlubang dengan dial pengukur swell

Mesin uji CBR

III. Dasar Teori

Nilai CBR adalah perbandingan antara kekuatan sampel tanah (dengan kepadatan tertentu

dan kadar air tertentu) terhadap kekuatan batu pecah bergradasi rapat sebagai standar material

dengan nilai CBR = 100. Untuk mencari nilai CBR digunakan rumus :

CBR =test unit load (psi)

standart unit load (psi)× 100%

Dengan Standart Unit Load pada harga-harga penetrasi :

Penetrasi Standard Unit Load

0.1” 1000 psi

0.2” 1500 psi

0.3” 1900 psi

0.4” 2300 psi

0.5” 2600 psi

Beban (load) didapat dari hasil pembacaan dial penetrasi yang kemudian dikorelasikan

dengan grafik Calibration Prooving Ring.

𝐓𝐞𝐬𝐭 𝐔𝐧𝐢𝐭 𝐋𝐨𝐚𝐝 𝐩𝐬𝐢 = 𝐭𝐞𝐠𝐚𝐧𝐠𝐚𝐧 (𝛔)

𝛔 = 𝐏

𝐀=

𝐌 (𝐋𝐑𝐂)

𝐀

Dimana : A = luas piston

P = M . LRC

M = dial reading

LRC = faktor kalibrasi

Berdasakan cara mendapatkan contoh tanahnya, CBR dibedakan menjadi :

1. CBR Lapangan (CBR inplace atau field Inplace)

Digunakan untuk memperoleh nilai CBR asli di Lapangan sesuai dengan kondisi tanah pada saat

itu. Umum digunakan untuk perencanaan tebal perkerasan yang lapisan tanah dasarnya tidak

akan dipadatkan lagi. Pemeriksaan ini dilakukan dalam kondisi kadar air tanah tinggi (musim

penghujan), atau dalam kondisi terbuuk yang mungkin terjadi.

2. CBR lapangan rendaman (undisturbed soaked CBR)

Digunakan untuk mendapatkan besarnya nilai CBR asli di Lapangan pada keadaan jenuh air dan

tanah mengalami pengembangan (swell) yang maksimum. Hal ini sering digunakan untuk

menentukan daya dukung tanah di daerah yang lapisan tanah dasarnya tidak akan dipadatkan

lagi, terletak pada daerah yang badan jalannya sering terendam air pada musim penghujan dan

kering pada musim kemarau.

3. CBR Laboratorium

Tanah dasar (Subgrade) pada konstuksi jalan baru dapat berupa tanah asli, tanah timbunan atau

tanah galian yang telah dipadatkan sampai menncapai kepadatan 95% kepadatan maksimum.

Dengan demikian daya dukung tanah dasar tersebut merupakan nilai kemampuan lapisan tanah

memikul beban setelah tanah tersebut dipadatkan. CBR ini disebut CBR laboratoium , karena

disiapkan di Laboratorium. CBR Laboratorium dibedakan atas 2 macam, yaitu CBR

Laboratorium rendaman dan BR Laboratorium tanpa rendaman.

Komponen CBR

Nilai CBR sangat bergantung kepada proses pemadatan. Faktor – faktor yang mempengaruhi

kepadatan tanah adalah :

1. Karekteristik material tanah dasar

2. Kadar air material tanah dasar

3. Jenis alat pemadat yang digunakan

4. Massa (berat) alat pemadat yang tergantung pada lebar roda dan pelat dasarnya

5. Ketebalan lapisan material yang dipadatkan

6. Jumlah lintasan alat pemadat yang diperlukan

IV. Prosedur Percobaan

1. Persiapan Percobaan

1. Menyiapkan 1 plastik tanah lolos saringan no 4 ASTM 5 kg

2. Masing-masing kantong direncanakan kadar air yang diinginkan. Kadar air

yang digunkan -2% dari kadar air optimum, kadar air optimum, dan +2% dari

kadar air optimum.

2. Pada saat percobaan

1. Memadatkan sampel tanah seperti pada percobaan compaction.

2. Penetrasi sampel pada keadaan unsoaked

a. Mold dan tanah ditimbang, kemudian diletakkan pada mesin CBR dan

diberikan ring di atas permukaan sampel tanah. Piston diletakkan di

tengah-tengah beban ring sehingga menyentuh permukaan tanah.

b. Coading dan dial diperiksa dan siet nol.

c. Penetrasi dilakukan dengan penurunan konstan 0,05”/menit

d. Catat pembacaan dial pada penetrasi sebagai berikut L 0,025”, 0,05”,

0,075”, 0,1”, 0,125”, 0,15”, 0,175”, dan 0,2”.

3. Penetrasi sampel pada keadaan soaked

a. Setelah percobaan pada penetrasi unsoaked, contoh tanah tadi direndam

± 96 jam untuk mengetahui kondisi swelling.

b. Pencatatan swelling dilakukan pada jam pertama dan jam kedua sejak

mulai dimasukkan di dalam bak air. Selanjutnya dicatat pada jam ke 24,

48, 72, dan 96 jam.

c. Setelah ± 96 jam, mould dan tanah diangkat, kemudian dilakukan

penetrasi seperti pada percobaan unsoaked namun permukaan

yang digunakan yang sebaliknya.

d. Setelah selesai, sampel tanah dikeluarkan dan kemudian diambil

sebagian di lapisan atas, sebagian di lapisan tengah, dan sebagian

lagi pada lapisan bawah untuk dihitung kadar airnya.

V. Pengolahan Data

1. Persiapan percobaan

sampel Wx (%) W0 (%) w (Kg) V add (mL)

I 40,8 33,98 4,826 245,6584565

II 42,8 37,03 4,79 201,6952492

III 44,8 33,85 4,348 355,701158

2. Data & grafik penetrasi tanah dan tegangan

mould kadar air yang diinginkan (%) kadar air percobaan (%) kadar air soaked

(%)

I 40,8 39,28 42,8

II 42,8 40,232 42,34

III 44,8 43,198 44,39

1. Unsoaked

Penetrasi Dial reading Stress (psi)

I II III I II III

0 0 0 0 0 0 0

0,025 5 2,5 2 39,13333333 19,56667 15,65333

0,05 7,5 5 2,5 58,7 39,13333 19,56667

0,075 11 7 3 86,09333333 54,78667 23,48

0,1 13,5 9,5 4 105,66 74,35333 31,30667

0,125 16,5 11 5 129,14 86,09333 39,13333

0,15 19 12,5 6 148,7066667 97,83333 46,96

0,175 21 14 8 164,36 109,5733 62,61333

0,2 22 15,5 8,5 172,1866667 121,3133 66,52667

2. Soaked

Penetrasi Dial reading Stress (psi)

I II III I II III

0 0 0 0 0 0 0

0,025 2 3 2 15,65333333 23,48 15,65333

0,05 3 4 3 23,48 31,30667 23,48

0,075 3,5 7 4 27,39333333 54,78667 31,30667

0,1 4,5 9 5 35,22 70,44 39,13333

0,125 5 10 5,5 39,13333333 78,26667 43,04667

0,15 5,5 10,5 6 43,04666667 82,18 46,96

0,175 6 11,5 6,5 46,96 90,00667 50,87333

0,2 7 12 6,5 54,78666667 93,92 50,87333

0

50

100

150

200

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25Pe

ne

trat

ion

Te

sist

em

ce (

psi

)

Penetration (in)

Grafik Tegangan Terhadap Penetrasi Mould I

unsoaked

soaked

Penetrasi 0.1”

Unsoaked mould I : CBR = 105,66

1000 × 100% = 10,56%

Unsoaked mould II : CBR = 74,35

1000 × 100% = 7,435%

Unsoaked mould III : CBR = 31,31

1000 × 100% = 3,131%

Soaked mould I : CBR = 35,22

1000 × 100% = 3,522%

Soaked mould II : CBR = 70,44

1000 × 100% = 7,044%

Soaked mould III : CBR = 39,13

1000 × 100% = 3,913%

Penetrsai 0.2”

Unsoaked mould I : CBR = 172,19

1500 × 100% = 11,48%

Unsoaked mould II : CBR = 121,31

1500 × 100% = 8,09%

0

20

40

60

80

100

120

140

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

Pe

ne

trat

ion

Te

sist

em

ce (

psi

)

Penetration (in)

Grafik Tegangan Terhadap Penetrasi Mould II

unsoaked

soaked

0

10

20

30

40

50

60

70

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25Pe

ne

trat

ion

Te

sist

em

ce (

psi

)

Penetration (in)

Grafik Tegangan Terhadap Penetrasi Mould III

unsoaked

soaked

Unsoaked mould III : CBR = 66,53

1500 × 100% = 4,435%

Soaked mould I : CBR = 54,79

1500 × 100% = 3,653%

Soaked mould II : CBR = 93,92

1500 × 100% = 6,261%

Soaked mould I : CBR = 50,87

1500 × 100% = 3,391%

3. Swelling

t (hour) dial reading swell (%)

I II III I II III

0,5 12 3 0,5 0,263896 0,065045 0,011031

1 15 3 1 0,32987 0,065045 0,022062

2 21 3,5 2 0,461818 0,075886 0,044124

24 29 7 2 0,637749 0,151771 0,044124

48 30,5 8 2 0,670736 0,173453 0,044124

72 30,5 9 2 0,670736 0,195134 0,044124

96 32 9 3 0,703723 0,195134 0,066186

VI. Analisis

a. Analisis Percobaan

Pada percobaan ini diharapkan praktikan dapat mencari nilai CBR pada kepadatan

dan kadar air tertentu. Pada saat sebelum memulai percobaan, praktikan harus menyiapkan

tanah dengan kadar air -2% dari kadar air optimum, kadar air optimum, dan +2% dari

kadar air optimum.

Kemudian saat percobaan dimulai, praktikan memadatkan sampel tanah seperti pada

percobaan compaction. Kemudian melakukan penetrasi sampel pada keadaan unsoaked

dengan cara mold dan tanah ditimbang, kemudian diletakkan pada mesin CBR dan

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 20 40 60 80 100 120

nila

i sw

ell

(%)

waktu ( jam )

Grafik waktu terhadap nilai swell

40,80%

42,80%

44,80%

diberikan ring di atas permukaan sampel tanah. Piston diletakkan di tengah-tengah beban

ring sehingga menyentuh permukaan tanah. Kemudian Coading dan dial diperiksa dan

diset nol. Setelah itu penetrasi dilakukan dengan penurunan konstan 0,05”/menit dan catat

pembacaan dial pada penetrasi sebagai berikut L 0,025”, 0,05”, 0,075”, 0,1”, 0,125”,

0,15”, 0,175”, dan 0,2”.

Untuk penetrasi sampel pada keadaan soaked. Pertama-tama tanah setelah percobaan

pada penetrasi unsoaked direndam ± 96 jam untuk mengetahui kondisi swelling.

Pencatatan swelling dilakukan pada jam pertama dan jam kedua sejak mulai dimasukkan di

dalam bak air. Selanjutnya dicatat pada jam ke 24, 48, 72, dan 96 jam. Setelah ± 96 jam,

mould dan tanah diangkat, kemudian dilakukan penetrasi seperti pada percobaan

unsoaked namun permukaan yang digunakan yang sebaliknya. Setelah selesai,

sampel tanah dikeluarkan dan kemudian diambil sebagian di lapisan atas, sebagian di

lapisan tengah, dan sebagian lagi pada lapisan bawah untuk dihitung kadar airnya.

b. Analisis Hasil

Saat sebelum memulai percobaan tanah yang ada diatur hingga mencapai kadar air

tertentu dengan menggunakan rumus :

V𝑎𝑑𝑑 = W𝑥 − W0

1 + W0× 𝑤

Dimana : Wx = kadar air yang diinginkan

W0 = kadar air mula-mula

w = berat tanah

Kemudian untuk mencari tegangan setelah menguji tanah dengan mesin uji CBR

digunakan rumus :

𝜎 = 𝑃

𝐴=

𝑀 (𝐿𝑅𝐶)

𝐴

Dimana : A = luas piston = 3 inch2

M = dial reading

LRC = faktor kalibrasi = 23,48

Untuk mencari nilai CBR digunakan rumus :

CBR =test unit load (psi)

standart unit load (psi)× 100%

Dengan standart unit load

Penetrasi Standard Unit Load

0.1” 1000 psi

0.2” 1500 psi

0.3” 1900 psi

0.4” 2300 psi

0.5” 2600 psi

Untuk menghitung nilai dari swelling sampel tanah digunakan rumus :

Swell = dial 96jam × 2,54 × 0,001

tinggi mould× 100%

c. Analisis Kesalahan

Kesalahan yang mungkin terjadi dalam praktikum kali ini antara lain :

- Kesalahan Sistematik

Kesalahan ini disebabkan karena alat yang digunakan untuk praktikum seperti dial yang

digunakan terlalu sensitif sehingga mempengaruhi hasil praktikum.

- Kesalahan Praktikan

Kesalahan ini terjadi murni dari kesalahan praktikan antara lain seperti dalam membaca

dial reading alat yang digunakan tidak dalam posisi yang seharusnya sehingga

mengganggu pembacaan. Selanjutnya kesalahan paralaks juga dapat terjadi pada saat

penentuan diameter, ketinggian ataupun pembacaan dial reading karena posisi mata tidak

tegak lurus dengan penggaris.

- Kesalahan bahan

Kesalahan ini dapat terjadi karena sampel tanah yang digunakan masih mengandung

kerikil-kerikil sehingga hasil dari uji CBR ini kurang maksimal.

d. Analisis Geotek

Tanah dasar adalah permukaan tanah asli, permukaan galian, atau permukaan

timbunan yang merupakan dasar untuk peletakan bagian bagian perkerasan yang lainnya.

Kekuatan dan keawetan dari konstruksi perkerasan jalan sangat tergantung dari sifat dan

daya dukung tanah dasar. Sehingga tanah dasar ini menentukan tebal tipisnya lapisan tanah

di atasnya. Untuk menentukan kekuatan tanah dasar biasanya dipakai cara CBR

(CALIFORNIA BEARING RATIO). Sistem klasifikasi yang umum dipakai pada jalan

raya adalah UNIFIED dan AASHO system, sedang untuk lapangan terbang digunakan

FAA system.

Nilai CBR juga penting dalam pembuatan pondasi. Meningkatkan Nilai CBR Pada

Lapisan Pondasi (Subbase Course dan Base Course) dan Lapisan Pondasi Bawah (Subbase

Course). Lapisan pondasi (subbase course dan base course) adalah lapisan yang terletak

dibawah lapisan permukaan. Karena terletak dibawah permukaan perkerasan, maka lapisan

pondasi menerima pembebanan yang berat dan paling menderita akibat muatan. Oleh

karena itu, material didalam lapisan pondasi harus berkualitas sangat tinggi dan konstruksi

harus dilakukan dengan cermat. Untuk meningkatkan nilai CBR pada lapisan subbase

course dan base course dapat menggunakan material yang lebih baik. Harga CBR dari

lapisan pondasi sangat bergantung dari jenis material yang dipakai. Pemilihan matreial

yang digunakan haruslah benar-benar sesuai dengan rencana akan jalan itu sendiri. Jika

CBR dari material yang ada ternyata rendah, maka material tersebut haruslah diganti

dengan material yang mempunyai nilai CBR lebih tinggi.

VII. Kesimpulan

- Nilai CBR pada sampel tanah didapatkan :

Penetrasi 0.1”

Unsoaked mould I (39,39%) =10,56%

Unsoaked mould II (40,23%) =7,44%

Unsoaked mould III (43,2%) = 3,13%

Soaked mould I (39,39%) = 3,52%

Soaked mould II (40,23%) = 7,04%

Soaked mould III(43,12%) = 3,91%

Penetrsai 0.2”

Unsoaked mould I (39,39%)) =11,48%

Unsoaked mould II (40,23%) = 8,09%

Unsoaked mould III (43,12%) = 4,44%

Soaked mould I (39,39%) = 3,65%

Soaked mould II (40,23%) = 6,26%

Soaked mould I (43,12%) = 3,39%

- Nilai CBR dapat digunakan untuk pembuatan pondasi ataupun dalam konstruksi

perkerasan jalan.

VIII. Daftar Pustaka

Irawan,Dadi.” CBR (California Bearing Ratio).” http://karpetilmusipil.blogspot.com/2010/01/cbr-

california-bearing-ratio.html. 9 Maret 2012.

Budi, Arief.” Meningkatkan Nilai CBR Pada Lapisan Pondasi (Subbase Course dan Base Course) dan

Lapisan Pondasi Bawah (Subbase Course). ” http://civilgalerie.blogspot.com/. 10 Maret 2012.

Buku Pedoman Praktikum Mekanika Tanah FT UI

IX. Lampiran