TINJAUAN KUAT TEKAN BEBAS DAN DRYING SHRINKAGE CEMENT TREATED RECYCLING BASE (CTRB) PADA REHABILITASI JALAN BOYOLALI KARTOSURO

A STUDY OF UNCONFINED COMPRESSIVE STRENGTH AND DRYING SHRINKAGE CEMENT TREATED RECYCLING BASE (CTRB)

OF BOYOLALI - KARTOSURO ROAD REHABILITATION

TESIS

Untuk Memenuhi sebagian Persyaratan Mencapai Gelar Magister Teknik

Oleh :

ANASTASIA H. MUDA

NIM. S 940907102

MAGISTER TEKNIK SIPIL KONSENTRASI

TEKNIK REHABILITASI DAN PEMELIHARAAN BANGUNAN SIPIL PROGRAM PASCA SARJANA

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

TINJAUAN KUAT TEKAN BEBAS DAN DRYING SHRINKAGE

CEMENT TREATED RECYCLING BASE (CTRB) PADA

REHABILITASI JALAN BOYOLALI – KARTOSURO

TESIS

Disusun oleh:

ANASTASIA H. MUDA

NIM. S 940907102

Telah dipertahankan di hadapan Dewan Penguji Pendadaran Program Studi Magister Teknik Sipil pada hari Kamis , 29 januari 2009

Dewan Penguji : Jabatan

Ketua

Sekretaris

Anggota I

Anggota II

N a m a

S.A. Kristiawan, S.T., M.Sc(Eng), Ph.D.

Prof. Dr. Ir. Sobriyah, MS.

Ir. Ary Setyawan, M.Sc(Eng), Ph.D.

Kusno Adi Sambowo S.T., Ph.D.

Tanda Tangan

...

...

...

...

Mengetahui :

ABSTRAK

TINJAUAN KUAT TEKAN BEBAS DAN DRYING SHRINKAGE CEMENT TREATED RECYCLING BASE (CTRB) PADA REHABILITASI JALAN BOYOLALI – KARTOSURO (ANASTASIA H.MUDA,2009, Magister Teknik Rehabilitasi Dan Pemeliharaan Bangunan Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta)

Salah satu upaya memperbaiki kerusakan jalan adalah dengan pengembangan teknologi Recycling terhadap perkerasan yang rusak menjadi base course. Untuk mencapai hasil yang memuaskan dari daur ulang perkerasan lama, maka material bekas garukan aspal ini perlu ditambah suatu bahan sebagai stabilisasi untuk meningkatkan daya dukungnya. Semen adalah zat stabilizing paling umum digunakan.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimental di laboratorium dengan benda uji terbuat dari bahan garukan perkerasan jalan Boyolali-Kartasura dengan variasi kadar semen 4%, 5% dan 6% digunakan untuk Unconfined Compressive Strenght Test (UCS) dan kadar semen 5% dan 6% untuk Drying Shrinkage test metode perbandingan terhadap waktu pada pengukuran dan dapat digunakan untuk memprediksi nilai Ultimate Shrinkage.

Kadar semen yang memenuhi persyaratan Unconfined Compressive Strenght (UCS) untuk Cement Treated Recycling Base (CTRB) adalah 5% sampai dengan 6%. Jadi penggunaan kadar semen 5.5% pada rehabilitasi jalan Boyolali – Kartosuro memenuhi uji UCS yang disyaratkan. Nilai Drying shrinkage material Cement Treated Recycling Base (CTRB) sampai pada umur 28 hari untuk kadar semen 5% sebesar 805.3 micro strain dan kadar semen 6% adalah 826.3 micro strain. Drying shrinkage yang terjadi pada CTRB dalam penelitian ini sangat besar maka drying shrinkage yang terjadi perlu diperhatikan untuk menghindari terjadinya reflektif cracking.

Kata kunci : Recycling, Cement Treated Recycling Base(CTRB), stabilisasi, kadar semen, UCS, drying shrinkage, ultimate shrinkage

ABSTRACT

A STUDY OF UNCONFINED COMPRESSIVE STRENGTH AND DRYING SHRINKAGE CEMENT TREATED RECYCLING BASE (CTRB) OF BOYOLALI - KARTOSURO ROAD REHABILITATION (ANASTASIA H. MUDA, 2009 Magister of Rehabilitation Engineering and Civil Building Conservation, Sebelas Maret University)

One of efforts to repair damage on the road is the development of recycling technology applied toward the damage pavement material into base. To get satisfying result from the old material recycling, it is necessary to add a certain substance into the material taken from the reclaimed asphalt pavement as a stabilizer for increasing the supporting force . Cement is the most common stabilizer used in the real life.

This study applies laboratorial experimental method by using material taken from street located in Boyolali-Kartasura as the object of the study with the cement content variations 4%, 5% and 6% to Unconfined Compressive Strength Test (UCS) and cement content variations 5%, 6% to Drying Shrinkage Test investigated through comparative study of the measurement duration and it can be used to predict the Ultimate Shrinkage value.

Cement content fulfilling conditions of Unconfined Compressive Strenght ( UCS) for the Cement Treated Recycling Base ( CTRB) is 5% up to 6%. Becoming usage of content cement 5.5% at rehabilitating road of Boyolali - Kartosuro fulfill test of UCS required. Drying shrinkage during 28 hari days is 805.3 micro strain for the cement content 5% and 826.3 micro strain for the cement content 6%. Because shrinkage that happened at CTRB in this research very big hence shrinkage drying that happened require to be paid attention to avoid the happening of cracking reflektif.

Key words : Recycling, Cement Treated Recycling Base(CTRB),stabilitation, cement content, UCS, drying shrinkage, ultimate shrinkage

PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama : Anastasia H. Muda NIM : S940907102

Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tesis yang berjudul :

TINJAUAN KUAT TEKAN BEBAS DAN DRYING SHRINKAGE CEMENT TREATED RECYCLING BASE (CTRB) PADA

REHABILITASI JALAN BOYOLALI – KARTOSURO

adalah betul-betul karya sendiri. Hal-hal yang bukan karya saya dalam tesis tersebut diberi tanda citasi dan ditunjukkan dalam Daftar Pustaka.

Apabila dikemudian hari terbukti pernyataan saya tidak benar, maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan tesis dan gelar yang saya peroleh dari tesis tersebut.

Surakarta, Januari 2009 Yang membuat pernyataan

Anastasia H. Muda

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Kasih atas pertolongan dan campur tanganNya sehingga penyusunan tesis ini dapat berjalan dengan baik dan selesai sesuai dengan yang diharapkan.

Penulisan tesis ini adalah dalam rangka memenuhi persyaratan guna memperoleh gelar Magister Teknik pada jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Adapun yang dibahas dalam tesis ini adalah Tinjauan Kuat Tekan Bebas Dan Drying Shrinkage Cement Treated Recycling Base (CTRB) pada Rehabilitasi Jalan Boyolali - Kartasoro

Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kepala Pusat Pembinaan Keahlian Teknik Konstruksi (PUSBIKTEK) Departemen Pekerjaan Umum beserta staf yang telah memberikan kesempatan kepada penulis unutk mengikuti pendidikan

2. Direktur Program Pasca Sarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta,

3. Prof. Dr. Ir. Sobriyah, M.S., Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta,

4. Ir. Ary Setyawan, MSc (Eng), PhD selaku Pembimbing Utama yang telah memberikan banyak masukan, bimbingan, dan saran pada setiap tahapan penyusunan tesis,

5. Kusno Adi Sambowo,S.T., Ph.D selaku pembimbing Pendamping yang telah memberikan bimbingan dan saran yang sangat berharga dalam setiap tahapan penyusunan tesis,

6. Dosen penguji, staf pengajar dan staf administrasi Program Studi Magister Teknik Rehabilitasi Dan Pemeliharaan Bangunan sipil yang telah membantu penulis selama proses perkuliahan dan ujian akhir

7. Direktur Politeknik Negeri Kupang dan Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Kupang yang memberi ijin kepada penulis untuk menempuh pendidikan ini.

8. Bapak Pimpinan PT. Pancadarma Puspawira yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan pengambilan data

9. Suami tercinta Agustinus Jonson Kaur dan anakku Bryan Kaur yang telah dengan setia dan cinta memberikan dorongan semangat kepada penulis 10. Almarhum papa Michael Muda dan almarhumah mama Tarotji Ndaumanu

terima kasih saya percaya dari tempat yang jauh disana doa papa dan mama selalu untukku .

11. Mertuaku Hendrikus Kaur dan Neltji Neno terima kasih atas dukungan doanya dan pengertiannya telah merawat anakku selama penulis menempuh pendidikan ini

12. Kakak dan adik-adik ku tersayang terima kasih atas doanya

13. Teman-teman Magister Teknik Rehabilitasi dan Pemeliharaan Bangunan Sipil Angkatan 2007 terima kasih atas kebersamaan kita selama ini.

14. Semua pihak yang membantu dalam penulisan skripsi ini.

Semoga Tuhan yang Maha Baik membalas semua kebaikan yang telah diberikan dengan rahmat yang berlimpah.

Seperti kata pepatah ”tidak ada gading yang tak retak” maka penelitian ini masih banyak kekurangannya. Untuk itu segala saran dan kritik demi penyempurnaan di masa mendatang sangat diharapkan.

Surakarta, Januari 2009

Penulis

DAFTAR ISI

Hal.

HALAMAN JUDUL ...i

HALAMAN PERSETUJUAN... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

ABSTRAK ...iv

ABSTRACT...v

PERNYATAAN ...vi

KATA PENGANTAR ...vii

DAFTAR ISI... viii

DAFTAR TABEL...xi

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN...xiv

BAB 1 PENDAHULUAN A. Latar Belakang ...1

B. Perumusan Masalah ...4

C. Pembatasan Masalah...4

D. Tujuan ...5

E. Manfaat ...6

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka...7

B. Landasan Teori .. ...10

1. Konstruksi Perkerasan Jalan ... 10

2. Jenis Daur Ulang Dalam Konstruksi Jalan ...13

2. Bahan-Bahan Penyusun Perkerasan Daur Ulang ...15

3. Karakteristik Daur Ulang bahan Garukan dengan Semen . ...21

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

A. Metode penelitian ...34

B. Tempat penelitian ... ...34

C. Waktu Penelitian... ...34

D. Teknik Pengumpulan Data. ………...35

E. Bahan dan Peralatan Penelitian. ...36

1. Bahan Penelitian ……….. ...36

2. Peralatan penelitian …………. ...36

E. Benda Uji………...37

G. Tahapan Penelitian ……….. ...38

BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian….….. ...46

1. Hasil Pemeriksaan Reclaimed Asphalt Pavement /RAP ...46

2. Hasil Pemeriksaan Gradasi Reclaimed Asphalt Pavement...47

3. Kadar semen ... ...49

4 Kadar air optimum ...49

5. Kebutuhan Benda uji ...51

B. Hasil pengujian Benda Uji ...52

1. Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas ...52

2. Pengujian Drying Shrinkage...56

3. Prediksi Drying Shrinkage...57

C. Pembahasan ... 60

1. Pengaruh kadar semen terhadap nilai Kuat Tekan Bebas ... 60

2. Pembahasan Drying Shrinkage ... 63

3. Prediksi Drying Shrinkage ... 67

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ……….. ...70

B. Saran ……… ...71

DAFTAR PUSTAKA ...xv LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Hal.

Tabel 2.1. Jenis agregat berdasarkan ukurannya...17

Tabel 2.2. Gradasi campuran bahan garukan ...19

Tabel 2.3. Keuntungan dan kerugian stabilisasi dengan semen ...22

Tabel 2.4. Kriteria kekuatan daur ulang perkerasan dengan semen ...23

Tabel 2.5. Penyusutan Terhadap waktu ...28

Tabel 3.1. Jumlah benda uji ...38

Tabel 4.1. Hasil pemeriksaan RAP ...47

Tabel 4.2. Gradasi RAP hasil analisa saringan ...48

Tabel 4.3. Hasil pemeriksaan Kadar air optimum dan berat isi kering campuran Cement Treated Recycling Base ...50

Tabel 4.4. Hasil perhitungan Kebutuhan bahan ...51

Tabel 4.5. Hasil perhitungan nilai Kuat Tekan Bebas campuran Cement Treated Recycling Basepada umur 7 hari ...53

Tabel 4.6. Hasil perhitungan nilai Kuat Tekan Bebas campuran Cement Treated Recycling Basepada umur 28 hari…………..….. 54

Tabel 4.7. Nilai drying shrinkage campuran Cement Treated Recycling Base ...56

Tabel 4.8. Perhitungan prediksi drying shrinkage campuran Cement Treated Recycling Base untuk kadar semen 5%...59

Tabel 4.9. Hubungan korelasi antara kadar semen dan Kuat Tekan Bebas ...62

Tabel 4.10. Nilai Drying shrinkage pada beberapa campuran ...65

Tabel 4.11. Nilai Ultimate shrinkage Cement Treated Recycling Base prediksi shrinkage umur 1000 hari ...67

DAFTAR GAMBAR

Hal.

Gambar 1.1. Kerusakan Jalan Boyolali- Kartosuro ...2

Gambar 2.1. Konstruksi Perkerasan Lentur ...12

Gambar 2.2. Pekerjaan Cement Treated Recycling Base (CTRB)...14

Gambar 2.3. Kepadatan Kering maksimum dan Kadar air optimum ...24

Gambar 2.4. Hubungan antara penyusutan dan waktu ...27

Gambar 3.1. Diagram alir tahapan penelitian ...45

Gambar 4.1. Grafik hasil analisa saringan ...48

Gambar 4.2. Agregat halus dan agregat kasar RAP...49

Gambar 4.3. Grafik kadar air optimum pada 3 variasi kadar semen ...51

Gambar 4.4. Benda uji Kuat Tekan Bebas umur 7 hari sebelum dan sesudah pengujian ...54

Gambar 4.5. Benda uji Kuat Tekan Bebas umur 28 hari sebelum dan sesudah pengujian ...55

Gambar 4.6. Pengujian drying shrinkage...56

Gambar 4.7. Hubungan antara drying shrinkage dangan waktu...57

Gambar 4.8. Grafik nilai Kuat Tekan Bebas Cement Treated Recycling Base60 Gambar 4.9. Grafik hubungan antara Kuat Tekan Bebas dengan kadar semen 62 Gambar 4.10. Drying shirinkage pada Cement Treated Recycling Base...64

Gambar 4.11. Drying shrinkage pada beberapa campuran ...65

Gambar 4.13. Grafik prediksi drying shrinkage pada Cement Treated Recycling Base...68

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

A = luas permukaan benda uji cm = centimeter

d = diameter fas = factor air semen gr = gram

in = inchi kg = kilo gram mm = milimeter Mpa = Mega pascal N = Newton

P = beban maksimum Shu = ultimate shrinkage t = waktu pengeringan to = waktu awal pengujian % = persentase

µm = mikro meter µs = micro strain

ε sh(t) = shrinkage umur t (selama pengujian) ε sh(u) = ultimate shrinkage

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A : Data Pemeriksaan Bahan

Lampiran B : Rekapitulasi Hasil Perhitungan Kebutuhan Benda Uji Lampiran C : Data Hasil Analisis Pengujian

Lampiran D : Syarat Administrasi Lampiran E : Dokumentasi

xiii

A. LATAR BELAKANG

Salah satu upaya memperbaiki kerusakan jalan adalah dengan pengembangan teknologi recycling terhadap perkerasan yang rusak menjadi pondasi dan stabilisasi tanah dasar dengan semen dan batu kapur. Prinsip dari proses ini adalah memanfaatkan material jalan yang ada yang sudah tidak memiliki nilai struktur untuk diolah dan ditambah bahan additive sehingga dapat dipergunakan kembali dengan nilai struktur yang lebih tinggi.

Pada akhir tahun 2008 ruas jalan Boyolali-Kartosuro dilaksanakan rehabilitasi jalan sepanjang 6,95 km dengan teknologi recycling in situ menggunakan metode Cement Treated Recycling Base (CTRB). Kondisi pada ruas jalan ini mengalami kerusakan cukup serius dibeberapa lokasi sehingga mengurangi kelancaran lalu lintas, sering terjadi kecelakaan, dan mengurangi kenyamanan pengguna jalan sehingga perlu ada penanganan untuk mengatasi hal itu.

Cement Treated Recycling Base (CTRB) adalah teknologi stabilisasi pondasi jalan dengan system daur ulang material perkerasan jalan dengan bahan additive semen. Material yang didaur ulang dengan semen ini umumnya dimanfaatkan dari material yang sudah ada di perkerasan lama dan digunakan sebagai lapis pondasi atas /Cement Treated Recycling Base (CTRB) atau lapis pondasi bawah / Cement Treated Recycling Sub Base (CTRSB).

Pengembangan teknologi recycling diharapkan tidak hanya dapat memperbaiki lobang atau kerusakan yang terjadi, tetapi juga memperkuat struktur jalan agar lebih tahan lama dan tidak mudah rusak kembali. Dengan teknologi recyclingaspal bekas dari jalan yang rusak, dapat membuat kekerasan mendekati beton, tetapi jalan lebih lentur. Sehingga jika tanah dasarnya turun, maka aspalnya ikut turun. Sedangkan jika menggunakan beton, jika tanah dasarnya turun, maka akan retak sehingga jalan beton tersebut harus dibongkar. Hal ini jelas menambah biaya, tenaga dan waktu sehingga dinilai kurang efisien. Dengan teknologi recycling, hanya tanah dasarnya saja yang diperbaiki dan diperkeras. (www.pu.go.id 3 Agustus 2007).

Teknologi recycling akan mengurangi pemakaian material baru, perlindungan sumber daya alam, penghematan sumber daya dan penghematan biaya konstruksi dan proses industri merupakan hal yang sangat penting dipertimbangkan. Jika menggunakan material baru (aspal concrete, lapisan base, material pilihan) akan membuat harga proyek jalan jauh lebih mahal dibandingkan teknologi recycling karena membuang material lama dan mencari menggunakan material baru dengan biaya yang besar.

Teknologi recycling dengan penggunaan material lama untuk perbaikan jalan tidaklah membutuhkan biaya besar karena hanya mengolah material yang lama. Keunggulan berikutnya yaitu dari sisi pertimbangan lingkungan. Artinya, sedapat mungkin diminimalisasi penggalian material baru yang akan bermuara terhadap menurunnya aktivitas pengrusakan lingkungan. Keunggulan lainnya dari sisi pertimbangan bahan bakar. Dengan tidak membutuhkan material baru sehingga relatif tidak mengeluarkan biaya pengangkutan ( biaya bahan bakar ).

Kuat tekan dan kuat tarik dicapai suatu bahan yang distabilisasi dgn semen sebagian besar ditentukan oleh jumlah dari semen yang ditambahkan, tipe bahan dan densitas bahan yang dicampur (Wirtgen, 2004 )

Karakteristik bahan yang didaur ulang dengan semen adalah kekuatan (strength), kepadatan dan potensi terjadinya retak akibat penyusutan (Wirtgen, 2004 ). Drying shrinkage adalah salah satu jenis penyusutan yang terjadi yang disebabkan oleh keluarnya air pori karena penguapan (evaporasi).

Drying shrinkage dimulai setelah campuran mengeras dan terjadi kehilangan uap air karena penguapan yaitu ketika bahan atau beton berada di lingkungan kering. Proses di atas kemudian mengakibatkan adanya tegangan kapiler yang menyebabkan dinding-dinding kapiler tertarik sehingga volume beton menyusut. Drying shrinkage akan terjadi dalam jangka panjang bahkan sampai bertahun-tahun sampai air yang terkandung di dalam beton benar-benar habis menguap. Faktor yang mempengaruhi drying shrinkage antara lain kadar agregat, kadar air, kadar semen dan bahan kimia pembantu, kondisi perawatan dan penyimpanan, pengaruh ukuran . (Nugraha, 2007)

B. PERUMUSAN MASALAH

Dari uraian latar belakang diatas maka permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah :

1. Berapakah kadar semen yang dapat digunakan untuk campuran Cement Treated Recycling Base (CTRB) pada rehabilitasi jalan Boyolali - Kartosuro 2. Berapakah besarnya drying shrinkage yang terjadi pada Cement Treated

Recycling Base ( CTRB ) pada rehabilitasi jalan Boyolali- Kartosuro.

C. PEMBATASAN MASALAH

Pembatasan masalah dalam penelitian dibatasi pada hal-hal sebagai berikut : 1. Lapisan perkerasan yang di teliti adalah lapisan Cement Treated Recycling

2. Gradasi agregat lapis pondasi atas dengan bahan tambah semen sesuai dengan Pd-T-08-2005 B

3. Benda uji untuk pengujian kuat tekan bebas/ Unconfined Compressive Strenght dalam bentuk silinder diameter 7 cm dan tinggi 14 cm. Pengujian dilakukan pada umur 7 hari dan 28 hari

4. Benda uji untuk pengamatan drying shrinkage dengan ukuran 10 cm x 10 cm x 25 cm. Pengamatan benda uji drying shrinkage pada 7 hari pertama, hari ke 14 dan hari ke 28.

5. Material Reclaimed Aspal Pavement (RAP) diambil dari hasil pengerukan perkerasan jalan Boyolali – Kartasura.

6. Kadar semen yang digunakan adalah 4%, 5% dan 6% adalah data sekunder dari PT. Pancadarma Puspawira

7. Tidak dilakukan penelitian tentang sifat kimia dari material penyusun Cement Treated Recycling Base (CTRB)

D. TUJUAN Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mengevaluasi berapa kadar semen yang dapat digunakan untuk campuran Cement Treated Recycling Base ( CTRB) pada rehabilitasi jalan Boyolali-Kartosuro

2. Mengetahui besarnya drying shrinkage yang terjadi pada Cement Treated Recycling Base ( CTRB) pada rehabilitasi jalan Boyolali – Kartosuro

E. MANFAAT Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :

1. Dapat mengetahui karakteristik dari Cement Treated Recycling Base (CTRB) yang meliputi kuat tekan bebas dan drying shrinkage.

2. Dapat memberikan tambahan wacana dan referensi dibidang pengembangan bahan perkerasan jalan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

A. TINJAUAN PUSTAKA

Prinsip dari proses recycling adalah memanfaatkan material jalan yang ada yang sudah tidak memiliki nilai struktur untuk diolah dan ditambah bahan additive sehingga dapat dipergunakan kembali dengan nilai struktur yang lebih tinggi. (http://kmptr4.wordpress.com/jalan-raya)

Pendaur-ulangan bahan-bahan perkerasan sudah menjadi suatu alternatif yang sehat untuk dipertimbangkan di dalam pemeliharaan jalan dan rehabilitasi. Konservasi sumber daya, pemeliharaan lingkungan adalah sebagian dari manfaatnya yang diperoleh dengan bahan-bahan perkerasan kita. Di Amerika Serikat lebih dari 50 juta ton (4536 juta Mg) dari campuran aspal digiling tiap-tiap tahun dengan pendaur-ulangan ke dalam campuran aspal yang baru sebagai suatu penerapan utama ( Taha, dkk, 2002 ).

Penelitian Daur ulang lapis perkerasan beton aspal dengan bahan tambah semen telah dilakukan oleh PUSLITBANG Jalan Jembatan tahun 2002 tujuan penelitian adalah memanfaatkan material beraspal yang sudah menurun mutunya dan meningkatkan kembali kemampuannya dengan jalan mendaur ulang dan semen sebagai bahan tambah. Hasil penelitian disimpulkan bahwa Nilai Kuat Tekan Bebas (KTB) campuran dengan proporsi campuran 60% bahan garukan dan 40% agregat baru dan kadar semen 6% untuk umur 7 hari belum mencapai nilai KTB yang dipersyaratkan oleh spesifikasi SNI 03-3438-1994 (tanah semen).

Makin besar prosentase penambahan agregat baru nilai KTB dan CBR makin tinggi dan kenaikan nilai KTB dengan penambahan 40% agregat baru sekitar 40%.( Puslitbang Prasarana Transportasi, 2002)

Penelitian yang sama dilanjutkan pada tahun 2003 oleh PUSLITBANG Jalan Jembatan disimpulkan bahwa dengan komposisi campuran terdiri dari 60% bahan garukan beton aspal dengan kadar aspal 4,65% dan 40% agregat tambah PI < 10% nilai Unconfined Compressive Strenght 7 hari adalah 32,50 kg/cm2, penambahan kadar semen akan meningkatkan nilai berat isi kering yang kurang berarti tetapi akan memberikan kenaikan nilai UCS yang cukup signifikan dan pemanfaatan bahan garukan dengan bahan tambah semen dari percobaan laboratorium dapat meningkatkan daya dukung sebesar 40%. (http: //www.pustran.go.id/LITDULPBABT Semen-Pustran 4 Oktober 2008)

Pada tahun 2006 Pusjatan melakukan uji coba konstruksi recycling sepanjang 2 km dengan additive semen setebal 40 cm + Binder + AC-WC dan pada tahun 2007 dilanjutkan dengan additive foam bitumen/aspal emulsi dan semen + binder + Ac – WC sepanjang 5 km. (Poernomo, 2007)

Kinerja recycling dilapangan baik untuk pelapisan ulang yang menggunakan leveling atau cold milling setebal 4-5 cm kemudian binder + wearing atau leveling + binder maupun untuk rekonstruksi perkerasan lama karena base sudah mengalami intermixing konstruksi recycling ini dapat dipakai karena :

1. Dengan mengganti leveling setebal 4 cm akan didapatkan recycling dengan foam bitumen setebal 14 cm sehingga tebal perkerasan yang merupakan satu

kesatuan adalah lebih dari 20 cm dan mempunyai bond stiffness yang cukup tinggi.

2. Dengan tebal lebih dari 20 cm maka umur jalan akan lebih panjang

3. Base akan menjadi lebih kedap air dan dapat menahan proses intermixing sehingga umur jalan akan lebih panjang

4. Kekuatan tiap lapisan yang terukur dan cukup kuat dapat menahan beban kendaraan yang berat (overloading)

Pada akhir tahun 2008 diruas jalan Boyolali- Kartosuro dilaksanakan rehabilitasi jalan sepanjang 6.95 km dengan teknologi recycling in situ metode Cement Treated Recycling Base (CTRB). Kadar semen yang digunakan dalam pekerjaan CTRB ini adalah sebesar 5.5%. (Karsikun,dkk 2008)

Penelitian recycling lapis perkerasan lama oleh Taha, dkk 2002, dengan memanfaatkan Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) dan agregat alam yang distabilisasi Cement By-pass Dust (bahan hasil sampingan selama produksi Portland semen) untuk lapisan perkerasan jalan, disimpulkan bahwa kepadatan kering maksimum dan kuat tekan tak terbatas akan secara umum meningkat ketika ada peningkatan isi agregat alam dan Cement By-pass Dust. Kadar optimum Cement By-pass Dust untuk digunakan di dalam stabilisasi RAP/virgin adalah 15% dan 100% Reclaimed Asphalt Pavement bisa dengan baik digunakan sebagai suatu bahan dasar yang konvensional jika yang distabilkan dengan Cement By-pass dust. (Taha dkk, 2002).

Penelitian drying shrinkage untuk lapis pondasi atas (base course) pada Preplaced-aggregate concrete yaitu beton yang diproduksi dengan menempatkan agregat kasar ke dalam bekisting terlebih dahulu kemudian menyuntikkan dengan grout semen untuk mengisi rongga yang kosong. Penelitian ini menggunakan factor air semen 0,5. Prosentase agregat kasar dalam campuran Preplaced-aggregate concrete lebih dari 90 %. Benda uji berbentuk prisma dengan ukuran 5 cm x 5 cm x 25 cm. Penelitian ini menggunakan Preplaced-aggregate concrete normal dan Preplaced-aggregate concrete dengan penambahan limbah batu tuff. Hasil penelitian disimpulkan bahwa dengan penambahan limbah batu tuff dalam campuran preplaced-aggregate concrete terjadi penurunan penyusutan sebesar 13.12% dari preplaced-aggregate concrete normal. (Dani, 2009)

B. LANDASAN TEORI

1. Konstruksi Perkerasan Jalan

Struktur pada konstruksi perkerasan jalan terdiri atas beberapa lapisan yaitu tanah dasar, lapis pondasi bawah, lapis pondasi atas dan lapisan permukaan. Sedangkan bahan utama yang digunakan adalah terdiri dari bahan tanah, bahan agregat (termasuk pasir), bahan semen dan bahan aspal tergantung dari jenis konstruksi yang digunakan.

Berdasarkan bahan pengikatnya konstruksi perkerasan jalan dapat dibedakan atas :

a. Perkerasan lentur (flexible pavement)

Perkerasan lentur (flexible pavement) yaitu perkerasan yang menggunakan aspal sebagai bahan pengikat. Lapisan-lapisan perkerasan bersifat memikul dan menyebarkan beban lalu lintas ke tanah dasar.

b. Perkerasan kaku (rigid pavement)

Perkerasan kaku (rigid pavement) yaitu perkerasan yang menggunakan semen (portland cement) sebagai bahan pengikat. Beton dengan tulangan dan tanpa tulangan diletakkan diatas lapis pondasi bawah atau langsung diatas tanah dasar yang sudah disiapkan. Kekuatan Plat beton yang tinggi dapat memikul sebagian besar beban lalu lintas.

c. Perkerasan komposit (composite pavement)

Perkerasan komposit (composite pavement) yaitu perkerasan yang mengkombinasikan perkerasan lentur di atas perkerasan kaku atau perkerasan kaku diatas perkerasan lentur. Perkerasan komposit adalah perkerasan beton semen dengan lapis permukaan aspal beton, dengan lapis aspal beton diperhitungkan sebagai bagian yang ikut memikul beban.

Jenis perkerasan yang umum dipergunakan di Indonesia adalah perkerasan lentur.

Gambar 2.1. Konstruksi Perkerasan Lentur

Lapisan Pondasi jalan adalah lapis perkerasan yang terletak dibawah lapis permukaan. Lapisan ini harus cukup kuat dan awet sehingga mampu untuk menahan beban roda lalu lintas. Lapis pondasi terdiri atas lapis pondasi atas (base course) dan lapis pondasi bawah (sub base course).

Fungsi Lapis Pondasi adalah antara lain :

a. sebagai perletakan atau lantai kerja terhadap lapis permukaan,

b. sebagai lapisan perkerasan yang menahan gaya lintang dari beban roda dan menyebarkan beban ke lapisan di bawahnya,

c. lapis peresapan agar air tanah tidak berkumpul dipondasi d. untuk mencegah tanah dasar masuk ke lapisan pondasi atas,

Jenis-jenisnya lapis pondasi adalah Lapis Pondasi Aggregat Kelas A, Lapis Pondasi Aggregat Kelas B dan kelas C, Asphal Treated Base

(ATB), Cement Treated Base (CTB), Cement Treated Recycling Base (CTRB).

2. Jenis Daur Ulang Dalam Konstruksi Jalan Daur Ulang dibagi menjadi 2 jenis yaitu :

a. Daur ulang campuran dingin ( cold mix recycling ):

Metode daur ulang dingin (cold recycling) yang umum dipakai dalam konstruksi jalan bila ditinjau dari penggunaan peralatan ada 2 macam yaitu 1) Teknik daur ulang ditempat in-situ recycling

Pada teknik ini digunakan in- place recycling machine. Pemanasan lapis perkerasan, pembongkaran, penggemburan lapis lama, penambahan bahan baru (agregat, aspal dan bahan peremaja) pencampuran, serta perataan dilakukan oleh satu unit peralatan yang terdiri dari pemanas lapis permukaan perkerasan (road preheater), Alat bongkar lapis perkerasan (hot milling), Alat pencampur bahan lama dengan bahan baru ( pugmill mixer ), Alat penghampar (paver / finishe), Alat perata dan pemadat (compacting screed)

2) Teknik daur ulang in-plant recycling

Pada teknik ini material bongkaran jalan lama hasil penggarukan dengan menggunakan alat penggaruk (milling) diangkut ke unit pencampur aspal (AMP) tipe Bach atau Continous yang telah dimodifikasi. Didalam unit pencampur ini material bongkaran tersebut dicampur dengan material baru yaitu agregat, aspal dan bahan peremaja

bila diperlukan. Campuran tersebut kemudian diangkut ke lokasi penghamparan dan dihampar dengan mennggunakan alat penghampar kemudian dipadatkan. Peralatan yang di perlukan untuk pelaksanaan daur ulang plantmix antara lain Alat penggaruk (milling), Unit pencampur aspal (AMP), Dump truck, Alat penghampar, Alat pemadat. Cold mix recycling ini bisa dengan menambah semen dapat digunakan sebagai Cement Treated Recycling Base (CTRB) dan Cement Treated Recycling Sub Base (CTRSB) dan pengikat aspal emulsi atau pengikat foam bitumen biasa disebut CMRFB ( Cold Mix Recycling by Foam Bitumen ) Base.

b. Daur ulang campuran panas ( hot mix recycling ):

Daur ulang bahan garukan yang dipanaskan kembali di AMP

3. Bahan-Bahan Penyusun Perkerasan Daur Ulang

Pada umumnya ada 3 jenis bahan yang dapat digunakan pada daur ulang yaitu bahan lama (reclaimed), bahan baru (agregat dan aspal keras) dan bahan stabilisasi (semen, aspal emulsi, foam bitumen). (Wirtgen, 2004).

Bahan - bahan pada pekerjaan Cement Treated Recycling Base (CTRB) adalah bahan garukan perkerasan jalan lama, agregat baru, semen portland, air. Dari campuran semen dan material pondasi jalan ini setelah dipadatkan akan menghasilkan bahan menyerupai beton (soil concrete) dan material tersebut diharapkan akan memberikan stabilitas yang lebih baik pada pondasi jalan.

a. Bahan Garukan

Bahan garukan yang digunakan dalam pekerjaan Cement Treated Recycling Base (CTRB) yaitu pondasi jalan lama yang terdiri dari tanah, agregat dan aspal. Lapisan perkerasan yang telah mengalami kerusakan digaruk dengan hot milling, cold milling dan grader. Lapisan perkerasan yang akan di garuk tergantung dari penyebar kerusakan yang terjadi. Jika kerusakan terjadi pada lapisan permukaan hingga ke lapisan base dan sub base maka penggarukan dapat dilakukan hingga kelapisan bawah tersebut.

b. Agregat Baru

Dalam kegiatan daur ulang lapis perkerasan digunakan agregat baru dengan tujuan untuk menambah ketebalan hamparan (meningkatkan nilai struktur perkerasan) dan memperbaiki gradasi campuran bahan garukan

(Puslitbang, 2002). Pengertian agregat dalam SNI 03-2847-1992 dijelaskan sebagai material granular seperti pasir, kerikil, batu pecah dan kerak tungku pembakaran besi yang digunakan bersama-sama dengan suatu media pengikat membentuk adukan. Agregat merupakan komponen utama dari lapisan perkerasan jalan yaitu mengandung 90-95% agregat berdasarkan persentase berat dan 75-85% agregat berdasarkan persentase volume. Bila agregat yang akan digunakan tersebut tidak memenuhi syarat maka dapat pula dilakukan perbaikan sifat-sifat fisik agregat yaitu dengan cara antara lain menggabungkan dengan beberapa agregat yang lain atau dilakukan stabilisasi dengan bahan pengikat (semen atau aspal) agar dapat meningkatkan kekuatan campuran agregat. ( Departemen PU, 2005 )

Agregat yang digunakan pada konstruksi perkerasan jalan dapat dikelompokkan berdasarkan :

1. Asal, dibedakan atas batuan beku,batuan endapan,batuan malihan 2. proses pengolahan, dibedakan atas agregat alam, agregat pecah,

agregat daur ulang , agregat buatan

3. Berdasarkan penggunaanya di lapangan, dibedakan atas gradasinya. 4. Berdasarkan ukuran butiran

Tabel 2.1. Jenis agregat berdasarkan ukurannya No Jenis agregat The asphalt institute dan

Depkimpraswill

Bina Marga 1. Agregat Kasar > No.8 (2,36 mm) >No.4 (4,75 mm) 2. Agregat Halus < No.8 (2,36 mm) <No.4 (4,75 mm) 3. Filler Lolos no.30 (0.60 mm) 75% lolos no.200

(0.075 mm) Sumber : (Sukirman, 1999)

Sifat-sifat fisik agregat yang mempengaruhi campuran agregat yang perlu diperhatikan antara lain adalah ( Departemen PU, 2005 ) : 1. Berat Jenis

Berat jenis dari agregat sangatlah penting guna menentukan isi pori suatu campuran. Hal ini sangatlah penting didalam proses pemadatan campuran agregat di lapangan

2. Kekerasan Agregat

Sifat ini dibutuhkan untuk menghindarkan terjadinya kerusakan agregat akibat lalu lintas sehingga akan mengakibatkan kehilangan kestabilan.

3. Gradasi Agregat

Susunan gradasi agregat akan sangat menentukan dalam kekuatan, kestabilan dan kekedapan suatu campuran agregat. Agregat dengan gradasi menerus mempunyai stabilitas campuran yang tinggi yang diakibatkan dari interlocking butiran agregat. Sedangkan agregat yang bergradasi senjang atau terbuka tidaklah demikian. Prosentase agregat

halus dalam suatu campuran agregat juga dapat berpengaruh dalam stabilitas campuran.

4. Durabilitas

Agregat yang digunakan dalam konstruksi jalan ini harus tahan/ awet terhadap pengaruh cuaca.

5. Bentuk Butir dan Tekstur Permukaan

Makin banyak prosentasi pecah agregat, semakin tinggi pula kekuatan campuran agregat tersebut. Sedangkan penggunaan agregat yang pipih dan panjang akan menimbulkan segregasi selama proses pencampuran dan cenderung mempunyai kekuatan yang rendah. Tekstur permukaan penting untuk pengikatan antara agregat dengan aspal. Permukaan agregat yang halus memang mudah dilabur dengan aspal, namun sulit untuk mempertahankan film aspal tetap melekat. 6. Kebersihan agregat

Kebersihan agregat akan mempengaruhi kekuatan campuran agregat tersebut. Semakin tinggi indeks plastisitasnya maka semakin menurun pula kekuatan agregat tersebut.

7. Kadar air

Kadar air ini sangat berpengaruh dalam proses pemadatan agar didapatkan kepadatan lapangan yang diizinkan.

Gradasi campuran bahan garukan atau kombinasi bahan garukan dan agregat baru sesuai dengan gradasi seperti ditunjukkan pada Tabel 2.2 Tabel 2.2. Gradasi campuran bahan garukan

Presentse yang lolos saringan Ukuran Saringan

(ASTM)

Lapis Pondasi Lapis Pondasi Bawah 2” (50,0 mm)

1 1/2” (37,5 mm) 100 88 – 95

1” (25,0 mm) 79– 85 70 – 85

3/8” (9,50 mm) 44– 58 30 – 65

No.4 (4,75 mm) 29– 44 25 – 55

No.10 (2,0 mm) 17– 30 15 – 40

No.40 (0,425 mm) 7– 17 8 – 20

No.200 (0,075 mm) 2- 8 2 – 8

Sumber : Pedoman Teknis – 08-2005-B (Departemen PU, 2005)

c. Semen Portland

Menurut SII 0013-1981, definisi semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat kalsium yang bersifat hidrolis bersama bahan-bahan yang biasa digunakan yaitu gypsum. Fungsi utama semen dalam proses daur ulang adalah untuk meningkatkan kekuatan (strength). Hidrasi dari semen merupakan factor penting pada perubahan sifat teknis material. Perubahan ini terwujud dari adanya pembentukan sementasi material selama proses hidrasi. 1. Susunan kimia semen

Unsur – unsur utama yang membentuk semen Portland terdiri atas kapur, silica, alumina dan oksida besi. Unsur – unsur tersebut keberadaannya dalam bentuk senyawa – senyawa seperti yang disebutkan berikut ini :

1) Trikalsium silikat (3CaO.SiO2), symbol C3S. 2) Dikalsium silikat (2CaO.SiO2), symbol C2S. 3) Trikalsium aluminat (3CaO.Al2O3), symbol C3A.

4) Tetrakalsium aluminoferit (4CaO.Al2O3Fe2O3), symbol C4AF. 2. Klasifikasi dan syarat teknis

Klasifikasi semen sebagai berikut ( SNI 03-6861.1-2002 ) :

1) Tipe 1, penggunaan untuk konstruksi pada umumnya. Konstruksi tidak menuntut persyaratan khusus dalam penggunaan semen sebagai bahan ikat beton.

2) Tipe 2, penggunaan untuk konstruksi pada umumya. Tuntutan persyaratan konstruksi adalah penggunaan semen untuk konstruksi yang tahan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.

3) Tipe 3, penggunaan untuk konstruksi yang menuntut persyaratan kekuatan awal tinggi.

4) Tipe 4, penggunaan untuk konstruksi yang menuntut persyaratan panas hidrasi rendah.

5) Tipe 5, penggunaan untuk konstruksi yang menuntut persyaratan sangat tahan terhadap sulfat.

d. Air

Air merupakan salah satu bahan yang digunakan dalam daur ulang campuran dingin (cold recycling). Air digunakan untuk bereaksi dengan semen Portland, menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar dapat mudah dikerjakan (diaduk, dituang, dipadatkan)

Air yang diperlukan tergantung pada faktor-faktor dibawah ini :

1. Ukuran agregat maksimum, diameter membesar kebutuhan air menurun 2. Bentuk butir, bentuk bulat kebutuhan air menurun(batu pecah perlu lebih

banyak air)

3. Gradasi agregat, gradasi baik kebutuhan air menurun untuk kelecakan yang sama

4. Kotoran dalam agregat, makin banyak silt, tanah liat, lumpur kebutuhan air akan meningkat

5. Jumlah agregat halus dibandingkan agregat kasar. Agregat halus lebih sedikit kebutuhan air menurun.

4. Karakteristik Daur Ulang Bahan Garukan Perkerasan Dengan Semen

Material yang didaur ulang dengan semen ini umumnya dimanfaatkan dari material yang sudah ada di perkerasan lama dan digunakan sebagai lapis pondasi atas /Cement Treated Recycling Base (CTRB) atau lapis pondasi bawah / Cement Treated Recycling Sub Base (CTRSB).

Adapun karakterisitk daur ulang bahan garukan perkerasan dengan semen adalah :

a. Kekuatan (Strength)

Kuat tekan dan kuat tarik dicapai suatu bahan yang stabilisasi dengan semen adalah sebagian besar ditentukan oleh jumlah dari semen yang ditambahkan, tipe bahan dan densitas bahan yang dicampur. Penentuan prosentase dari semen ditentukan berdasarkan berat dan volume.

Homogenitas campuran sangat dibutuhkan untuk mencapai kekuatan maksimum. Waktu pencampuran yang dibutuhkan adalah dari saat air ditambahkan terhadap material bahan garukan dan semen hingga campuran terlihat homogen.

Tabel 2.3. Keuntungan dan kerugian stabilisasi dengan semen

No Keuntungan Kerugian

1. Ketersediaan. Semen dapat diperoleh di seluruh dunia, dalam partai besar.

Pecah Penyusutan adalah tak terelakkan. Bagaimanapun, itu dapat kurangi.

2 Harga. Sehubungan dengan aspal, semen relative murah.

Kekakuan, Peningkatan di dalam perkerasan flesibel

3 aplikasi. Semen dapat disebar dengan tangan

4 Penerimaan. Semen adalah terkenal konstruksi industri. Spesifikasi Dan Metoda Test baku pada umumnya tersedia.

Memerlukan perlindungan dan perawatan sesuai dari awal lalu lintas yang berat, slow-moving sarana

Sumber : (Wirtgen, 2004)

Kekuatan secara umum meningkat di suatu hubungan yang linier dengan isi semen, hanya untuk tipe bahan dan semen yang berbeda. Kuat Tekan (Unconfined Compresive Strenght test) secara normal digunakan untuk mengevaluasi material yang disemen. Nilai UCS umumnya ditentukan dari spesimen yang disiapkan yang sudah rawat untuk 7 hari pada suatu temperatur 22° C dan suatu kelembaban di atas 95%. (Wirtgen, 2004 )

Tabel 2.4. Kriteria kekuatan campuran daur ulang perkerasan dengan semen

Kuat tekan bebas pada umur 7 hari (Kg/cm2)

Peruntukan UCS

(d= 70 mm , t= 140 mm)

Kuat Tekan Beton Silinder (d= 150 mm ,t= 300 mm)

Lapis pondasi atas (CTRB) Min 30 Min 35

Lapis Pondasi bawah (CTRSB) Min 20 Min 25

Sumber : Poernomo, 2007

Untuk mendapatkan besar tegangan hancur dari benda uji tersebut dilakukan dengan perhitungan :

P

f’c = --- ………..………..……..……. (2.1) A

dengan , f’c = Nilai Unconfined Compressive Strength (kPa) P = beban maksimum (KN)

A = Luas permukaan benda uji tertekan (mm2)

b. Kepadatan

Densitas memainkan suatu peran yang utama di dalam menentukan kekuatan ultimat , sedang suhu secara langsung mempengaruhi tingkat kekuatan, yang lebih tinggi suhu lebih cepat tingkat keuntungan dari kekuatan. Maka adalah penting mempercepat operasi penempatan dan pemadatan setelah pendaur-ulangan untuk mencapai kepadatan

maksimum seperti juga perolehan kekuatan-kekuatan yang diantisipasi dari bahan yang dicampur.

Kepadatan bahan akan sangat mempengaruhi kekuatan dari bahan yang distabilisasi. Umumnya kepadatannya dinyatakan dalam berat isi kering (γd).

Faktor – faktor yang mempengaruhi hasil pemadatan : 1) Kadar air optimum

Agar tanah atau campuran dapat dipadatkan maka pemadatan harus dilakukan pada kondisi kadar air optimumnya. Pada kondisi ini tanah akan mudah dikerjakan dengan daya pemadat tertentu, butir-butir agregat menjadi serapat mungkin dan udara akan keluar dari rongga-rongganya. Kadar air optimum diperoleh berdasarkan nilai kepadatan maksimum yang dicapai dengan pengujian kepadatan ringan (SNI 03-1742-1989), yang disebut dengan proctor standar atau pengujian kepadatan berat (SNI 03-1742-1989).

2) Jenis Bahan

Pada energy pemadatan yang sama tanah dengan jenis yang berbeda akan menghasilkan kepadatan maksimum dan kadar air optimum yang berbeda

3) Energy Pemadatan

Daya pemadatan yang diberikan dapat mempengaruhi tingkat kepadatan dan kadar air optimum yang dihasilkan.

c. Potensi terjadinya retak

Retak-retak bersifat tak bisa terelakkan ketika suatu bahan diperlakukan dengan semen. Ketika semen bercampur dengan air terjadi reaksi kimia proses ini disebut hidrasi yang menghasilkan kalsium silikat dan kalsium hidrosida. Retak dengan dua pertimbangan yang sangat berbeda. Pertama adalah suatu fungsi reaksi kimia berlangsung ketika hidrat-hidrat semen bercampur dengan air dan kemudian bereaksi. Beban lalu lintas adalah penyebab yang kedua. Pengaturan jarak retak, lebar retak dan derajat tingkat keretakan sebagian besar dipengaruhi oleh (Wirtgen, 2004) : 1) Isi semen.

Meningkatkan isi semen oleh karena itu meningkatkan derajat tingkat keretakan dan adalah salah satu dari pertimbangan dasar untuk minimalkan penambahan semen untuk mencapai persyaratan-persyaratan desain.

2) Tipe dari bahan yang menjadi stabilised.

3) Kandungan uap air pemadatan. Derajat tingkat keretakan adalah suatu fungsi jumlah dari uap air yang hilang ketika bahan mengering. Membatasi kandungan air (yaitu. menurunkan air, semen) pada waktu pemadatan kurang dari 75 % kandungan uap air kejenuhan dapat mengurangi derajat tingkat keretakan

4) Tingkat pengeringan.

Ketika semen dicampur bahan menyusut, Derajat tingkat keretakan adalah sebagian besar ditentukan oleh tingkat perkembangan kekuatan sehubungan dengan tingkat pengurangan retak kerutan adalah bersifat lebih luas ada di permukaan dibanding pada dasarnya (pengeringan memulai di permukaan)

5. Drying Shrinkage

Drying Shrinkage adalah penyusutan yang disebabkan oleh keluarnya air pori karena penguapan (evaporasi). Drying shrinkage dimulai setelah beton mengeras dan terjadi kehilangan uap air karena penguapan, yaitu ketika beton berada di lingkungan kering. Dari proses di atas kemudian mengakibatkan adanya tegangan kapiler yang menyebabkan dinding-dinding kapiler tertarik sehingga volume beton menyusut. Beton akan terus-menerus mengalami drying shrinkage dalam jangka panjang bahkan sampai bertahun-tahun sampai air yang terkandung di dalam beton benar-benar habis menguap.

L0 _L 2

L1

sh

ri

n

k

ag

e

Drying shrinkage terjadi ketika beton diekspos pada lingkungan yang kering, sehingga mengakibatkan perubahan volume. Namun apabila beton ditempatkan dalam air, yang mempunyai kelembaban tinggi, akan terjadi pengembangan (swelling). Istilah penyusutan / shrinkage digambarkan sebagai penurunan volume material dengan waktu tertentu yang terkait dengan suatu perubahan di dalam kelembaban dan perubahan temperatur, yang terjadi tanpa adanya tekanan atau pembebanan. Drying shrinkage pada beton disebabkan oleh penarikan air dari beton pada saat mengeras yang disimpan di dalam ruangan dengan udara terbuka (Neville, 1995).

Pengukuran shrinkage dilakukan dengan cara membandingkan antara selisih panjang awal dan panjang akhir dengan panjang mula-mula benda uji. Agar lebih jelas, berikut ini disajikan gambar yang menjelaskan hubungan penyusutan terhadap waktu.

Hubungan penyusutan terhadap waktu pada pengukuran drying shrinkage disajikan dalam Gambar 2.3.

t0 t1 t2 waktu

Tabel 2.5. Penyusutan terhadap waktu

Waktu Panjang Perubahan Panjang dari t0 Shrinkage

t0 L0 0 0

t1 L1 L0-L1 (L0-L1)/L0

t2 L2 L0-L2 (L0-L2)/L0

a. Mekanisme terjadinya drying shrinkage

Berikut ini dijelaskan mekanisme terjadinya penyusutan (drying shrinkage) dalam suatu campuran beton :

1) Sifat dasar yanag tidak stabil dari hasil pembentukan awal kalsium silikat hidrat pada penyusutan saat terjadi proses pengeringan. Sifat yang tepat dan terperinci dari mekanisme ini sukar dimengerti dan merupakan sesuatu yang bersifat permanen dan tidak diubah

2) Dalam pasta semen terdapat pori-pori besar dan kecil.

Mula-mula pori yang terdapat didalam beton terisi penuh air tetapi dengan bertambahnya umur beton, maka air tersebut perlahan-lahan akan menguap kelur dari beton. Air yang pertama menguap adalah air yang terdapat pada pori yang besar, berlangsung sampai air pada pori yang besar abis. Berkurangnya air dari pori yang besar ini belum menimbulkan shrinkage. Pada saat itu tidak ada lagi sumber air dalam pori yang besar, maka air dari kepiler beton yang lebih kecil dan lebih halus secara berangsur-angsur akan mulai menguap. Kehilangan dari air kapiler kecil inilah yang menyebabkan terjadinya tegangan pori yang signifikan dan menyebabkan penyusutan (shrinkage)

3) Luas Permukaan dari sistem koloid pasta semen cukup luas, sehingga air yang terserap di permukaan akan mempengaruhi keseluruhan sifat sistem koloid tersebut. Ketika air menguap terjadi perubahan energy didalam system koloid silikat hidrat. Perubahan energy ini menyebabkan terjadinya penyusutan

4) Pada saat semen dicampur dengan air maka akan terjadi reaksi kimia, hal ini yang disebut sebagai proses hidrasi. Proses ini yang menghasilkan proses hidrasi yang berupa kalsium silikat gel (C-S-H gel) dan kalsium hidrosida. Air yang ada dalam beton sebagian digunakan untuk proses hidrasi dan sebagian lagi digunakan untuk mengisi pori-pori pada pasta semen. Pada saat beton mulai mongering, air bebas pada pori yang tidak terikat secara fisik maupun kimiawi akan keluar tetapi tidak begitu signifikan menyebabkan perubahan volume. Saat air bebas telah habis, air yang terikat secara fisik akan keluar, sehingga hal inilah yang signifikan menimbulkan terjadinya penyusutan.

Proses-proses diatas berperan secara terpisah atau kombinasi sehingga menyebabkan terjadinya drying shrinkage

b. Faktor-Faktor yang mempengaruhi drying shrinkage

Seperti halnya pada campuran beton penyusutan disebabkan oleh beberapa faktor sebagai berikut :

1) Jumlah agregat

Agregat kasar khususnya berfungsi sebagai penahan susut pasta semen, jadi semakin banyak jumlah agregat yang terdapat didalam beton maka susut terjadi semakin kecil.Kayali et al (1999) menyatakan bahwa agregat yang mengisi antara 65% sampai 75% dari total volume beton berpengaruh besar dalam mengurangi penyusutan.Pengaruhnya adalah untuk menahan jumlah drying shrinkage pada beton sebab pori-pori yang terisi oleh pasta semen menjadi kecil. Gradasi dari agregat tidak mempengaruhi besarnya penyusutan, tetapi dengan memasukkan agregat dengan gradasi yang besar akan memperkecil penggunaan semen sehingga penyusutan menjadi kecil

2) Ukuran dan bentuk beton

Kecepatan penyusutan terpengaruh oleh ukuran dan bentuk beton. Laju penyusutan akan berkurang jika volume elemen beton besar. Pada umumnya kecepatan penyusutan menurun sejalan dengan naiknya ukuran benda uji, karena beton memerlukan waktu yang lama agar air pori didalam beton yang besar berpindah dan menjangkau permukaan beton selama proses pengeringan.

3) Faktor air semen

Peningkatan besarnya factor air semen (fas) akan mengakibatkan semakin besar pula efek susut yang terjadi .Peningkatan fas maka akan mempertinggi dan mempercepat perkembangan drying shrinkage pasta semen, sehingga akan menyediakan lebih banyak ruang untuk air

bebas berdifusi dan memperkecil nilai kekakuan dari susunan yang padat untuk menahan deformasi. Pengaruh ini juga diduga terjadi pada beton.

4) Jumlah dan kehalusan semen

Semakin banyak kandungan pasta semen didalam beton, maka semakin tinggi drying shrinkage yang terjadi. Penelitian Kayali et al (1999) juga menyimpulkan bahwa kandungan pasta semen secara signifikan memperbesar penyusutan. Kristiawan (2002 : 42) menyebutkan bahwa kehalusan semen rupa-rupanya juga menjadi factor pada penyusutan. Semen dengan ukuran partikel lebih kasar dari saringan no 200, bereaksi sangat lambat, mempunyai efek untuk menahan susut setara dengan efek dari agregat.

5) Bahan tambah mineral

Dengan menambahkan bahan mineral tertentu dalam beton maka dapat mengurangi besarnya drying shrinkage. Dalam Kristiawan (2002) disebutkan bahwa beberapa ahli seperti Fattuhi dan al khaiat menyatakan bahwa penyusutan benda uji prisma berukuran 75x75x285 mm dengan variasi kelembaban dengan penambahan silica fume pada takaran 10% dari berat semen akan mengurangi penyusutan.

6) Kelembaban udara

Drying shrinkage yang terjadi pada benda uji silinder yang dikondisikan berada pada kelembaban relative dan temperature konstan, akan memperlihatkan bahwa drying shrinkage benda uji pada

kelembaban yang konstan lebih tinggi daripada drying shrinkage pada kelembaban bervariasi. Semakin lembab tempat disekitar beton maka akan semakin kecil laju penyusutan.

7) Chemical admixture

Penggunaan Chemical admixture dalam campuran beton berpengaruh besar terhadap penyusutan yang terjadi. Brooks (dalam Kristiawan, 2002) menjelaskan bahwa ada peningkatan secara umum pada penyusutan sebanyak 20% dibandingkan dengan beton yang tidak terkontrol campurannya.

c. Prediksi Drying Shrinkage Jangka Panjang

Perkiraan nilai drying shrinkage pada masa mendatang sangat penting digunakan dalam merencanakan umur dan daya tahan struktur bangunan. Sehingga perlu diadakan pengukuran nilai drying shrinkage dalam jangka pendek. Ekstrapolasi nilai ultimate shrinkage dari pengukuran shrinkage jangka pendek adalah metode paling tepat untuk memprediksi nilai penyusutan jangka panjang.

Terdapat beberapa metode yang dapat digunakan untuk memprediksi nilai drying shrinkage beton. Beberapa diantaranya adalah ACI 209 R-92 , almudaiheem dan will Hansen, serta Bazant dan Panula. Kemajuan dalam perkiraan dapat dicapai dengan menggunakan nilai penyusutan yang teliti dari pengujian jangka pendek (28 hari) untuk memperkirakan penyusutan jangka panjang.

ACI Committee 209 merekomendasikan untuk memprediksi penyusutan beton jangka panjang dari data-data jangka pendek dengan rumus sebagai berikut :

t

εsh (t) = ______ εsh (u) ……… (2.2)

35 + t dengan :

t = umur pengeringan

35 = waktu yang diperlukan untuk mencapai susut paruh waktu

εsh (t) = shrinkage umur t (selama pengujian)

εsh(u) = Ultimate shrinkage

Bazant dan Panula mengusulkan rumus yang juga merupakan salah satu ekspresi dari penerapan prediksi drying shrinkage yang telah dievaluasi dengan baik.

Rumus Bazant dan Panula dapat dijelaskan sebagai berikut : t

εsh (t) = εsh (u) _________ ……….……….… (2.3)

( τ + t )

dengan :

t = umur pengeringan

εsh (t) = shrinkage umur t (selama pengujian)

εsh (u) = Ultimate shrinkage

τ = waktu untuk mencapai susut paruh waktu

Rumus- rumus tersebut diatas dapat digunakan untuk memprediksi susut jangka panjang dalam penelitian ini

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. METODE PENELITIAN

Penelitian dilakukan dengan metode eksperimen dengan cara melakukan percobaan dilaboratorium untuk memperoleh data yang diinginkan.Tujuan utama dari penelitian adalah mengetahui nilai kuat tekan bebas (Unconfined Compressive Strength), dan drying shringkage dari campuran Cement Treated Recycling Base (CTRB)

B. TEMPAT PENELTIAN

Pelaksanaan penelitian ini dilakukan di laboratorium bahan dan laboratorium struktur. Pembuatan benda uji dan pengujian kuat tekan bebas (UCS) dilaksanakan dilaboratorium Bahan, dan untuk pengujian drying shrinkage di Laboratorium Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

C. WAKTU PENELITIAN

Penelitian dilaksanakan di laboratorium Bahan dan laboratorium Struktur Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta dari tgl 4 Nopember sampai dengan tgl 17 Desember 2008.

D. TEKNIK PENGUMPULAN DATA

Teknik pengumpulan data yang dilakukan berupa pengumpulan data primer dan data sekunder. Untuk beberapa hal pada pengujian bahan, digunakan data sekunder yang dikarenakan penggunaan bahan dari sumber yang sama.

1. Data primer yaitu data yang diperoleh secara langsung dari pelaksanaan penelitian di laboratorium. Adapun data primer yang didapat dalam penelitian ini adalah :

1) Abrasi agregat

2) Nilai Kuat Tekan Bebas / Unconfined Compressive Strength, 3) Drying shrinkage.

2. Data sekunder yaitu data yang diperoleh dari data yang telah ada atau data hasil penelitian sebelummnya yang masih berhubungan dengan penelitian ini. Adapun data sekunder yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

1) Kadar air optimum , 2) Kadar semen 3) Berat isi kering

4) Berat jenis agregat dan penyerapan agregat halus 5) Berat jenis agregat dan penyerapan agregat kasar,

E. BAHAN DAN PERALATAN PENELITIAN 1. Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah : 1) Reclaimed Asphalt Pavement (RAP)

Untuk penelitian ini Reclaimed Asphalt Pavement di peroleh dari pengerukan ruas jalan Boyolali-Kartosuro.

2) Semen

Semen yang digunakan adalah Semen Portland Gresik OPC (Ordinary Portland Cement) jenis I.

3) Air

Air yang digunakan adalah air bersih dari Laboratorium Bahan Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret yang layak dikonsumsi sebagai air minum.

2. Peralatan Penelitian

Penelitian ini menggunakan peralatan yang ada di Laboratorium Bahan, dan Laboratorium Struktur Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. Peralatan yang dipakai pada penelitian ini adalah :

a. Alat pemeriksaan gradasi agregat

1) Satu set ayakan dengan susunan diameter lubang 50 mm, 37,5 mm, 25,0 mm, 9,5 mm, 4,75 mm, 2,0 mm, 0,425 mm, 0,075 mm dan pan. 2) Neraca

b. Alat pembuat benda uji

2) Oven dengan pengatur suhu dan thermometer 3) Neraca triple beam

4) Satu set alat pencampur (sendok dan baskom) 5) Alat penumbuk manual dengan diameter 5 cm 6) Pisau Perata, Gelas ukur

7) Cetakan benda uji kuat tekan bebas/ Unconfined Compressive strength (UCS) diameter 7 cm dan tinggi 14 cm

8) Cetakan untuk pengujian drying shrinkage dengan ukuran 10 cm x 10 cm x 25 cm

c. Alat uji Kuat Tekan bebas /Unconfined Compressive Strength

Pengujian kuat tekan bebas / Unconfined Compressive Strength menggunakan alat Universal Testing Machine (UTM) di laboratorium bahan Fakultas Teknik UNS

d. Alat uji drying shrinkage

1. Dial gauge untuk mengukur susut yang terjadi pada benda uji 2. Dudukan digunakan untuk meletakkan dial gauge dan benda uji 3. Timbangan digital,

F. BENDA UJI

Adapun benda uji yang akan dibuat dalam penelitian ini adalah :

1) Pengujian kuat tekan bebas (unconfined compressive strength test) menggunakan silinder dengan diameter 7 cm dan tinggi 14 cm sebanyak 3 buah untuk tiap variasi kadar semen.

2) Pengujian drying shrinkage cetakan ukuran 10 cm x 10 cm x 25 cm sebanyak 2 buah untuk tiap variasi kadar semen

Tabel 3.2 Jumlah Benda uji

Pengujian

UCS Drying Shrinkage Variasi

kadar semen

Reclaimed Aspalt

Pavement 7 hari 28 hari 10 x 10 x 25 4 % 5% 6% 100% 3 3 3 3 3 3 -2 2

Jumlah 9 9 4

G. TAHAPAN PENELITIAN Adapun tahapan penelitian yang dilakukan adalah : 1. Tahap I

Tahap persiapan dimana kita mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan pada penelitian ini. Bahan-bahan yang dipersiapkan adalah Reclaimed Aspal Pavement (RAP), semen, air.

2. Tahap II

Tahap Pemeriksaan bahan meliputi pemeriksaan gradasi agregat, a.Pengujian Gradasi agregat

1. Tujuan : Mengetahui variasi ukuran agregat 2. Prosedur :

b) Memasang ayakan dengan susunan sesuai diameter lubang 50 mm, 37,5 mm, 25,0 mm, 9,5 mm, 4,75 mm, 2,0 mm, 0,425 mm, 0,075 mm dan pan.

c) Masukkan agregat ke dalam ayakan teratas kemudian ditutup rapat

d) Mengetarkan ayakan selama 5 menit, kemudian susunan ayakan diambil dari mesin penggetar

e) Memindahkan agregat yang tertinggal dalam masing-masing ayakan ke dalam cawan lalu ditimbang

f)Menghitung prosentase berat agregat yang tertinggal pada masing-masing ayakan.

b. Pemeriksaan semen. Pemeriksaan semen dilakukan dengan pengamatan visual. Semen dianggap baik apabila belum terjadi penggumpalan. c.Pemeriksaan air. Pemeriksaan air tidak dilakukan karena air diambil dari

saluran air bersih Laboratorium Bahan Fakultas Teknik UNS 3. Tahap III

Dari data sekunder kadar semen dan kadar air optimum yang didapat maka selanjutnya dibuat rencana campuran untuk pembuatan benda uji kuat tekan bebas / Unconfined Compressive Strength dan drying shrinkage. Kadar semen dan kadar air dihitung terhadap berat total agregat.

1) Pembuatan benda uji kuat tekan bebas / Unconfined Compressive Strength (UCS)

a. Siapkan bahan-bahan untuk campuran

b. Timbang bahan-bahan yang akan digunakan secukupnya untuk membuat benda uji masing-masing 3 benda uji untuk 3 variasi kadar semen.

c. Campur bahan-bahan tersebut dengan terlebih dahulu dilakukan pembasahan (kadar air penyelimutan) dan ditambahkan kadar air optimum aduk sampai rata

d. Cetak benda uji dengan segera memadatkan campuran yang telah disiapkan kedalam cetakan silinder diameter 7 cm dan tinggi 14 cm dalam 3 lapis masing lapis dipadatkan sebanyak 25 kali tumbukan. Tumbukan diatur merata diseluruh permukaan benda uji

e. Peram benda uji di dalam cetakan didalam ruang lembab selama 12 jam atau lebih lama bila diperlukan

f. Setelah waktu pemeraman tercapai keluarkan dari dalam cetakan dan beri kode pada masing-masing contoh.

2) Pembuatan benda uji drying shrinkage

Tujuan mengetahui besarnya penyusutan yang terjadi pada campuran Cement Treated Recycling Base (CTRB).

a. Prosedur pembuatan :

Benda uji dibuat dengan ukuran 10 cm x 10 cm x 25 cm. 1. Siapkan bahan-bahan untuk campuran

2. Timbang bahan-bahan yang akan digunakan secukupnya untuk membuat benda uji masing-masing 2 benda uji untuk 2 variasi kadar semen.

3. Campur bahan-bahan tersebut dengan terlebih dahulu dilakukan pembasahan (kadar air penyelimutan) dan ditambahkan kadar air optimum aduk sampai rata

4. Cetak benda uji dalam cetakan dan disimpan 1 hari. 4. Tahap IV

Pada tahap ini dilakukan perawatan benda uji.

a. Benda uji untuk pengujian kuat tekan bebas dibungkus plastik lalu disimpan pada tempat pemeraman masing-masing selama 7 hari. Guna menjaga kondisi tetap lembab benda uji ditutup karung basah.

b. Benda uji drying shrinkage tidak memerlukan perawatan khusus hanya cukup dibiarkan dalam ruangan terbuka dan langsung diamati penyusutannya setelah cetakan dibuka pada umur 1 hari. Pengukuran dilakukan selama 7 hari pertama dengan interval 1 hari, sesudah itu pada hari ke 14 dan hari ke 28.

4. Tahap V

Tahap ini dilakukan pengujian Kuat Tekan Bebas/ Unconfined compressive Strenghtdan drying shrinkage

a. Pengujian Kuat Tekan Bebas

Pengujian kuat tekan bebas dilakukan pada benda uji berumur 7 hari dan 28 hari ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar kuat tekan yang

mampu diterima oleh benda uji. Pengujian ini menggunakan mesin Universal Testing Machine (UTM). Pencatatan yang dilakukan pada saat pengujian adalah besarnya beban P pada saat benda uji hancur.

Prosedur Pengujian kuat tekan bebas :

1) Setelah waktu perawatan tercapai yaitu pada umur 7 hari dan 28 hari selanjutnya benda uji yang telah diberi kode siap untuk di uji.

2) Memasang benda uji pada mesin Universal Testing Machine (UTM) 3) Menghidupkan mesin UTM dan menurunkan pendesak (bagian atas)

sehingga dekat pada permukaan benda uji. Setelah itu mulai bergerak sesuai dengan besarnya pembebanan.

4) Pada saat beban telah mencapai maksimum, maka salah satu dari jarum petunjuk (jarum hitam) akan kembali ke posisi semula (nol), sedangkan jarum yang lain (merah) tetap menunjukkan ke angka pembebanan maksimum

5) Mencatat beban maksimum b. Pengujian drying shrinkage

Prosedur pengujian

1) Benda uji umur 1 hari dikeluarkan dari cetakan

2) Sebelum dilakukan pengujian, benda uji ditimbang dan dilakukan pengukuran dimensinya

3) Setting alat Demountable Mechanical strain Gauge meliputi : - Perletakan benda uji,

- Demec point, - Bar reference, - Demec Gauge

4) Meletakkan benda uji pada dudukan

5) Meletakan alat uji demec gauge pada demec point benda uji 6) Mengamati perubahan jarum pengukur pada alat uji demec gauge 7) Membaca dan mencatat angka pada jarum apabila jarum telah

berhenti atau dalam keadaan stabil

8) Mengulangi pengukuran pada masing-masing demec point sebanyak 5 kali

9) Pengukuran dilakukan selama 7 hari dengan interval 1 hari dan hari ke 14 dan 28.

Langkah-langkah penyetingan alat adalah sebagai berikut : a. Meletakkan benda uji pada dudukan

b. Memberi tanda pada titik yang akan ditinjau sejarak 200 mm dan agar jaraknya tepat digunakan alat bar reference

c. Demec point yang berbentuk butiran silinder berdiameter 3 mm ditempel dengan plastic steel tepat di atas titik-titik tersebut

d. Setelah pemasangan selesai benda uji didiamkan selama kira-kira 4 jam sampai plastic steel mengeras sehingga posisi demec point benar-benar stabil.

e. Kemudian pengukuran siap dilaksanakan dengan dengan membaca dan mencatat perubahan jarum. Dimana jarum disetel pada angka nol.

1) Tahap VI

Pada tahap ini dilakukan analisa Data. Data yang diperoleh dari pengujian dianalisa untuk mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel-variabel yang diteliti dalam penelitian ini

2) Tahap VII

Dari hasil analisa dan pembahasan di buat suatu kesimpulan

Tahapan penelitian selanjutnya dapat dibuat secara skematis dalam bentuk diagram alir berikut :

Gambar 3.1. Diagram alir tahapan penelitian Mulai

Studi pustaka

Spesifikasi terpenuhi

Reclaimed aspal pavement

Persiapan alat dan bahan

Tidak

ya

Agregat Baru Semen

Penambahan Agregat baru

Rencana campuran

Analisa Data Pengujian

Drying shrinkage Test

Unconfined Compressive Strength Test

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Perawatan benda uji 1. Pembuatan Benda uji UCS

2. Pembuatan benda uji drying shrinkage

Air Tahap I Analisis saringan Tahap II Tahap III Tahap IV Tahap V Tahap VI Tahap VII Data Sekunder

- Kadar air Optimum - Kadar semen

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. HASIL PENELITIAN

1. Hasil Pemeriksaan Reclaimed Asphalt Pavement / RAP

Data pemeriksaan agregat RAP meliputi pemeriksaan visual dan data laboratorium. Pemeriksaan visual dapat dilihat dari bentuk butiran dan tekstur permukaan agregat kasar. Dari hasil pengamatan didapat bahwa agregat ada yang terselimuti oleh aspal, memiliki tekstur permukaan yang kasar (rough) dan bersudut. Sedangkan dari bentuknya berbentuk pipih, bulat dan ada yang tak beraturan. Pemeriksaan laboratorium meliputi kadar air agregat halus, kadar lumpur agregat kasar, dan abrasi agregat. Sedangkan berat jenis dan penyerapan agregat kasar dan agregat halus, batas cair dan batas plastis menggunakan data sekunder yang telah dilakukan oleh PT. Pancadarma Puspawira selaku kontraktor proyek Rehabilitasi Jalan Boyolali Kartosuro. Adapun hasil pemeriksaan RAP dapat dilihat pada Tabel 4.1. dan untuk perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada lampiran A

Tabel 4.1. Hasil Pemeriksaan RAP

No Nama Pengujian Hasil

1. Abrasi* 45,2 %

2. Kadar air * 4.23%

3. Kadar lumpur agregat kasar * 1.8% 4. Berat Jenis agregat kasar** 2.738 5. Berat jenis agregat halus ** 2.784 6. Penyerapan (absorption) agregat kasar ** 2.688 7. Penyerapan (absorption) agregat halus ** 2.786

8. Indeks Plastisitas ** 0.00

Sumber : * Hasil penelitian

**PT. Pancadarma Puspawira

2. Hasil Pemeriksaan Gradasi Reclaimed Asphalt Pavement

Dalam kegiatan daur ulang lapis perkerasan pemeriksaan terhadap gradasi RAP dilakukan untuk mengetahui ukuran butiran bahan garukan. Gradasi adalah distribusi ukuran butir dari agregat. Agregat harus bergradasi sedemikian rupa sehingga seluruh massa beton dapat berfungsi sebagai benda utuh, homogen, dan rapat. Agregat yang berukuran kecil berfungsi sebagai pengisi celah yang ada di antara agregat yang berukuran besar. Gradasi bahan garukan dalam penelitian ini mengacu pada Pedoman Teknis Pd T-08-2005-B Departemen Pekerjaan Umum tentang daur ulang lapis perkerasan lama dengan bahan tambah semen. Adapun hasil pemeriksaan gradasi RAP diperoleh hasil sebagai berikut :

Tabel 4.2. Gradasi RAP hasil analisa saringan No Saringan

ASTM mm

Syarat lolos saringan

% komulatif tertahan

% lolos

1 ½ “ 37.5 100 0 100

1” 25 79 – 85 18.72 81.28

3/8” 9.5 44 – 58 42.2 57.82

No.4 4.8 29 – 44 59.9 40.11

No.10 2 17 – 30 82.6 17.38

No.40 0.425 7 – 17 92.0 8.02

No.200 0.075 2 – 8 98.0 2.01

Pan 0 100. 0.00

Dari hasil pemeriksaan terhadap gradasi RAP seperti terlihat pada Tabel 4.2 dan Gambar 4.1. maka gradasi RAP yang ada memenuhi syarat gradasi campuran daur ulang lapis perkerasan lama dengan bahan tambah semen sebagai lapis pondasi atas / Cement Treated Recycling Base (CTRB). Dan secara visual agregat halus dan agregat kasar dari RAP dapat dilihat pada gambar 4.2.

Gambar 4.2. Agregat halus dan Agregat kasar RAP

3. Kadar semen

Kadar semen akan menentukan besarnya nilai kuat tekan campuran daur ulang lapis perkerasan lama . Untuk menghasilkan nilai kuat tekan yang disyaratkan maka dicoba beberapa variasi kadar semen. Dalam penelitian ini variasi kadar semen yang digunakan adalah 4%, 5% dan 6% yang merupakan data sekunder dari PT. Panca Darma Puspawira selaku kontraktor proyek pekerjaan jalan Boyolali-Kartosuro.

a. Agregat halus b. Agregat kasar Kasar

4. Kadar Air Optimum

Agar campuran dapat dipadatkan maka pemadatan dilakukan pada kondisi kadar air optimum. Kadar air optimum diperoleh berdasarkan nilai kepadatan maksimum yang dicapai dengan pengujian kepadatan berat (SK SNI M-8-1991-03) yaitu dengan membuat 5 campuran dengan 5 variasi kadar air dan variasi semen yang telah di rencanakan.. Untuk menentukan kadar air optimum dibuat grafik hubungan antara kadar air dengan berat isi kering maksimum (γd ). Hasil pemadatan ini di plotkan kedalam suatu grafik hubungan antara kadar air pemadatan dengan kepadatan kering yang dihasilkannya. Dari grafik tersebut berdasarkan kepadatan kering maksimum (γd ) dapat ditentukan kadar air optimum yang diperlukan.

Dalam penelitian ini nilai kadar air optimum dan kepadatan kering (γd) diperoleh dari hasil penelitian yang telah dilakukan oleh PT. Panca Darma Puspawira selaku kontraktor pada proyek Rehabilitasi Jalan Boyolali Kartosuro. Hasil pemeriksaan dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 4.3. Hasil Pemeriksaan Kadar Air Optimum dan Berat isi Kering (γd) campuran Cement Treated Recycling Base (CTRB)

Kadar semen Berat isi kering maksimum (γd)

Kadar air optimum

4% 2.07 8.4

5% 2.08 7.9

6% 2.09 7.8

5. Kebutuhan benda uji

Kebutuhan benda uji untuk pengujian Unconfined Compressive Strenght ( UCS) dan drying shrinkage dapat dilihat pada tabel 4.4 dan untuk perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada lampiran B.

Tabel 4.4. Hasil perhitungan kebutuhan bahan

Kebutuhan (gram) Jenis pengujian Kadar semen

RAP semen Air

4% 1500 60 226

5% 1500 75 218.5

UCS ( Ǿ7 cm,h=14 cm)

6% 1500 90 217

5% 4000 200 641

Drying shrinkage

(10 x 10 x 25) cm 6% 4000 240 662

OMC=8.4%

OMC=7.9 OMC=7.8%

Gambar 4.3. Grafik kadar air optimum yang dihasilkan pada 3 variasi kadar semen

B. HASIL PENGUJIAN BENDA UJI

Pengujian benda uji Cement Treated Recycling Base (CTRB) meliputi pengujian kuat tekan bebas / Unconfined Compressive Strenght ( UCS) dan pengujian drying shrinkage. Untuk pembuatan benda uji kuat tekan bebas dan drying shringkage menggunakan 100% RAP tanpa penambahan agregat baru. Pengujian kuat tekan bebas / Unconfined Compressive Strenght ( UCS) menggunakan benda uji diameter 7,1 cm dan tinggi 14 cm dilakukan pada waktu benda uji berumur 7 hari ( Pd T-08-2005-B) dan 28 hari. Sedangkan pengujian drying shrinkage mengunakan benda uji ukuran 10 cm x 10 cm x 25 cm dilakukan pengamatan pada 7 hari pertama dengan interval yang sama selanjutnya hari ke 14 dan hari ke 28 .

1. Hasil Pengujian kuat tekan bebas /Unconfined Compressive Strenght Kuat tekan Bebas digunakan untuk mengevaluasi material yang disemen. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan benda uji terhadap pembebanan arah vertical. Dalam penelitian ini pengujian Kuat tekan bebas dengan menggunakan alat uji UTM (Universal Testing Mechine). Diameter RAP yang digunakan dalam pembuatan benda uji kuat tekan bebas adalah agregat yang lolos saringan 19 mm (ukuran agregat untuk pengujian kuat tekan bebas benda uji berdiameter 6,8 cm maximum < 1/6 diameter benda uji menurut Manual Pemeriksaan Bahan Jalan PB – 0114 – 76). Dari pengujian akan diperoleh besarnya beban arah vertikal yang mampu ditahan oleh benda uji. Besarnya beban yang mampu ditahan oleh benda uji dinyatakan dengan

satuan kg/cm2 atau dengan satuan MPa. Contoh perhitungan kuat tekan bebas untuk benda uji umur perawatan 7 hari dengan kadar semen 4% dapat dilihat pada perhitungan dibawah ini:

Benda uji Kuat tekan bebas umur 7 hari untuk kadar semen = 4% Kode benda uji = 4a

Hasil pembacaan kuat tekan = 1020 kg

Besarnya kuat tekan dihitung dengan menggunakan rumus berikut :

Hasil perhitungan kuat tekan bebas untuk benda uji umur 7 hari selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.5 dibawah ini :

Tabel 4.5. Hasil Perhitungan nilai kuat tekan bebas campuran Cement Treated Recycling Base (CTRB) pada umur 7 hari

Unconfined Compressive Strength

No Kode Benda Uji Kadar semen (%) Beban (kg) Kg/cm2 Mpa

1 4a 4 1020 25.78 2.578

2 4a 4 1030 26.03 2.603

3 4a 4 1230 31.08 3.108

Rata-rata 27.63 2.763

4 5a 5 1460 36.89 3.689

5 5a 5 1330 33.61 3.361

6 5a 5 1440 36.39 3.639

P

UCS 7 = --- ……….…..(4.2)

A

1020 1020

UCS 7 = --- = --- = 25.78 kg/cm2 = 2.578 Mpa

Rata-rata 35.63 3.563

7 6a 6 1470 37.15 3.715

8 6a 6 1630 41.19 4.119

9 6a 6 1430 36.14 3.614

Rata-rata 38.16 3.816

Secara visual benda uji kuat tekan bebas umur 7 hari sebelum dan sesudah pengujian dapat dilihat pada gambar 4.4. dibawah ini :

Hasil perhitungan nilai kuat tekan bebas umur 28 hari dapat dilihat pada Tabel 4.6. dibawah ini :

Tabel 4.6. Hasil Perhitungan nilai kuat tekan bebas campuran Cement Treated Recycling Base (CTRB) pada umur 28 hari

Unconfined Compressive Strength

No Kode Benda Uji

Kadar semen (%)

Beban (kg)

Kg/cm2 Mpa

1 4b 4 1120 28.30 2.83

2 4b 4 1250 31.59 3.159

b. Sebelum di uji a. Sesudah di uji

3 4b 4 1050 26.53 2.653

Rata-rata 28.81 2.881

4 5b 5 1460 36.89 3.689

5 5b 5 1620 40.94 4.094

6 5b 5 1490 37.65 3.65

Rata-rata 38.49 3.849

7 6b 6 1910 48.20 4.820

8 6b 6 1480 37.40 3.740

9 6b 6 1510 38.16 3.816

Rata-rata 41.25 4.125

Secara visual benda uji kuat tekan bebas umur 28 hari sebelum dan sesudah pengujian dapat dilihat pada gambar 4.5. dibawah ini :

2. Hasil Pengujian drying shrinkage

Pengujian drying shrinkage ini untuk mengetahui besarnya penyusutan yang terjadi pada campuran Cement Treated Recycling Base (CTRB) yang menggunakan kadar semen 5%, 6%. Pengukuran dilakukan selama 7 hari

c. Sebelum di uji d. Sesudah di uji

dengan interval 1 hari sesudah itu pada hari ke 14 dan hari ke 28. Untuk pengukuran penyusutan ini menggunakan ukuran benda uji 10 cm x 10 cm x 25 cm dan ukuran agregat yang digunakan adalah lolos saringan 37.5 mm. Benda uji shrinkage dibuat dengan menggunakan campuran kadar air penyelimutan/ pencampuran ditambah kadar air optimum. Secara visual benda uji drying shrinkage dan pengukurannya dapat dilihat pada gambar 4.6 dibawah ini :

Hasil perhitungan drying shrinkage untuk 2 variasi kadar semen dapat dilihat pada Tabel 4.7 dan perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada lampiran C.

Tabel 4.7. Nilai drying shrinkage dari campuran Cement Treated Recycling Base (CTRB)

Drying Shrinkage (μs) Umur perawatan (hari) Benda

uji

Kadar semen

(%) 2 3 4 7 8 9 14 28

CTRB 5% 45 81 111.8 138.3 154.8 214.3 472.5 805.3 6% 27.5 40.5 90.3 151 201.3 216 474.8 826.3 b. Benda uji shrinkage a. Pengukuran drying shrinkage

3. Prediksi Drying Shrinkage

Prediksi drying shrinkage perlu dilakukan karena drying shrinkage akan berlangsung sampai jangka waktu yang lama. Berdasarkan pengujian drying shrinkage 28 hari dapat diperkirakan drying shrinkage pada masa mendatang. Hasil dari pengujian drying shrinkage pada Tabel 4.7 dapat digunakan untuk memperoleh nilai ultimate shrinkage (

ε

sh (u)

)

yang selanjutnya akan digunakan untuk perhitungan prediksi drying shrinkage yang terjadi. Nilai ultimate shrinkage (

ε

_{sh (u)}

)

diperoleh dari hubungan antara drying shrinkage yang terjadi selama pengujian dengan waktu ((t-to) / (35+(t-to)) dapat dilihat pada gambar 4.7.

Dari Gambar 4.7 didapat nilai ultimate shrinkage dari data 28 hari untuk, kadar semen 5% sebesar 1624 microstrain dan kadar semen 6% sebesar 1666 microstrain. Dari nilai ultimate shrinkage tersebut diatas maka dapat dihitung prediksi shrinkage sampai umur 1000 hari dengan menggunakan metode ACI 209.

Berikut ini adalah contoh perhitungan prediksi drying shrinkage menggunakan persamaan 2.2 untuk CTRB kadar semen 5 %

Diketahui :

ε

sh(t) = 28 hari (shrinkage umur t selama pengujian)

to = 1 hari (waktu mulai pengujian) t = 28 hari (umur pengeringan )

ε

sh (u)

=

(Ultimate shrinkage hasil dari hubungan linier

ε

sh(t) dan

t - to

35 + (t-to) Maka :

t - to

ε

_sh(t) = ___________

ε

sh(u) 35 + ( t – to ) 28 - 1

ε

sh(t) = . 1624 35 + ( 28 -1)

= 707.2258 . 10-6

Hasil prediksi drying shrinkage 1000 hari untuk kadar semen 5% dapat dilihat pada tabel 4.8

Tabel 4.8. Perhitungan Prediksi Drying Shrinkage campuran Cement Treated Recycling Base untuk kadar semen 5% (Shu = 1624 )

Umur (t) (hari)

Shrinkage observasi (microstrain)

t - to (35+ (t-to)

t - to

*Shu (35+ (t-to))

1 0 0 0.0000

2 45 0.0278 45.1111

3 81 0.0541 87.7838

4 117.75 0.0789 128.2105

7 138.25 0.1463 237.6585

8 154.75 0.1667 270.6667

9 214.25 0.1860 302.1395

14 472.5 0.2708 439.8333

28 805.25 0.4355 707.2258

56 0.6111 992.4444

84 0.7034 1142.3051

112 0.7603 1234.6849

140 0.7989 1297.3333

210 0.8566 1391.0492

300 0.8952 1453.8204

400 0.9194 1493.0323

500 0.9345 1517.5581

1000 0.9662 1569.0290

Perhitungan prediksi drying shrinkage selengkapnya 6% dapat dilihat pada lampiran C.

C. PEMBAHASAN

1. Pengaruh kadar semen terhadap nilai kuat tekan bebas/ Unconfined Compressive Strenght

Fungsi utama semen dalam campuran Cement Treated Base adalah untuk meningkatkan kekuatan (strength). Kuat tekan dan kuat tarik dicapai suatu bahan yang stabilisasi dengan semen adalah sebagian besar ditentukan oleh jumlah dari semen yang ditambahkan, tipe bahan dan densitas bahan yang dicampur.(Wirtgen, 2004)

Pengaruh kadar semen terhadap nilai kuat tekan bebas pada umur perawatan 7 hari dan 28 hari dapat dilihat pada gambar 4.8 dibawah ini.

JURUSAN TEKNIK SIPIL FT UNS

Jl. Ir. Sutami No. 36A Kentingan Surakarta telp. (0271) 647069 ekt 135

B - 1

PERHITUNGAN KEBUTUHAN BAHAN

1. Benda uji untuk pengujian Unconfined compressive strength

- PC 4%

Volume benda uji = 1/4π x d2 x h = 554.286 cm3

Berat agregat dalam 554.286 cm3 = 1500 gram

Berat semen = 0.04 x 1500 = 60 gram

Berat air (KAO 8.4%) = 0.084 x 1500 = 126 gram

Berat air penyelimutan/pembasahan = 0.06 x 1500 = 90 gram

- PC 5%

Volume benda uji = 1/4π x d2 x h = 554.286 cm3

Berat agregat dalam 554.286 cm3 = 1500 gram

Berat semen = 0.05 x 1500 = 75 gram

Berat air (KAO 7.9 %) = 0.079 x 1500 = 118.5 gram

Berat air penyelimutan/pembasahan = 0.06 x 1500 = 90 gram

- PC 6%

Volume benda uji = 1/4π x d2 x h = 554.286 cm3

Berat agregat dalam 554.286 cm3 = 1500 gram

Berat semen = 0.06 x 1500 = 90 gram

Berat air (KAO 7.8 %) = 0.078 x 1500 = 117 gram

Berat air penyelimutan/pembasahan = 0.06 x 1500 = 90 gram

JURUSAN TEKNIK SIPIL FT UNS

Jl. Ir. Sutami No. 36A Kentingan Surakarta telp. (0271) 647069 ekt 135

B - 2

- PC 5%

Volume benda uji = 10 x 10 x 25 cm = 2500 cm3

Berat agregat dalam 2500 cm3 = 4000 gram

Berat semen = 0.05 x 4000 = 200 gram

Berat air = 0.079 x 4000 = 316 gram

Berat air penyelimutan/pembasahan = 325 gram

- PC 6%

Volume benda uji = 10 x 10 x 25 cm = 2500 cm3

Berat agregat dalam 2500 cm3 = 4000 gram

Berat semen = 0.06 x 4000 = 240 gram

Berat air = 0.078 x 4000 = 312 gram

JURUSAN TEKNIK SIPIL FT UNS

Jl. Ir. Sutami No. 36A Kentingan Surakarta telp. (0271) 647069 ekt 135

LABORATORIUM BAHAN JURUSAN TEKNIK SIPIL FT UNS

Jl. Ir. Sutami No. 36A Kentingan Surakarta telp. (0271) 647069 ekt 135

A - 3

PEMERIKSAAN AGREGAT KASAR

Pengujian : Kandungan lumpur

Tanggal :

Standar : ASTM C- 117

Alat dan Bahan : - Gelas ukur 250 cc - Pipet

- Oven listrik - air bersih - Agregat kasar 100 gr - Neraca - Cawan

Hasil pengujian :

Tabel A.2. Hasil pengujian kandungan Lumpur

Simbol Keterangan Berat (gr)

Go Agregat kering oven 500

G1 Agregat setelah dicuci 491

Go-G1 9

Prosentase kandungan lumpur :

Go - G1

Kandungan Lumpur : __________ x 100% Go

: ___9___ x 100% = 1.8% 500

LABORATORIUM BAHAN JURUSAN TEKNIK SIPIL FT UNS

Jl. Ir. Sutami No. 36A Kentingan Surakarta telp. (0271) 647069 ekt 135

A - 3

PEMERIKSAAN KEAUSAN AGREGAT DENGAN MESIN LOS ANGELES SNI 03-2417-1996

Tanggal : Desember 2008 Dikerja :

Ukuran saringan Gradasi dan berat benda uji Lolos

saringan

Tertahan

saringan I II

mm inci mm inci Berat (a) Berat (a) 76.2 3

63.5 2 ½ 50.8 2 36.1 1½

25.4 1 5000

19.1 3/4 5000

12.7 ½ 9.52 3/8 6.35 1/4 4.75 N0.4

Jumlah berat 10000

Berat tertahan saringan No. sesudah percobaan

4520

Keausan = 4520

________ x 100% = 45,2 % 10000

LABORATORIUM BAHAN JURUSAN TEKNIK SIPIL FT UNS

Jl. Ir. Sutami No. 36A Kentingan Surakarta telp. (0271) 647069 ekt 135