PENGGUNAAN MATERIAL BATU KAPUR SEBAGAI LAPISAN SUBBASE COURSE PERKERASAN JALAN PADA SUBGRADE TANAH GRANULER

  

PENGGUNAAN MATERIAL BATU KAPUR SEBAGAI LAPISAN

SUBBASE COURSE PERKERASAN JALAN PADA SUBGRADE

TANAH GRANULER

THE LIMESTONE USAGE AS SUBBASE COURSE OF PAVEMENT

STRUCTURE ON GRANULAR SUBGRADE

SKRIPSI

  Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

  Universitas Sebelas Maret Surakarta

  

Disusun oleh :

LUKMAN FAHREZA NUSKARA

I0112089

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

  

2016

PERSEMBAHAN

  Untuk : Ayahanda Prahasnu Aliaskar, Ibunda Nunung Sulistyaningsih, Sdr. Adam Ghifari, Sdri. Sarah Adella, Sdri. Erma Yuniati, Keluarga besar KBK Geoteknik dan Lab. Mekanika Tanah, Estu Waskita Aji, Fajar Andi Baihaqi, Rekan-rekan Teknik Sipil UNS 2012.

MOTTO

  

“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat bagi

manusia”

• Rasulullah SAW (dalam HR. Tirmidzi)-

  

ABSTRAK

Lukman Fahreza Nuskara, 2016. Penggunaan Material Batu Kapur sebagai

Lapisan Subbase Course Perkerasan Jalan pada Subgrade Tanah Granuler.

Skripsi, Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret.

Surakarta.

  Kerusakan perkerasan jalan tidak hanya disebabkan oleh kualitas permukaan perkerasannya, tetapi juga dapat disebabkan oleh kualitas struktur lapis pondasi atas (base course), lapis pondasi bawah (subbase course) dan tanah dasar (subgrade). Penelitian ditujukan untuk menganalisis pengaruh ketebalan lapisan subbase course material batu kapur pada subgrade tanah granuler terhadap nilai CBR dan k v . Penelitian dilakukan dengan mensimulasikan struktur lapisan perkerasan jalan di dalam laboratorium. Pengujian CBR dilakukan terhadap lapisan subgrade, sedangkan pengujian plate load test dilakukan pada lapisan subbase course dan base course.

  Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan ketebalan subbase course setiap 5 cm mampu meningkatkan nilai CBR pada subbase course berturut-urut sebesar 15,93%; 38,73% dan 3,35%. Penambahan ketebalan subbase course setiap 5 cm mampu meningkatkan nilai CBR pada base course berturut-urut sebesar 4,63%; 34,09%; 21,99% dan 2,68%. Penambahan ketebalan subbase course setiap 5 cm mampu meningkatkan nilai k v pada subbase course berturut-urut sebesar 6,79; 58,82 dan 3,03%. Penambahan ketebalan subbase course setiap 5 cm juga mampu meningkatkan nilai k v pada base course berturut-urut sebesar 12,20; 30,85; 9,30 dan 3,61%. Lapisan subbase course terbukti memiliki performa yang lebih baik dibandingkan lapisan base course. Hal ini ditunjukkan dengan nilai CBR subbase

  

course yang 33,33% lebih besar daripada nilai CBR base course, pada ketebalan

  total struktur perkerasan jalan 40 cm. Hal ini juga ditunjukkan dengan nilai k v

  

subbase course yang 26,83% lebih besar daripada nilai k v base course, pada

  ketebalan total struktur perkerasan jalan 40 cm

  v Kata Kunci: tanah granuler, subbase course, batu kapur, nilai k

ABSTRACT

  

Lukman Fahreza Nuskara, 2016. The Limestone Usage as Subbase Course of

Pavement Structure on Granular Subgrade.. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil.

Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

  

Pavement structure’s damage doesn’t only caused by its surface course quality, but

it could be also occurred because of its base course, subbase course and subgrade

quality. The purpose of this research is to analyze the influence of subbase course

thickness on granular subgrade to CBR and k v values. The research is conducted

by simulating a pavement structure in the laboratory. CBR test is applied to the

subgrade, whereas plate load test is applied to subbase course and base course.

  

The result shows that every 5 cm increase of subbase course thickness could

increase the CBR value on subbase course respectively 15,93%; 38,73% and

  3,35%. Every 5 cm increase of subbase course thickness could also increase the

  

CBR value on base course respectively 4,63%; 34,09%; 21,99% and 2,68%. Every

5 cm increase of subbase course thickness could also increase the k v value on

subbase course respectively 6,79; 58,82 and 3,03%. Every 5 cm increase of subbase

course thickness could also increase the k v value on base course respectively 12,20;

30,85; 9,30 and 3,61%. Subbase course has better performance than base course

in terms of k v value. It’s proven by the result that the CBR value on subbase course

is 33,33% greater than CBR value on base course. The other proof is that the k v

value on subbase course is 26,83% greater than the k v value on base course, at the

pavement structure thickness of 40 cm.

  Keyword: granular soil, subbase course, k v .

  

Alhamdulillahirabbil‘alamin, puji dan syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah

  SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi/tugas akhir dengan judul “Penggunaan Material Batu Kapur sebagai

  

Lapisan Subbase Course Perkerasan Jalan pada Subgrade Tanah Granuler”.

  Penulisan laporan penelitian ini merupakan salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada tahun 2016. Penulisan laporan penelitian ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan, dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, penyusun menyampaikan terima kasih kepada:

  1. Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  2. Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T. dan R. Harya Dananjaya H. I. S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing I dan II yang telah membimbing penulis dengan baik dari awal hingga akhir proses pengerjaan tugas akhir ini.

  3. Orang tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan moral maupun material serta spiritual.

  4. Dr. (Eng.) Ir. Syafi’i, M.T. selaku dosen pembimbing akademik yang telah mendampingi, mengarahkan serta membimbing penulis selama masa akademik.

  5. Yusep Muslih Purwana, S.T., M.T., Ph.D selaku Ketua Laboratorium Mekanika Tanah beserta jajaran pengelola laboratorium yang telah memfasilitasi penelitian penulis dengan sangat baik.

  6. Rekan-rekan mahasiswa KBK Geoteknik yang telah bekerjasama dengan sangat baik selama penelitian berlangsung.

  7. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu. Penulis mengharap kritik dan saran untuk kemajuan penelitian berikutnya. Semoga penelitian ini dapat bermanfaat sebesar-besarnya bagi semua pihak.

  Surakarta, Juli 2016 Penyusun

  

DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL........................................................................................ i HALAMAN PERSETUJUAN......................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................... iii PERSEMBAHAN ........................................................................................... iv MOTTO ........................................................................................................... v ABSTRAK ....................................................................................................... vi

  

ABSTRACT....................................................................................................... vii

  KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii DAFTAR ISI.................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xii DAFTAR TABEL............................................................................................ xiii DAFTAR GRAFIK .......................................................................................... xiv DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ................................................................ xv DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvi

  

BAB I PENDAHULUAN...................................................................................... 1

  1.1 Latar Belakang............................................................................................... 1

  1.2 Rumusan Masalah.......................................................................................... 2

  1.3 Batasan Masalah ............................................................................................ 2

  1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 3

  1.5 Manfaat Penelitian ......................................................................................... 3

  

BAB II DASAR TEORI........................................................................................ 4

  2.1 Tinjauan Pustaka............................................................................................ 4

  2.2 Dasar Teori .................................................................................................... 5

  2.2.1 Struktur perkerasan jalan ........................................................................ 5

  2.2.1.1 Lapisan tanah dasar (subgrade) .................................................. 6

  2.2.1.2 Lapis pondasi bawah (subbase course) ...................................... 7

  2.2.1.3 Lapis pondasi atas (base course) ................................................ 8

  2.2.2 California Bearing Ratio (CBR) ............................................................. 9

  2.2.3 Koefisien reaksi subgrade arah vertikal (k v ) ........................................ 10

  2.2.4 Plate load test ....................................................................................... 11

  

BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 14

  3.1 Gambaran Umum......................................................................................... 14

  3.1.1 Alat ....................................................................................................... 14

  3.1.2 Material................................................................................................. 17

  3.1.3 Variasi penelitian.................................................................................. 18

  3.1.4 Persiapan material................................................................................. 18

  3.1.5 Pengujian awal...................................................................................... 19

  3.1.6 Proses pemadatan dan pengujian sampel.............................................. 20

  3.1.7 Analisis data dan pembahasan .............................................................. 23

  3.2 Hipotesis Penelitian ..................................................................................... 25

  3.3 Alur Penelitian ............................................................................................. 26

  

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ...................................................... 27

  4.1 Hasil Pengujian Awal .................................................................................. 27

  4.1.1 Hasil pengujian material subgrade ....................................................... 27

  4.1.1.1 Hasil pengujian index properties .............................................. 27

  4.1.1.2 Hasil pengujian pemadatan laboratorium ................................. 28

  4.1.2 Hasil pengujian index properties material subbase course .................. 28

  4.1.3 Hasil pengujian index properties material base course........................ 28

  4.2 Hasil Pengujian Sampel Penelitian.............................................................. 29

  4.2.1 Hasil pengujian CBR lapisan subgrade ............................................. 29

  4.2.2 Hasil pengujian plate load test lapisan subbase course ..................... 31

  4.2.3 Hasil pengujian plate load test lapisan base course........................... 33

  4.2.4 Hasil pemadatan sampel pengujian .................................................... 34

  v

  4.2.5 Pengaruh ketebalan lapisan subbase course terhadap nilai k ............ 36

  4.2.5.1 Pengaruh ketebalan lapisan subbase course terhadap nilai defleksi ........................................................................... 36

  4.2.5.2 Pengaruh ketebalan lapisan subbase course terhadap nilai CBR ................................................................................ 37

  4.2.5.3 Pengaruh ketebalan lapisan subbase course terhadap nilai k v ..................................................................................... 39

  4.2.5.4 Pengaruh penambahan lapisan subbase course dan

  base course terhadap nilai k v subgrade ................................... 40

  4.2.5.5 Perbandingan nilai CBR seluruh kombinasi lapisan............... 41

  v

  4.2.5.6 Perbandingan nilai k seluruh kombinasi lapisan ................... 43

  

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 45

  5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 45

  5.2 Saran ............................................................................................................ 46 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tipikal potongan melintang struktur perkerasan jalan .......................5

  v .....................................11

Gambar 2.2 Hubungan antara nilai CBR dengan nilai kGambar 2.3 Sketsa plate load test (nptel.ac.in)....................................................11Gambar 2.4 Grafik hubungan antara tekanan dengan defleksi secara tipikal

  (theconstructioncivil.org)..................................................................12

Gambar 2.5 Hubungan antara diameter pelat beban dengan nilai k v

  (Hardiyatmo, 2011 dalam Setiawan, 2015)........................................13

Gambar 3.1 Sketsa pengujian model struktur perkerasan jalan dalam mould......15Gambar 3.2 Set alat pembebanan .........................................................................16Gambar 3.3 Sketsa pengujian CBR lapangan untuk lapisan subgrade ................20Gambar 3.4 Pengujian CBR lapisan subgrade .....................................................21Gambar 3.5 Sketsa pengujian plate load test .......................................................21Gambar 3.6 Pengujian plate load test...................................................................22Gambar 3.7 Diagram alir penelitian .....................................................................26Gambar 4.1 Pengujian CBR lapisan subgrade .....................................................30Gambar 4.2 Pengujian plate load test lapisan subbase course.............................31Gambar 4.3 Pengujian plate load test lapisan base course ..................................33Gambar 4.4 Hasil pemadatan sampel pengujian dengan ketebalan subbase course

  5 cm........................................................................................................................35

Gambar 4.5 Kepadatan sampel yang tidak merata ...............................................36

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Ketebalan subbase course berdasarkan mutu subgrade

  (Departemen Pekerjaan Umum, 2002)....................................................7

Tabel 2.2 Persyaratan gradasi lapis pondasi (Departemen Pekerjaan Umum,

  2006) ........................................................................................................................8

Tabel 2.3 Persyaratan karakteristik material lapis pondasi (Departemen

  Pekerjaan Umum, 2006)..........................................................................9

Tabel 3.1 Variasi ketebalan lapisan subbase course .............................................17Tabel 3.2 Jenis pengujian awal..............................................................................19Tabel 3.3 Tahapan pengujian sampel ....................................................................23Tabel 4.1 Hasil pengujian index properties material subgrade.............................27Tabel 4.2 Hasil pengujian pemadatan modifikasi laboratorium material

  

subgrade.................................................................................................................28

Tabel 4.3 Hasil pengujian index properties material subbase course ...................28Tabel 4.4 Hasil pengujian CBR lapisan subgrade ................................................30Tabel 4.5 Hasil pengujian plate load test lapisan subbase course ........................32Tabel 4.6 Hasil pengujian plate load test lapisan base course..............................34Tabel 4.7 Perbandingan nilai k v lapisan subgrade dengan penambahan subbase

  course

  dan base course ......................................................................................40

Tabel 4.8 Perbandingan nilai CBR dan k v seluruh kombinasi lapisan...................41

  

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Hubungan antara tekanan dan lendutan pelat pada kombinasi subgrade + subbase course 5 cm ........................................................32

  Grafik 4.2 Hubungan antara ketebalan subbase course dengan nilai defleksi

  pelat ........................................................................................................................37

  

Grafik 4.3 Hubungan antara ketebalan subbase course dengan nilai CBR...........38

Grafik 4.4 Hubungan antara ketebalan lapisan subbase course dengan nilai k v

  lapisan subbase course dan base course .............................................39

  

Grafik 4.5 Perbandingan nilai CBR seluruh kombinasi lapisan............................42

Grafik 4.6 Perbandingan nilai k v seluruh kombinasi lapisan ................................43

  CBR : nilai California Bearing Ratio (%) d : diameter mould uji (cm) G s : specific gravity h : tinggi mould uji (cm) k v : modulus reaksi subgrade arah vertikal (kN/m

  3

  )

  LL : batas cair (%) p : tekanan pada pengujian plate load test (kPa) PI : indeks plastisitas (%) PL : batas plastis (%) r

  2

  : koefisien determinasi

  w : kadar air (%) w opt : kadar air optimum pada pengujian pemadatan (%)

γ d max : berat isi kering tanah maksimum pada pengujian pemadatan

  (gr/cm

  3

  )

  δ : defleksi pada pelat (m)