Pendugaan Kedalaman Tekan Roda Traktor Roda Empat Berbasis Uji Kedalaman Tekan Telapak Kaki Manusia

PENDUGAAN KEDALAMAN TEKAN RODA
TRAKTOR RODA EMPAT
BERBASIS UJI KEDALAMAN TEKAN
TELAPAK KAKI MANUSIA

ANDHIKA AGENG PRATAMA

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK
CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pendugaan
Kedalaman Tekan Roda Traktor Roda Empat Berbasis Uji Kedalaman
Tekan Telapak Kaki Manusia adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari
karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah

disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian
akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Oktober 2014

Andhika Ageng Prtama
NIM F14090071

ABSTRAK
ANDHIKA AGENG PRATAMA. Pendugaan Kedalaman Tekan Roda Traktor
Roda Empat Berbasis Uji Kedalaman Tekan Telapak Kaki Manusia. Dibimbing oleh
LENNY SAULIA.
Beban traktor pada kondisi lahan tertentu dapat menyebabkan kedalaman tekan
(sinkage) yang mengakibatkan terjadinya tahanan gelinding pada keempat rodanya.
Tahanan gelinding pada traktor bersifat menghambat mobilitasnya dan menyebabkan
kapasitas kerja traktor menurun. Penelitian ini bertujuan untuk menduga kedalaman
tekan traktor tersebut pada suatu lahan kering berbasis kedalaman tekan telapak kaki
manusia. Parameter yang digunakan untuk menduga kedalaman tekan adalah tekanan
dan sifat fisik tanah. Berdasarkan pengujian di lapangan, parameter kadar air tanah

cukup mewakili sifat fisik tanah. Melalui analisis regresi linear, diperoleh beberapa
model persamaan untuk menduga kedalaman tekan telapak kaki dan traktor. Model
tersebut menggunakan kadar air tanah dan tekanan sebagai variabel bebasnya. Modelmodel tersebut kemudian dilihat hubungannya dengan kedalaman tekan traktor di
lapangan sehingga diperoleh model zkskid = 12.804 - 0.275(ka) + 6.56(P) melalui
pendekatan subjek laki-laki dan zkdkab = 18.028 - 0.262(ka) - 7.304(P) melalui
pendekatan subjek perempuan sebagai model untuk pendugaan kedalaman tekan
traktor.
Kata kunci : traktor, telapak kaki, kedalaman tekan, model, tanah

ABSTRACT
ANDHIKA AGENG PRATAMA. Sinkage Prediction of Four-Wheel Tractor
Based on Human Footprint Approximation. Supervised by LENNY SAULIA.
Load of a tractor on certain terrain condition may cause sinkage, which results
motion resistance on its four wheels. This motion resistance reduces its mobility and
decreasing work capacity. This research was aimed to predict the sinkage of a fourwheel tractor based on human footprint approximation. The parameters examined for
the sinkage prediction were pressure and the physical properties of soil. Based on the
observations, water content can be used as representative of other soil properties.
Through linear regression analysis, some equation models for predicting human
footprint and tractor sinkage were obtained. The equation models employed water
content and normal pressure as the independent variables. Those models were then

compared with the observed tractor’s sinkage to find the best fitted model. Equation
model zkskid = 12.804 - 0.275(ka) + 6.56(P) through male subject and zkdkab = 18.028 0.262(ka) - 7.304(P) through female subject were the best fitted model that can be
used for sinkage prediction of four-wheel tractors.
Keyword : tractor, footprint, sinkage, equation model, soil

PENDUGAAN KEDALAMAN TEKAN RODA
TRAKTOR RODA EMPAT
BERBASIS UJI KEDALAMAN TEKAN
TELAPAK KAKI MANUSIA

ANDHIKA AGENG PRATAMA

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2014

Judul Skripsi : Pendugaan Kedalaman Tekan Roda Traktor Roda Empat Berbasis
Uji Kedalaman Tekan Telapak Kaki Manusia
Nama
: Andhika Ageng Pratama
NIM
: F14090071

Disetujui oleh

Dr. Lenny Saulia, S.TP, M.Si
Pembimbing

Diketahui oleh

Dr. Ir. Desrial, M.Eng.
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT, atas segala rahmat dan hidayah yang
telah dilimpahkan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah yang
berjudul “PENDUGAAN KEDALAMAN TEKAN RODA TRAKTOR RODA
EMPAT BERBASIS UJI KEDALAMAN TEKAN TELAPAK KAKI
MANUSIA”.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Dr. Lenny Saulia, S.TP,
M.Si selaku dosen Pembimbing Akademik yang senantiasa memberikan
bimbingan dan arahan kepada penulis. Ucapan terima kasih juga penulis
sampaikan kepada Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS dan Dr. Ir. Gatot Pramuhadi,
M.Si, selaku dosen penguji yang telah memeberikan berbagai masukan dan
mendukung penyelesaian karya ilmiah ini. Terima kasih kepada teman-teman
ORION 46 jurusan Teknik Mesin dan Biosistem, teman-teman satu dosen
bimbingan tugas akhir, teman kelompok Tbenc, Kepompongers, dan Doguys,
serta kepada Diyane Astriani S. yang telah mendukung dan menemani
penyelesaian skripsi ini. Tidak lupa terima kasih juga penulis ucapkan kepada
kedua orang tua dan adik penulis atas segala bimbingan dan dukungannya. Terima
kasih juga kepada seluruh pihak yang telah membantu penulis sehingga penulis

dapat menyelesaikan penelitian ini.
Penelitian ini dilakukan karena adanya fenomena kedalaman tekan yang
terjadi di lapangan, di mana kedalaman tekan tersebut mengakibatkan suatu
tahanan gelinding pada keempat roda traktor terhadap tanah yang bersifat
menghambat laju traktor. Oleh karena itu, diperlukan suatu pendugaan sederhana
dan praktis atas kedalaman tekan traktor tersebut.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Oktober 2014

Andhika Ageng Pratama

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Perumusan Masalah

1

Tujuan Penelitian

2

Manfaat Penelitian

2

Ruang Lingkup Penelitian

2

METODE

2

Waktu dan Tempat Penelitian

2

Subjek Penelitian

2

Alat Penelitian

3

Metode Penelitian

4

Prosedur Penelitian

5

HASIL DAN PEMBAHASAN
Deskripsi Lahan Penelitian

10
10

Hubungan Karakteristik Mekanik Tanah dan Tekanan Terhadap

Kedalaman Tekan (Sinkage)

12

Model Kedalaman Tekan (Sinkage) Telapak Kaki

16

Verifikasi Model Kedalaman Tekan (Sinkage) Telapak Kaki
Terhadap Kedalaman Tekan (Sinkage) Traktor
SIMPULAN DAN SARAN

18
21

Simpulan

21

Saran

21

DAFTAR PUSTAKA

21

LAMPIRAN

23

RIWAYAT HIDUP

26

DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Data berat badan dan luas telapak kaki
Peralatan beserta tujuan penggunaannya dalam penelitian
Hubungan luas kontak terhadap kedalaman tekan telapak kaki
Ukuran fraksi dan indeks plastisitas tanah
Laboratorium Lapangan Siswadhi Soepardjo
Sifat fisik tanah di lahan penelitian
Nilai tekanan telapak kaki subjek (kPa)
Dimensi roda dan nilai tekanan traktor
Model kedalaman tekan (sinkage) telapak kaki perempuan
dengan variabel bebas kadar air (ka) dan tekanan (P)
Model kedalaman tekan (sinkage) telapak kaki laki-laki dengan
variabel bebas kadar air (ka) dan tekanan (P)
Hubungan antara kedalaman tekan (sinkage) telapak kaki
observasi dan kedalaman tekan telapak kaki melalui model (cm)
Simpangan baku kedalaman tekan melalui model terhadap
kedalaman tekan observasi traktor kondisi dinamis (cm)
Simpangan baku kedalaman tekan melalui model terhadap
kedalaman tekan observasi traktor kondisi statis (cm)

3
3
9
11
11
14
14
17
17
18
19
20

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Diagram alir pelaksanaan penelitian
Ilustrasi lahan pengujian pengambilan data penelitian
Pengujian kadar air tanah dengan metode gravimetri
Plastic & Liquid Limit Apparatus
Pengukuran kedalaman tekan traktor dinamis (a) dan statis (b)
Contoh simulasi hubungan kedalaman tekan telapak kaki
terhadap luasan kontak
Jejak telapak kaki dinamis (a) dan jejak telapak kaki statis (b)
Hubungan kadar air dengan densitas tanah
Tahanan penetrasi tanah di lahan pengujian
Hubungan sinkage telapak kaki dan tekanan pada kondisi statis
Hubungan sinkage telapak kaki dan tekanan pada kondisi dinamis

4
5
6
8
8
9
10
12
13
15
15

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3

Grafik hubungan kedalaman tekan telapak kaki
observasi dan model (perempuan)
Grafik hubungan kedalaman tekan telapak kaki
observasi dan model (laki-laki)
Dimensi roda traktor Kubota L3608 di atas karakteristik
platform beton/concrete (cm)

23
24
25

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Traktor memiliki peran penting dalam bidang pertanian yaitu sebagai
sumber tenaga penarik dan penggerak beberapa implemen yang menunjang
proses-proses pertanian di lahan. Proses-proses pada pengolahan tanah,
pemeliharaan tanaman, dan pemanenan tidak terlepas dari bantuan tenaga traktor.
Efisiensi waktu dan tenaga kerja dapat dicapai lebih tinggi dengan menggunakan
bantuan tenaga traktor.
Pertanian melibatkan tanah sebagai media tanam. Tanah memiliki sifat fisik
dan mekanik yang dapat mempengaruhi kinerja traktor di atas lahan. Salah satu
sifat tanah adalah cenderung mudah terdeformasi oleh pembebanan. Pembebanan
tersebut kemudian menyebabkan adanya gaya tekan terhadap tanah sehingga
terjadinya kedalaman tekan atau sinkage. Menurut Botta et al. (2006) dalam
Mousaviseyedi dan Tabatabaekoloor (2012) menyebutkan bahwa kedalaman
tekan dipengaruhi oleh faktor kondisi tanah, kadar air tanah, pembebanan, dan
intensitas pergerakan.
Sebagai salah satu alat pertanian yang memiliki intensitas pergerakan yang
tinggi di atas lahan, traktor roda empat memiliki beban yang dapat menyebabkan
gaya tekan terhadap tanah akibat bebannya tersebut. Ketika traktor mengalami
kedalaman tekan atau sinkage maka tahanan gelinding roda akan meningkat dan
mengakibatkan menurunnya gaya tarikan roda (Rangkuti 2002). Hal ini bersifat
menghambat laju dan kinerja traktor serta dapat mengakibatkan kapasitas kerja
traktor menurun. Hasil penelitian Armansyah (2002) menyebutkan bahwa
besarnya koefisien tahanan gelinding roda traktor akan meningkat seiring dengan
besarnya kedalaman tekan yang terjadi terhadap traktor pada tanah. Menurut
Armansyah (2002), roda traktor akan mengalami empat pengaruh ketika terjadi
kedalaman tekan roda pada tanah, yaitu gaya traksi (traction), gaya tahanan
gelinding roda (rolling/motion resistance), gaya akibat berat roda (dynamic load),
dan reaksi permukaan tanah terhadap roda (surface reaction force).
Prediksi atau pendugaan besarnya kedalaman tekan yang akan terjadi pada
traktor roda empat diperlukan untuk dapat memperhitungkan segala akibat dari
kedalaman tekan tersebut. Terdapat beberapa cara ilmiah yang dapat dilakukan
untuk menduga suatu kedalaman tekan traktor, salah satunya adalah melalui
pendekatan kedalaman tekan plat (Hismaya 2014). Namun, cara pendugaan
tersebut dipandang cukup rumit dan kurang praktis sehingga diperlukan suatu
penyederhanaan cara dalam pendugaan kedalaman tekan traktor. Salah satu cara
sederhana itu adalah melalui pendekatan kedalaman tekan telapak kaki manusia.
Penelitian ini dilakukan untuk melihat kemungkinan dapat dilakukannya prediksi
kedalaman tekan traktor melalui pendekatan kedalaman tekan telapak kaki
manusia.
Perumusan Masalah
Kedalaman tekan traktor roda empat merupakan suatu fenomena mekanis
yang cenderung bersifat merugikan kinerja dan mobilitas traktor dikarenakan
adanya tahanan gelinding sebagai akibat kedalaman tekan tersebut. Besarnya

2

kedalaman tekan yang terjadi pada traktor dapat diduga dengan pendekatan
kedalaman tekan telapak kaki manusia. Beberapa parameter yang digunakan
dalam pengujian kedalaman tekan traktor dan telapak kaki adalah berat dan luas
permukaan kontaknya dengan tanah. Kedalaman tekan kedua objek tersebut
melibatkan sifat fisik tanah sehingga perlu dipertimbangkan beberapa parameter
tanah dalam pendugaan kedalaman tekan. Parameter tanah yang diperlukan di
antaranya adalah kadar air tanah, densitas tanah, tahanan peneterasi tanah, indeks
plastisitas tanah, dan tekstur tanah.
Tujuan Penelitian
1. Mengetahui pengaruh parameter berat dan luas permukaan kontak traktor dan
telapak kaki manusia, serta sifat fisik dan mekanik tanah terhadap kedalaman
tekan telapak kaki dan kedalaman tekan traktor.
2. Membuat model kedalaman tekan telapak kaki manusia untuk pendugaan
kedalaman tekan traktor.
Manfaat Penelitian
Model kedalaman tekan telapak kaki manusia yang diperoleh dapat
dimanfaatkan sebagai acuan untuk menduga kedalaman tekan traktor, sehingga
memungkinkan permasalahan mobilisasi traktor terkait kedalaman tekan dapat
diperhitungkan sebelum memasuki lahan.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini meliputi uji lapangan dan uji laboratorium, dengan uji
lapangan yang meliputi pengujian kedalaman tekan traktor dan telapak kaki
manusia, serta pengambilan sampel tanah untuk pengujian sifat fisik tanah.
Adapun uji laboratorium meliputi beberapa pengujian sifat fisik tanah.

METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan selama empat bulan, dimulai pada bulan Agustus 2013
sampai dengan bulan November 2013. Penelitian dilaksanakan di lahan kering di
Laboratorium Lapangan Siswadhi Soepardjo dan Laboratorium Fisika dan
Mekanika Tanah milik Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Subjek Penelitian
Subjek untuk pengujian kedalaman tekan kaki terdiri atas dua orang
perempuan dan tiga orang laki-laki dengan berat dan luas telapak kaki yang
berbeda-beda (Tabel 1). Pada penelitian ini, tekanan dibedakan atas statis dan
dinamis. Kondisi statis adalah tekanan telapak kaki ketika tubuh diam, di mana
mengasumsikan bahwa berat badan ditopang merata pada kedua kakinya,

3

sedangkan berat badan pada kondisi dinamis adalah tekanan pada telapak kaki
ketika kondisi berjalan, di mana berat badan ditopang hanya pada salah satu kaki.
Tabel 1 Data berat badan dan luas telapak kaki.
Subjek
Usia (tahun)
w (kgf)
A
Kiri
2
(cm ) Kanan

Subjek A

Subjek B

Subjek C

Subjek D

Subjek E

(perempuan)

(perempuan)

(laki-laki)

(laki-laki)

(laki-laki)

22
57.0
205.033
211.350

22
58.5
181.604
182.942

23
55.5
160.058
159.571

22
56.0
148.796
150.704

22
58.5
191.517
189.263

Alat Penelitian
Perlengkapan utama yang digunakan dalam penelitian ini di antaranya
digunakan untuk pengukuran data lapangan dan pengolahan data, seperti yang
tertera pada Tabel 2.
Tabel 2 Peralatan beserta tujuan penggunaannya dalam penelitian
Tujuan Penggunaan

Peralatan

Pengambilan data kedalaman
tekan traktor dan telapak kaki

Traktor roda empat, penggaris, jangka sorong,
stopwatch, dan pita ukur.

Pengambilan data anthropometry
subjek penelitian

Millimeter-block paper, timbangan badan,
anthropolometer.

Pengambilan data sifat fisik tanah

Timbangan digital, ring sampel, oven,
penetrometer, particle size distribution
apparatus, dan plastic & liquid limit
apparatus

Pengolahan dan analisis data

Microsoft Excel 2007, IBM SPSS Statistics
17, dan kalkulator

4

Metode Penelitian
Prosedur penelitian digambarkan melalui diagram alir pada Gambar 1:
Mulai
Persiapan alat, bahan, dan lahan pengujian kedalaman
tekan, persiapan subjek dan traktor, serta persiapan
peralatan pengujian sampel tanah
Ya
Subjek = 5 ?
Subjek = Subjek + 1

Tidak

Pengambilan data pengujian di lapangan (i), berupa
data kedalaman tekan traktor, kedalaman tekan telapak
kaki, dan sampel tanah

Pengujian sifat fisik tanah, berupa kadar air, densitas
tanah, tahanan penetrasi, particle size distribution dan
indeks plastisitas tanah di Laboratorium Fisika dan
Mekanika Tanah

Tidak

Ya
i=3?

Analisis data (regresi linear)

Pembuatan model kedalaman tekan dan verifikasi
model
Penetapan model kedalaman tekan

Selesai

Gambar 1 Diagram alir pelaksanaan penelitian

i=i+1

5

Prosedur Penelitian
Persiapan Lahan
Pada penelitian ini, pengambilan keseluruhan data yang terdiri dari data
kedalaman tekan traktor, kedalaman tekan telapak kaki, dan data sifat fisik tanah,
dilakukan di lapangan yang terbagi dalam enam petak untuk setiap pengulangan
dengan masing-masing petak berukuran 8 x 4 m (Gambar 2). Pengambilan data
pangujian dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan. Lahan pengujian
dipersiapkan berpetak-petak dengan tujuan untuk memperoleh beberapa jumlah
data. Jumlah data akan mempengaruhi nilai error-nya, semakin kecil jumlah data
yang diperoleh, kemungkinan terjadinya error semakin besar, dan sebaliknya.

8m

4m

Pengulangan III

Pengulangan II
Pengulangan I

Gambar 2 Ilustrasi lahan pengujian pengambilan data penelitian
Pengujian Sampel Tanah
Pengujian sampel tanah untuk memperoleh sifat fisik tanah dilakukan di
Laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah. Sampel tanah yang diuji di
laboratorium adalah tanah lahan Laboratorium Lapangan Siswadhi Soepardjo
yang merupakan lokasi pengujian kedalaman tekan traktor dan telapak kaki.
Adapun pengujian tanah yang dilakukan langsung di lahan adalah pengujian
tahanan penetrasi tanah.
Pengambilan sampel tanah tidak terganggu di lahan dilakukan dengan
bantuan alat ring sampel pada kedalaman 0-10 cm pada masing-masing petak
lahan pengujian sebanyak tiga titik yang dipilih secara acak dengan asumsi bahwa
ketiga titik tersebut dapat mewakili satu petak lahan. Pengambilan sampel tanah
dilakukan pada setiap pengulangan. Beberapa pengujian sampel tanah yang
dilakukan di antaranya:
1.

Pengukuran kadar air tanah (ka)
Pengukuran kadar air tanah dilakukan dengan metode gravimetri. Tanah
yang diujikan merupakan sampel tanah dari lapangan pengujian yang telah diukur
beratnya terlebih dahulu sebelum dimasukkan ke dalam oven untuk proses
pengeringan selama 24 jam pada suhu 105oC (Gambar 3). Jarak waktu antara
pengambilan tanah sampel di lapangan dengan proses pengeringan dengan oven
dilakukan pada waktu yang singkat agar tanah sampel tidak banyak mengalami
perubahan sifat. Untuk memperoleh nilai kadar air, tanah yang telah dikeringkan

6

ditimbang kembali untuk memperoleh berat akhir atau berat keringnya. Persentase
kadar air tanah dapat diperoleh dengan persamaan (1):
ka
dengan:

ka

(1)
= kadar air (%)
= massa tanah awal/basah (g)
= massa tanah akhir/kering (g)

Gambar 3 Pengujian kadar air tanah dengan metode gravimetri
Pengukuran wet bulk density (ρw)
Pengukuran wet bulk density atau densitas basah tanah merupakan hasil bagi
antara berat bersih tanah basah dengan volume. Tanah yang hendak diujikan
dimasukkan ke dalam ring sampel tanpa merusak struktur tanah. Berat bersih
tanah diperoleh dari berat ring sampel berisikan tanah dikurangi berat kosong ring
sampel. Berat tersebut diukur dengan timbangan digital yang kemudian dibagi
dengan volume ring sampel-nya. Persamaan wet bulk density adalah sebagai
berikut (2):
2.

(2)
dengan:

ρw
w
v

= wet bulk density (g/cm3)
= massa tanah basah (g)
= volume ring sampel (cm3)

Suatu penelitian atau pengujian mengenai tanah lebih sering menggunakan
ukuran densitas kering tanah atau dry bulk density sebagai perwakilan sifat fisik
tanah yang diujikan. Nilai dry bulk density dapat diperoleh sebagai berikut (3):
(3)
dengan:

3.

ρd
ρw
ka

= dry bulk density (g/cm3)
= wet bulk density (g/cm3)
= kadar air (%)

Pengukuran tahanan penetrasi tanah
Pengukuran tahanan penetrasi tanah dilakukan untuk mengetahui nilai
tahanan tanah ketika penetrasi diberikan terhadapnya. Tahanan penetrasi atau

7

dikenal juga sebagai indeks penetrometer (Qc), dipengaruhi oleh sifat tanah dan
ukuran dimensi jarum penetrometer. Nilai indeks penetrometer pada penelitian ini
menggunakan persamaan (4):
(4)
dengan:

z
A
w
Qc

= nilai pembacaan pada dial gauge
= luas kerucut jarum (cm2)
= berat alat penetometer (kg)
= indeks penetrometer (kgf/cm2)

Pembacaan nilai pada dial gauge menunjukkan besarnya tekanan yang
diberikan penetrometer terhadap tanah. Nilai pada dial gauge semakin bertambah
besar seiring dengan bertambahnya kedalaman tanah hingga mencapai nilai
maksimum yang menandakan batas tahanan penetrasi tanah. Menurut Islami
(1995), ketahanan penetrasi tanah akan dipengaruhi oleh tekstur tanah, kandungan
dan jenis liat, bobot volume tanah, dan kandungan air dalam tanah.
4.

Klasifikasi tekstur tanah
Tekstur tanah didefinisikan sebagai besarnya perbandingan fraksi pasir,
lumpur, dan liat dalam tanah. Ketiga fraksi tersebut merupakan partikel tanah
yang berukuran diameter kurang dari 2 mm. Metode analisis yang digunakan
untuk mengetahui fraksi atau tekstur tanah adalah analisis particle size
distribution (PSD), di mana kandungan organik dalam tanah ditiadakan melalui
H2O2 dalam prosesnya. Metode PSD melibatkan proses penyaringan dan proses
pengendapan. Proses penyaringan digunakan untuk memperoleh partikel kasar
tanah dan proses pengendapan dengan menggunakan hydrometer adalah untuk
memperoleh partikel halusnya.
Klasifikasi tanah sistem USDA (United States Department of Agriculture)
digunakan untuk menentukan tekstur tanah. USDA mengklasifikasikan ukuran
partikel tanah pada 2 – 0.05 mm adalah sand atau pasir, 0.05 – 0.002 mm silt atau
lanau, dan 0.002 mm ke bawah adalah clay atau lempung (Jury dan Horton 2004).
Penetapan tekstur tanah dimaksudkan untuk mengetahui jenis tanah pada lahan
pengujian.
5.

Pengukuran indeks plastisitas tanah
Indeks plastisitas tanah merupakan derajat yang menunjukkan kemampuan
perubahan bentuk tanah ketika diberikan suatu gaya, yaitu batas kadar air dalam
tanah sebelum mengalami perubahan dari sifat cair ke padat. Metode pengukuran
yang dilakukan adalah metode casagrande, di mana tanah yang digunakan
merupakan tanah sampel yang tersaring pada saringan 0.42 mm sebanyak 100 g.
Pengujian batas plastis perlu dilakukan terlebih dahulu untuk mendapatkan nilai
indeks plastisitas, yaitu dengan cara mengatur kadar air tanah sehingga tanah
dapat digulung dengan diameter 3 mm tanpa adanya retakan untuk kemudian diuji
kadar airnya dengan metode oven. Batas plastis tanah merupakan keadaan tanah
di mana kadar airnya berada pada batas terendah dari kondisi plastisnya.
Selanjutnya, pengujian batas cair tanah dilakukan menggunakan liquid limit
apparatus (Gambar 4), di mana tanah ditempatkan pada sebuah cawan untuk
kemudian disemprotkan air dalam jumlah tertentu sebagai langkah awal. Lalu,

8

tanah dipindahkan ke liquid limit device dan diratakan hingga ketebalan 1 cm.
Sebuah alur kemudian dibuat padanya dengan alat grooving tool. Sampel tanah
tersebut kemudian diuji dengan cara memutar tuas sebanyak 2 putaran per detik
pada liquid limit device sebanyak 25 kali putaran hingga kedua sisi alur tanah
bersinggungan. Pengujian dilakukan minimal 4 kali, dengan 2 kali di atas dan 2
kali di bawah 25 kali putaran tersebut (Soedarmo & Purnomo 1993). Nilai indeks
plastisitas dapat dihitung menggunakan persamaan (5).
(5)
dengan:

PI
LL
PL

: indeks plastisitas (plasticity index)
: batas cair (liquid limit)
: batas plastis (plastic limit)

Gambat 4 Plastic & Liquid Limit Apparatus
Pengukuran Kedalaman Tekan Traktor
Traktor yang digunakan adalah traktor roda empat produksi Kubota tipe
L3608. Berat traktor dengan operator adalah 1177 kg. Pengukuran kedalaman
tekan traktor dilakukan pada tanah yang telah dilintasi oleh roda traktor.
Lintasan pengukuran kedalaman tekan traktor terbagi atas tiga petak
keadaan traktor dinamis dan tiga petak keadaan traktor statis. Kecepatan pada
keadaan traktor dinamis adalah konstan untuk tiap kali pengulangan. Pengambilan
data kedalaman tekan traktor, baik untuk kondisi statis maupun dinamis,
menggunakan alat jangka sorong yang diaplikasikan secara vertikal dari
permukaan tanah (Gambar 5).

(a)
(b)
Gambar 5 Pengukuran kedalaman tekan traktor dinamis (a) dan statis (b)

9

Pengukuran Kedalaman Tekan Telapak Kaki
Kedalaman tekan telapak kaki diukur pada lahan yang terbagi atas enam
petak pengujian. Seperti halnya pengukuran kedalaman tekan traktor, pengukuran
kedalaman tekan telapak kaki juga terbagi atas tiga petak dinamis dan tiga petak
statis. Pengukuran kedalaman tekan kaki dilakukan setelah subjek melintas
keenam petak tersebut. Pengukuran kedalaman tekan telapak kaki dilakukan
terhadap jejak kaki lima subjek yang telah diketahui berat dan luas permukaan
telapak kakinya.
Pengukuran berat badan dilakukan dengan alat timbangan berat digital,
sedangkan untuk mengetahui luasan telapak kaki subjek dilakukan pengukuran
luasan petak bekas jejak kaki subjek di atas kertas millimeter-block, mengacu
pada metode pencetakan jejak telapak kaki yang dilakukan oleh Krishan (2008).
Sebelum menginjak di atas kertas millimeter-block, masing-masing subjek
menginjakkan kedua kakinya pada kain yang telah dilumuri dengan tinta merah
agar hasil injakan dapat terlihat jelas. Satu petak pada kertas millimeter-block
diketahui memiliki luas 1 mm2. Luas telapak kaki diperoleh dengan menghitung
jumlah petak yang berwarna merah pada kertas millimeter-block. Luasan kontak
telapak kaki subjek pada penelitian ini adalah beragam. Melalui peningkatan
tingkat kedalaman tekan, luasan kontak yang menyentuh tanah juga meningkat.
Hubungan tersebut dapat disimulasikan dengan melihat kedalaman tekan pada
sebuah ‘adonan’, sehingga diperoleh grafik hubungan kedalaman tekan (z) dan
luasan kontaknya (A) (Gambar 6). Pada Tabel 3, hubungan terbaik antara luas
kontak dan kedalaman tekan telapak kaki adalah exponensial dengan koefisien
determinasi tertinggi di antara bentuk hubungan lainnya.
Tabel 3 Hubungan luas kontak terhadap kedalaman tekan telapak kaki
Persamaan
y = 0.0352e0.0125x
y = 0.0233x - 4.9125
y = 6.4682ln(x) - 34.606
y = 0.0001x2 - 0.0634x + 7.3859

z (mm)

Bentuk Hubungan
exponensial
linear
logaritmik
polinomial

60
50
40
30
20
10
0

R²
0.9706
0.8583
0.793
0.9681

Luas permukaan
kontak konstan

R² = 0.9706

telapak kaki kanan
telapak kaki kiri

0.0

200.0

400.0

A = luasan kontak
telapak kaki
z = kedalaman tekan

A (cm 2)

Gambar 6 Contoh simulasi hubungan kedalaman tekan telapak kaki terhadap
luasan kontak

10

Pengukuran kedalaman tekan telapak kaki dinamis dilakukan dengan cara
mengukur bekas injakan kaki pada kondisi berjalan normal (Gambar 7a). Pada
pengukuran kedalaman tekan telapak kaki statis (Gambar 7b), subjek diharuskan
berdiri diam pada kedua kakinya sesaat. Pengukuran dilakukan dengan alat jangka
sorong secara tegak lurus mengikuti arah kedalaman tekan. Pengambilan data
pengukuran kedua kaki dibagi atas kaki bagian depan dan belakang.

(a)
(b)
Gambar 7 Jejak telapak kaki dinamis (a) dan jejak telapak kaki statis (b)
Prosedur Analisis Data
Data pengukuran kedalaman tekan traktor, kedalaman tekan telapak kaki,
dan pengujian sifat fisik tanah diolah pada perangkat lunak Microsoft excel 2007.
Keseluruhan data dianalisis secara statistik, sehingga didapatkan pembuatan
model kedalaman tekan telapak kaki dan traktor melalui analisis regresi linear
dengan IBM SPSS Statistics 17.
Regresi merupakan alat analisis statistik yang dapat membantu melakukan
prediksi atas variabel terikat dengan mengetahui kondisi variabel bebasnya
(Wahyono 2009). Suatu fungsi yang diperoleh melalui regresi linear dapat
memperkirakan suatu nilai variabel (y) dengan mengetahui nilai variabel lain (x)
(Supranto 2008). Setelah diperoleh model-model kedalaman tekan, verifikasi
model dilakukan dengan membandingkan nilai kedalaman tekannya di lapangan.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Deskripsi Lahan Penelitian
Pengambilan data penelitian dilakukan selama tiga hari berturut-turut pada
waktu yang sama. Suhu tercatat sebesar 29.08 0C, 31.17 0C, 32.85 0C dengan
kelembaban sebesar 69.72 %, 61.85 %, 59.02 %. Lahan pengambilan data
berukuran total 24 x 24 m yang terbagi atas tiga pengulangan berdasarkan hari
pengambilan data. Jalur-jalur khusus dibuat untuk traktor dan kelima subjek
telapak kaki melintas pada ketiga lahan pengulangan. Di antara jalur-jalur
tersebut, terdapat jalur mobilisasi untuk memudahkan pengambilan data.

11

Pengambilan data sampel tanah dilakukan pada masing-masing petak
pengukuran kedalaman tekan sebanyak tiga titik yang dipilih secara acak sehingga
karakteristik tanah secara keseluruhan dapat terwakili. Adapun parameter yang
diambil pada ketiga titik tersebut adalah pengujian tahanan penetrasi tanah dan
pengambilan sampel tanah untuk pengujian di laboratorium mengenai kadar air
(ka), wet bulk density (ρw), particle size distribution, dan index plasticity.
Tabel 4 Ukuran fraksi dan indeks plastisitas tanah Laboratorium Lapangan
Siswadhi Soepardjo
Fraksi tanah
Pasir kasar (coarse sand)
Pasir halus (fine sand)
Lumpur (silt)
Liat (clay)

Ukuran partikel (mm)

Presentase (%)

2 - 0.2
0.2 - 0.05

30.2
41.4

0.05 - 0.002

13.9

< 0.002

14.5

Batas cair

62.97

Batas plastis
Indeks plastisitas

48.03
14.94

Tabel 4 menunjukkan bahwa tanah di lapangan pengujian tersusun atas
71.6% pasir, 13.9% lumpur, dan 14.5% liat dengan indeks plastisitas 14.94%. Jury
dan Horton (2004) menampilkan diagram segitiga klasifikasi tekstur tanah yang
menunjukkan hubungan antara persentase pasir, lanau, dan lempung sehingga
tanah di lapangan pengujian tersebut tergolong jenis tanah liat berpasir (sandy
loam). Pada 14.94% indeks plastisitas, tanah pengujian memiliki sifat fisik
sebagai berikut (Tabel 5):
Tabel 5 Sifat fisik tanah di lahan penelitian
Pengulangan

Kadar air (%)

Wet Bulk Density
(g/cm3)

Dry Bulk Density
(g/cm3)

0-5 cm

5-10 cm

0-5 cm

5-10 cm

0-5 cm

5-10 cm

I

29.940

28.650

1.069

1.193

0.822

0.927

II

32.390

33.030

1.160

1.311

0.876

0.985

III

29.430

31.930

1.063

1.211

0.821

0.918

Tabel 5 menyajikan sifat kadar air dan kerapatan isi tanah basah dan kering
atau dry dan wet bulk density. Sampel tanah yang digunakan dalam penelitian ini
dikhususkan pada kedalaman 5-10 cm. Hal ini didasarkan pada besarnya
kedalaman tekan yang dialami oleh traktor dan telapak kaki yang mencapai
kedalaman 5 cm atau lebih.

12

Hubungan Karakteristik Mekanik Tanah dan Tekanan Terhadap
Kedalaman Tekan (Sinkage)
Kedalaman tekan (sinkage) yang terjadi di atas tanah pada prinsipnya
merupakan proses terpadatkannya tanah oleh suatu beban di atasnya hingga suatu
batasan tertentu. Kedalaman tekan akibat mobilitas traktor dan manusia
menyebabkan terjadinya perubahan pada kerapatan isi tanah atau bulk density
yang cenderung mengalami peningkatan.
Bulk density dipengaruhi oleh tingkat kadar air. Penambahan kadar air
dalam proses pemadatan akan menyebabkan berat tanah dalam suatu satuan
volume (bulk density) ikut meningkat (Das 1993). Seperti yang ditampilkan pada
Tabel 5, nilai wet bulk density maupun dry bulk density meningkat seiring dengan
meningkatnya nilai kadar air tanah. Dalam Robiansyah (2014), hubungan kadar
air tanah dan wet bulk density adalah berbanding lurus dengan peningkatan kadar
air tanah diikuti dengan peningkatan densitas tanah. Peran kadar air juga terlihat
pada perbedaan nilai antara densitas tanah basah dan kering. Densitas tanah basah
lebih berat persatuan volume dibandingkan dengan densitas tanah kering. Gambar
8 menunjukkan grafik hubungan kadar air dengan densitas tanah yang berbanding
lurus.
1.4
Dry Bulk Density (g/cm3)

Wet Bulk Density (g/cm3)

1.4
1.2

1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

1.2

1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

0.0

10.0 20.0 30.0 40.0
Kadar Air (%)

0.0

10.0 20.0 30.0
Kadar Air (%)

40.0

Gambar 8 Hubungan kadar air dengan densitas tanah
Salah satu uji untuk mengetahui kekuatan tanah terhadap gaya dari luar
adalah uji penetrasi tanah. Pengujian tersebut cukup banyak digunakan untuk
mengetahui sifat tanah terhadap gaya normal yang diberikan. Tahanan penetrasi
merupakan reaksi tahanan tanah atas suatu gaya normal yang diberikan
terhadapnya. Alat penetrometer digunakan untuk mendapatkan nilai ketahanan
penetrasi suatu tanah, alat tersebut diaplikasikan tegak lurus terhadap tanah pada
kecepatan konstan hingga mencapai kedalaman 20 cm.

13

0.0

Tahanan Penetrasi (kPa)
20.0
40.0
60.0

80.0

Kedalaman (cm)

0.0
5.0
10.0

hari
1 air 29.94% - 28.65%
kadar

kadar
hari
2 air 32.39% - 33.03%
kadar
hari
3 air 29.43% - 31.93%

15.0
20.0
25.0

Gambar 9 Tahanan penetrasi tanah di lahan pengujian
Gambar 9 menunjukkan bahwa tahanan penetrasi tanah terus meningkat
seiring dengan bertambahnya kedalaman. Islami dan Utomo (1995) menyebutkan
bahwa tahanan penetrasi tanah meningkat dengan bertambahnya kedalaman.
Ketika penetrometer diaplikasikan ke dalam tanah, tanah akan mengalami
pergeseran oleh gaya tekan jarum yang seluas 6.45 cm2. Sifat-sifat tanah yang
mempengaruhi ketahanan penetrasi dalam penggunaan penetrometer adalah kadar
air tanah, berat isi, struktur, dan tekstur tanah.
Menurut hasil penelitian Astika (1988), nilai tahanan penetrasi akan
menurun seiring dengan meningkatnya nilai kadar air tanah, dan sebaliknya.
Kadar air tanah dan tahanan penetrasi memiliki hubungan yang terbalik, yaitu
dengan peningkatan kadar air tanah akan terjadi penurunan nilai tahanan
penetrasinya (Hismaya 2014). Menurut Islami dan Utomo (1995), kadar air tanah
menjadi salah satu faktor yang mempengaruhi tingkat tahanan penetrasinya. Baver
(1978) dalam Astika (1988) menyebutkan tahanan penetrasi tanah sebagai salah
satu indeks tingkat kekuatan tanah yang dipengaruhi oleh tingkat perubahan nilai
kadar airnya. Tanah pada kadar air rendah cenderung bersifat keras dan kuat bila
dibandingkan dengan kondisi tanah pada kadar air tinggi. Besarnya usaha yang
diperlukan untuk memecahkan tanah tersebut dapat dikatakan sebagai usaha tanah
menahan bentuknya. Ketika suatu gaya penetrasi diaplikasikan pada tanah dengan
kadar air tinggi, tahanan penetrasinya cenderung lebih kecil bila dibandingkan
dengan gaya penetrasi yang diberikan terhadap tanah pada kondisi kadar air
rendah.
Kedalaman tekan atau sinkage pada tanah disebabkan oleh adanya suatu
gaya yang diberikan terhadap tanah (Islami dan Utomo 1995). Gaya tersebut dapat
berupa gaya tekan sebagai hasil dari pembebanan yang dimiliki suatu objek.
Menurut Lumintang dan Hidayat (1982), tanah akan memberikan reaksi mekanis
ketika suatu kerja mekanis diberikan terhadapnya. Pada penelitian ini, kerja
mekanis tersebut disebabkan oleh gaya tekan yang berasal dari traktor dan injakan
telapak kaki yang melintas.

14

Tekanan (P) didefinisikan sebagai besarnya gaya tekan yang dapat ditopang
oleh suatu luasan kontak. Nilai tekanan untuk penelitian ini dibedakan atas
tekanan telapak kaki dan traktor. Tekanan telapak kaki subjek terbagi menjadi
tekanan kaki kanan dan kiri, serta pada kondisi statis dan dinamis. Pembagian
tersebut dilakukan untuk melihat pengaruh keragaman parameter tersebut. Tabel 6
menunjukan nilai tekanan telapak kaki keseluruhan subjek.
Tabel 6 Nilai tekanan telapak kaki subjek (kPa)
P Telapak Kaki

Subjek A

Subjek B

Subjek C

Subjek D

Subjek E

(perempuan)

(perempuan)

(laki-laki)

(laki-laki)

(laki-laki)

dinamis

Kanan
Kiri

34.13

36.48

26.48

31.38

30.30

34.03

36.87

27.26

31.57

29.91

statis

Kanan
Kiri

17.06

18.24

13.24

15.20

16.96

18.44

13.63

15.69
15.79

15.00

Berbeda dengan tekanan telapak kaki, tekanan traktor merupakan tekanan
yang terjadi pada keempat rodanya. Hal ini dikarenakan kondisi traktor yang
diasumsikan setimbang sehingga beban merata pada masing-masing rodanya.
Luasan kontak roda traktor di atas tanah merupakan 78% dari perkalian panjang
(p) dan lebar (l) roda (Bekker 1960 dalam Rouf 2013). Nilai tekanan traktor yang
diberikan pada keempat rodanya diketahui melalui pengukuran panjang dan lebar
kontak roda serta berat roda tersebut (Tabel 7).
Tabel 7 Dimensi roda dan nilai tekanan traktor
Roda
Kanan depan
Kiri depan
Kanan belakang
Kiri belakang

p (cm)

l (cm)

Tekanan (kPa)

24.5
24.1
29.1
28.4

16.5
18.1
27.5
28.1

91.49
84.73
46.19
46.29

15

kanan depan

kiri depan
8.0
sinkage (cm)

sinkage (cm)

8.0
6.0
4.0

ka > 31.93%

2.0

ka ≤ 31.93%

6.0
4.0

ka ≤ 31.93%

0.0

0.0
0.0

0.0 10.0 20.0
Tekanan (kPa)

10.0
20.0
Tekanan (kPa)

kanan belakang

kiri belakang

8.0

8.0
sinkage (cm)

sinkage (cm)

ka > 31.93%

2.0

6.0
4.0

ka > 31.93%

2.0

ka ≤ 31.93%

0.0

6.0
4.0

ka > 31.93%

2.0

ka ≤ 31.93%

0.0

0.0
10.0
20.0
Tekanan (kPa)

0.0
10.0
20.0
Tekanan (kPa)

Gambar 10 Hubungan sinkage telapak kaki dan tekanan pada kondisi statis
kiri depan

sinkage (cm)

8.0
6.0
4.0

ka > 31.93%

2.0

ka ≤ 31.93%

0.0

sinkage (cm)

kanan depan
8.0
6.0
4.0

ka > 31.93%

2.0

ka ≤ 31.93%

0.0

0.0
20.0 40.0
Tekanan (kPa)

0.0
20.0
40.0
Tekanan (kPa)

kanan belakang

kiri belakang
8.0

6.0
4.0

ka > 31.93%

2.0

ka ≤ 31.93%

sinkage (cm)

sinkage (cm)

8.0

6.0

4.0

ka > 31.93%

2.0

ka ≤ 31.93%

0.0

0.0
0.0 20.0 40.0
Tekanan (kPa)

0.0
20.0
40.0
Tekanan (kPa)

Gambar 11 Hubungan sinkage telapak kaki dan tekanan pada kondisi dinamis

16

Gambar 10 dan 11 menampilkan hubungan kedalaman tekan (sinkage)
telapak kaki dengan tekanan pada kondisi statis dan dinamis masing-masing
subjek. Besarnya kedalaman tekan yang terjadi adalah variatif antara masingmasing sisi telapak kaki. Pada tekanan telapak kaki yang sama, kedalaman tekan
telapak kaki yang dihasilkan adalah lebih tinggi pada kondisi kadar air tanah yang
tinggi. Hal ini menunjukkan adanya pengaruh kadar air tanah terhadap kedalaman
tekan telapak kaki. Grafik pada Gambar 10 dan 11 juga membuktikan bahwa
kedalaman tekan berbanding lurus dengan tingkat kadar air tanah, yaitu dengan
meningkatnya kadar air tanah maka kedalaman tekan juga cenderung akan lebih
dalam. Semakin tinggi tingkat kadar airnya, tanah cenderung lebih mudah
mengalami deformasi dan sebaliknya. Tingkat deformasi tersebut akan
menentukan kedalaman tekan tanah oleh beban traktor maupun telapak kaki
karena deformasi lebih mudah terjadi pada kondisi kadar air yang tinggi sehingga
menyebabkan sinkage yang lebih dalam. Hal lain juga dibuktikan pada grafik
pada Gambar 10 dan 11, yaitu adanya hubungan antara tingkat kadar air tanah dan
tahanan penetrasinya. Tekanan yang sama pada kondisi kadar air tanah yang
tinggi, tahanan penetrasi lebih rendah, dan sebaliknya. Hal tersebut terlihat pada
tingkat kedalaman yang dapat dicapai cenderung lebih dalam dibandingkan pada
kadar air rendah.
Bulk density dan tahanan penetrasi tanah merupakan salah satu sifat fisik
tanah yang dipengaruhi oleh tingkat kadar airnya. Berdasarkan pengaruhnya
tersebut, menjadikan kadar air sebagai parameter sifat fisik tanah yang mewakili
parameter sifat fisik tanah lainnya. Selain itu, kemudahan untuk memperoleh nilai
kadar air tanah menggunakan beberapa metode pengukuran atau suatu alat ukur
khusus juga menjadi pertimbangan pemilihannya sebagai parameter dari sifat fisik
tanah.
Model Kedalaman Tekan (Sinkage) Telapak Kaki
Pemodelan kedalaman tekan (sinkage) telapak kaki manusia dilakukan
untuk mengetahui kedalaman tekan yang akan dialami oleh sebuah traktor roda
empat. Faktor yang mempengaruhi terjadinya kedalaman tekan adalah tekanan
kontak roda. Hal lain yang perlu diperhatikan adalah peranan tanah sebagai media
utama dalam terjadinya kedalaman tekan traktor. Peranan tanah melelui sifat fisik
tanah menjadi variabel kedua untuk dimasukkan ke dalam pemodelan. Sifat fisik
tersebut adalah kadar air tanah karena karakteristiknya yang dapat mewakili sifat
tanah lainnya.
Model kedalaman tekan telapak kaki akan digunakan untuk mengetahui
kedalaman tekan traktor dengan tekanan dan kadar air sebagai variabel bebasnya.
Model kedalaman tekan tersebut merupakan suatu model regresi yang diharapkan
dapat memprediksi kedalaman tekan traktor pada kondisi kadar air tanah yang
sama.
Penelitian ini menghasilkan 16 model kedalaman tekan yang terbagi atas 8
model berdasarkan telapak kaki laki-laki dan 8 model berdasarkan telapak kaki
perempuan. Alasan mengapa pemodelan dalam penelitian ini dibedakan atas
perempuan dan laki-laki adalah karena terdapat perbedaan ukuran rata-rata berat
dan luas telapak kaki. Hal ini dibuktikan pada penelitian Hairunnisa (2014) yang
menunjukkan bahwa ukuran rata-rata berat dan luasan telapak kaki laki-laki lebih

17

besar dibandingkan dengan ukuran perempuan. Masing-masing model dibedakan
atas telapak kaki kondisi statis dan dinamis, kaki kanan dan kiri, serta telapak kaki
bagian depan dan belakang. Adapun model-model kedalaman tekan yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Tabel 8 Model kedalaman tekan (sinkage) telapak kaki perempuan dengan
variabel bebas kadar air (ka) dan tekanan (P)
Model Persamaan
Keterangan
Kondisi Statis
zkskad = 6.962 - 0.220(ka) + 31.226(P)
zkskab = 44.046 - 0.381(ka) - 139.078(P)
zkskid = 31.102 - 0.307(ka) - 84.68(P)
zkskib = 22.306 - 0.315(ka) - 32.976(P)

Kaki kanan depan
Kaki kanan belakang
Kaki kiri depan
Kaki kiri belakang

Kondisi Dinamis
zkdkad = 21.58 - 0.402(ka) - 7.149(P)
zkdkab = 18.028 - 0.262(ka) - 7.304(P)
zkdkid = 23.13 - 0.306(ka) - 19.065(P)
zkdkib = 28.287 - 0.318(ka) - 31.569(P)

Kaki kanan depan
Kaki kanan belakang
Kaki kiri depan
Kaki kanan belakang

Tabel 9 Model kedalaman tekan (sinkage) telapak kaki laki-laki dengan
variabel bebas kadar air (ka) dan tekanan (P)
Model Persamaan
Keterangan
Kondisi Statis
zkskad = 5.361 - 0.271(ka) + 57.082(P)
zkskab = 19.456 - 0.293(ka) - 27.721(P)
zkskid = 12.804 - 0.275(ka) + 6.56(P)
zkskib = 14.652 - 0.289(ka) + 3.456(P)

Kaki kanan depan
Kaki kanan belakang
Kaki kiri depan
Kaki kiri belakang

Kondisi Dinamis
zkdkad = 7.399 - 0.156(ka) + 14.103(P)
zkdkab = 15.665 - 0.232(ka) - 6.186(P)
zkdkid = 6.855 - 0.179(ka) + 18.649(P)
zkdkib = 12.479 - 0.217(ka) + 3.235(P)

Kaki kanan depan
Kaki kanan belakang
Kaki kiri depan
Kaki kanan belakang

Tabel 8 dan Tabel 9 mencantumkan model-model kedalaman tekan telapak
kaki dengan kadar air (ka) dan tekanan (P) sebagai variabel bebasnya dan
kedalaman tekan (z) sebagai variabel terikat. Dalam model tersebut, nilai kadar air
tanah (ka) diharuskan dalam bentuk persentase (%) dan nilai tekanan (P) dalam
satuan berat per luas (kgf/cm2). Kedalaman tekan yang diperoleh melalui model
persamaan di atas dinyatakan dalam satuan centimeter (cm).
Masing-masing model mewakili sisi kaki yang berbeda untuk subjek lakilaki dan perempuan, yaitu model kedalaman tekan telapak kaki kanan bagian
depan dan belakang kondisi statis (zkskad dan zkskab), model kedalaman tekan
telapak kaki kiri bagian depan dan belakang kondisi statis (zkskid dan zkskib), model
kedalaman tekan telapak kaki kanan bagian depan dan belakang kondisi dinamis
(zkdkad dan zkdkab), dan model kedalaman tekan telapak kaki kiri bagian depan dan
belakang kondisi dinamis (zkdkid dan zkdkib). Hal ini dilakukan karena adanya
perbedaan kedalaman yang dihasilkan masing-masing sisi kaki ketika menapak di
atas tanah. Selain itu, perbedaan dalamnya kedalaman tekan juga terjadi antara
kaki bagian depan dan belakang.

18

Verifikasi Model Kedalaman Tekan (Sinkage) Telapak Kaki Terhadap
Kedalaman Tekan (Sinkage) Traktor
Verifikasi model kedalaman tekan telapak kaki dilakukan dengan
membandingkan nilai kedalaman tekan yang dihasilkan melalui model terhadap
nilai kedalaman tekan yang diukur langsung di lapangan (observatif).
Tabel 10 Hubungan antara kedalaman tekan (sinkage) telapak kaki observasi dan
kedalaman tekan telapak kaki melalui model (cm)
Subjek

Perempuan

Laki-laki

Model Regresi

Simpangan Baku Model Regresi

zkskad
zkskab
zkskid
zkskib
zkdkad
zkdkab
zkdkid
zkdkib
zkskad
zkskab
zkskid
zkskib
zkdkad
zkdkab
zkdkid
zkdkib

1.399
1.790
1.610
1.635
1.279
1.087
1.272
1.249
1.277
1.223
1.339
1.356
1.191
1.251
1.175
1.224

Tabel 10 menampilkan nilai simpangan baku masing-masing model
kedalaman tekan antara kedalaman tekan telapak kaki observasi dan kedalaman
tekan telapak kaki melalui model perempuan maupun laki-laki. Pada prinsipnya,
model-model pendugaan kedalaman tekan yang telah diperoleh diharapkan
menghasilkan nilai kedalaman tekan yang sama dengan nilai sebenarnya di
lapangan. Hal ini diwakili oleh garis regresi y = x pada grafik sebaran data antara
kedalaman tekan telapak kaki model dan observasi.
Simpangan baku merupakan sebaran data terhadap garis regresi y = x, yang
menunjukkan tingkat kesesuaian hubungan antara perkiraan atau pendugaan yang
dilakukan melalui model terhadap data sebenarnya di lapangan. Pada garis regresi
y = x, simpangan baku akan bernilai sama dengan nol, yang mengartikan
kedalaman tekan telapak kaki melalui model adalah sama dengan kedalaman
tekan telapak kaki observasinya. Simpangan baku dapat dikatakan sebagai indeks
yang digunakan untuk mengukur tingkat ketepatan regresi (pendugaan) dan
mengukur batasan seberapa jauh melesetnya perkiraan dalam suatu pendugaan
(Hasan 1999).
Berdasarkan Tabel 10, diketahui bahwa model zkdkab pada subjek perempuan
dan model zkdkid pada subjek laki-laki memiliki simpangan baku yang paling
mendekati nilai nol atau terkecil di antara simpangan baku milik model lainnya.

19

Nilai simpangan baku yang kecil menunjukkan kedekatan titik-titik data terhadap
garis regresi y = x, yaitu antara kedalaman tekan telapak kaki melalui model dan
observasi. Sebaliknya, semakin besar nilai simpangan bakunya, titik-titik data
semakin tersebar jauh dari garis regresi y = x. Simpangan baku sebesar 1.087 pada
model zkdkab subjek perempuan dan 1.175 pada model zkdkid subjek laki-laki
memiliki arti bahwa terjadi penyimpangan sebesar 1.087 cm dan 1.175 cm dalam
pendugaan kedalaman tekan telapak kaki melalui model.
Selanjutnya, keseluruhan model tersebut digunakan untuk menduga
kedalaman tekan traktor dengan cara memasukkan data parameter traktor, yaitu
kadar air tanah dan tekanan traktor. Hasil kedalaman tekan traktor yang diperoleh
dengan model (zmodel) dibandingkan kembali terhadap nilai kedalaman tekan
traktor di lapangan (zobservasi), baik dalam kondisi traktor statis maupun dinamis.
Tabel 11 dan 12 menampilkan verifikasi keseluruhan model telapak kaki
bila tekanan traktor digunakan dalam masing-masing model untuk pendugaan
kedalaman tekan traktor. Verifikasi dilakukan dengan cara melihat nilai
simpangan baku antara kedalaman tekan yang dihasilkan melalui masing-masing
model terhadap nilai kedalaman tekan traktor yang diukur di lapangan. Semakin
kecil nilai penyimpangan yang terjadi, semakin akurat model tersebut bila
digunakan untuk menduga kedalaman tekan traktor karena semakin menunjukkan
tingkat kedalaman yang sesuai dengan observasinya.
Tabel 11 Simpangan baku kedalaman tekan melalui model terhadap kedalaman
tekan observasi traktor kondisi dinamis (cm)
Subjek
Perempuan

Laki-laki

Model Regresi

Simpangan Baku Model Regresi

zkskad
zkskab
zkskid
zkskib
zkdkad
zkdkab
zkdkid
zkdkib
zkskad
zkskab
zkskid
zkskib
zkdkad
zkdkab
zkdkid
zkdkib

13.067
31.339
44.292
10.050
6.493
3.727
10.099
5.719
27.830
9.807
1.905
3.116
3.610
4.300
4.712
3.193

20

Tabel 12 Simpangan baku kedalaman tekan melalui model terhadap kedalaman
tekan observasi traktor kondisi statis (cm)
Subjek
Perempuan

Laki-laki

Model Regresi

Simpangan Baku Model Regresi

zkskad
zkskab
zkskid
zkskib
zkdkad
zkdkab
zkdkid
zkdkib
zkskad
zkskab
zkskid
zkskib
zkdkad
zkdkab
zkdkid
zkdkib

13.664
30.658
43.618
9.323
5.790
2.977
9.400
4.998
28.459
9.079
1.275
2.295
4.063
3.548
5.224
2.426

Berdasarkan simpangan baku yang ditampilkan pada Tabel 11 dan 12,
terlihat bahwa model zkdkab subjek perempuan dan zkskid subjek laki-laki memiliki
nilai simpangan baku terkecil bila digunakan untuk pendugaan traktor baik pada
kondisi dinamis maupun statis. Nilai tersebut lebih kecil pada kondisi traktor statis
dibandingkan dengan kondisi traktor dinamis. Hal ini menunjukkan bahwa
pendugaan kedalaman tekan traktor melalui model regresi linear tersebut akan
lebih tepat bila digunakan pada kondisi statis.
Dari data tersebut, dapat terlihat bahwa model yang paling sesuai untuk
menduga kedalaman tekan traktor pada kondisi statis maupun dinamis adalah
zkdkab melalui pendekatan subjek perempuan dan zkskid melalui pendekatan subjek
laki-laki. Model pada subjek perempuan yang digunakan dalam pendugaan
kedalaman tekan telapak kaki sudah menunjukkan kesesuaian dengan pendugaan
kedalaman tekan traktor, yaitu model zkdkab. Sebaliknya, model pada subjek lakilaki perlu dibedakan dalam penggunaannya untuk menduga kedalaman tekan
telapak kaki dan traktor, yaitu zkdkid untuk pendugaan kedalaman tekan telapak
kaki dan zkskid untuk traktor. Oleh karena itu, diperlukan suatu faktor koreksi agar
model kedalaman tekan dapat digunakan untuk menduga kedalaman tekan telapak
kaki dan traktor.
Melalui analisis regresi linear diperoleh model zkdkab subjek perempuan dan
zkskid subjek laki-laki untuk memprediksi kedalaman tekan traktor kondisi statis
maupun dinamis melalui pendekatan telapak kaki. Akan tetapi, penyimpangan
yang tergolong masih cukup tinggi menunjukkan bahwa model tersebut masih
memiliki kekurangan untuk pendugaan kedalaman tekan traktor, sehingga model
lain perlu dicari kembali dengan menggunakan metode analisis lain.

21

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Parameter pengukuran yang digunakan dalam pendugaan kedalaman tekan
(sinkage) pada penelitian ini adalah kadar air tanah dan tekanan kontak objek.
Jenis tanah di lokasi penelitian ini tergolong sebagai tanah liat berpasir (sandy
loam) dengan kondisi kadar air tanah pada hari pengujian pertama adalah sebesar
28.65%, pada hari pengujian kedua sebesar 33.03%, dan 31.93% pada hari
pengujian ketiga. Nilai tekanan kontak pada objek adalah beragam, meliputi
tekanan pada masing-masing sisi telapak kaki subjek dan tekanan pada masingmasing roda traktor.
Keseluruhan data dianalisis melalui regresi linear, sehingga diperoleh
beberapa model kedalaman tekan (sinkage). Regresi linear kurang tepat digunakan
untuk menduga kedalaman tekan traktor dari parameter kadar air tanah dan
tekanan. Namun, model terbaik yang dihasilkan untuk memprediksi kedalaman
tekan traktor berbasis pendekatan kedalaman tekan telapak kaki adalah zkskid =
12.804 - 0.275(ka) + 6.56(P) melalui subjek laki-laki dan zkdkab = 18.028 0.262(ka) - 7.304(P) melalui subjek perempuan. Dasar penetapan kedua model
tersebut adalah karena memiliki nilai simpangan baku terkecil terhadap
kedalaman tekan traktor di lapangan. Penggunaan model tersebut hanya terbatas
pada kondisi kadar air tanah 28.65% hingga 33.03%.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lanjut dengan metode analisis lain yang dapat
memperoleh pendugaan kedalaman tekan traktor yang lebih akurat dengan
melibatkan beberapa variabel lain. Suatu penambahan faktor koreksi perlu
dilibatkan dalam model persamaan penduga