Pengaruh Penambahan Semen Portland Terhadap Nilai CBR dan UCS Pada Agregat Base Kelas B
PENGARUH PENAMBAHAN SEMEN PORTLAND
TERHADAP NILAI CBR DAN UCS PADA
AGREGAT BASE KELAS B
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk
Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh:
ROSADI PATRA TANJUNG
10 0404 120
Dosen Pembimbing:
Ir Indra Jaya Pandia MT
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
9
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Filler adalah salah satu bahan yang berperan sebagai pengisi ronggarongga dari suatu campuran beraspal. Jenis bahan pengisi yang dapat digunakan
yaitu: abu batu, kapur padam, portland cement (PC),dll. Persentase yang kecil
pada filler terhadap campuran beraspal, bukan berarti tidak mempunyai efek yang
besar pada karakteristik material yang dipakai. Banyak perkembangan sekarang
yang meneiliti mengenai stabilisasi dengan semen. Tulisan ini mencoba meneliti
pengaruh penambahan semen portland terhadap nilai CBR dan UCS pada agregat
base kelas b. Filler adalah salah satu bahan yang digunakan dalam campuran
lapisan Asphalt Concrete-Wearing Course (lapisan aus). Dalam Penelitian ini
pembuatan benda uji dibuat sebanyak 3 sampel dari masing-masing penambahan
semen dari setiap percobaan. Kadar semen yang dipakai pada penelitian ini adalah
2%, 4%, 6% dan prosedur pembuatan benda uji mengacu pada SNI 1744:2012
untuk CBR, dan SNI 3638:2012 untuk UCS.
Pada penelitian langkah pertama yang dilakukan adalah pengecekan bahan
yaitu agregat harus memenuhi persyaratan. Kemudian dilakukan compaction
untuk mencari nilai Kadar Air Optimum dimana didapatkan sebesar 8,02% untuk
penambahan semen 2%, 7,03% utuk kadar semen 4%, dan untuk penambahan
semen 6% nilai kadar air sebesar 6,14%. Dari hasil tes CBR laboratorium yang
didapatkan cenderung meningkat kekuatannya seiring penambahan kadar semen.
Didapat hasil percobaan CBR yaitu untuk nilai CBR dengan penambahan semen
2% hasilnya sebesar 80,02%. Nilai CBR dengan kadar semen 4% sebesar 84,44%.
Untuk kadar semen 6% didapat hasil sebesar 87,08%. Seperti yang telah
disyaratkan untuk nilai CBR base kelas b tanpa semen minimum 60% sedangkan
untuk agregat base kelas a minimum 90%. Dari hasil penelitian yang dilakukan
pada peneilitian ini, untuk nilai CBR agregat base b didapat sebesar 76,98%.
Sama halnya dengan nilai CBR, semakin tinggi kadar semen nilai kuat tekan
bebas pada tes unconfined semakin besar. Dengan benda uji umur perawatan 7
hari dengan kadar semen 2% nilai rata-rata kuat tekan bebas sebesar 25,65
kg/cm2.. Kadar semen 4% nilai kuat tekan bebas meningkat menjadi 31,553
kg/cm2. Demikian juga dengan kadar semen 6% dengan hasil 36,21 kg/cm2.
Kata kunci : filler, stabilisasi semen, lapis pondasi, agregat base b, california
bearing ratio (CBR), unconfined compressive strenght (UCS),
spesifikasi Bina Marga 2010.
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Dengan segala kerendahan hati, saya panjatkan Puji dan Syukur kehadirat
Allah SWT, karena hanya dengan berkat dan karunia - Nya saya dapat
menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
Adapun Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam
menempuh ujian sarjana pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas
Sumatera Utara. Judul Tugas Akhir ini adalah : “Pengaruh Penambahan Semen
Portland Terhadap Nilai CBR dan UCS Pada Agregat Base Kelas B ”.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini, tidak lepas dari bantuan berbagai pihak.
Maka pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan ucapan
terima kasih yang setulusnya kepada :
1. Bapak Ir. Indra Jaya Pandia MT, sebagai pembimbing dalam penulisan Tugas
Akhir ini.
2. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc, sebagai kordinator Tugas Akhir Sub
Jurusan Transportasi dan juga untuk Bapak Ir.Joni Harianto.
3. Bapak Prof. Dr. Ing Johannes Tarigan sebagai Ketua Jurusan Sipil Fakultas
Teknik USU.
4. Bapak Ir. Syahrizal, MT, sebagai Sekretaris Jurusan Sipil Fakultas Teknik
USU.
5. Bapak, Ibu Dosen dan seluruh staf dan pengawai Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
6. Kepada Pak Christian dan seluruh staff di AMP Karya Murni.
7. Sahabat-sahabat : Iqbalsyah Pasaribu, Rendi Pratama, Fadlin Alwi, Fazrai
Alwi, Ahmad Tirta, Mawan, Haikal, Dede Oktria, Arif Nugraha, Deri
ii
Universitas Sumatera Utara
Wilianda, Lutfi Pratama, Andry, Bilher, Muhammad Taufik, Fani dan seluruh
rekan – rekan saya mahasiswa Angkatan 2010, 2011,2012 juga adik-adik :
Wahyu Ramdhani, Yogi Rambe, Rendra Mancung, Hilmen, Reza Maha, Zaki,
Akmal, Salam, Novra, Ridho Daulay dan semua mahasiswa Angkatan 2013,
juga praktikan Laboratorium Jalan Raya Sem.A 2015/2016, dll. Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
8. Sahabat yang sangat mengerti pribadi saya Tama Ulina Siregar,SE (Ekonomi
‘10) terima kasih atas kasih sayang, cinta, perhatian, dan semangat yang
diberikan kepada saya. Juga kepada abang yang sudah seperti abang kandung
saya , Alfriady Zuliansyah Alfein ST.MT (Sipil 07) terima kasih atas
bantuannya yang sangat berarti kepada saya.
Pada kesempatan ini saya menyampaikan terima kasih dan penghargaan
setinggi – tingginya kepada Orang tua saya, Bapak Dr.Ir.H. Munir Tanjung,MM
dan Ibu Nilawati Harahap,SE yang telah banyak memberikan kasih sayang, cinta,
semangat, doa, dan pengorbanan juga materil serta kesabaran selama ini
menunggu sampai akhirnya sekarang saya dapat menyelesaikan studi penelitian
tugas akhir ini. Dan kepada adik - adik terhebat saya : Reni Hardianti Tanjung,
Mahadir Muhammad Tanjung, dan Anggi Pratiwi Tanjung terima kasih untuk doa
dan dukungannya.
iii
Universitas Sumatera Utara
Saya menyadari banyak kekurangan pada tulisan ini dan masih jauh dari
kesempurnaan. Saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi
kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, saya berharap kiranya tulisan ini dapat
memberikan manfaat bagi penulis dan juga bagi para pembacanya.
Medan, Februari 2016
Penulis,
Rosadi Patra Tanjung
100404120
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK
i
KATA PENGANTAR
ii
DAFTAR ISI
v
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
viii
ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Umum
1
1.2. Latar Belakang
3
1.3. Perumusan Masalah
5
1.4. Pembatasan Masalah
5
1.5. Hipotesa
5
1.6. Tujuan Penelitian
6
1.7. Manfaat Penelitian
6
1.8. Peraturan Yang Dipakai
6
1.9. Sistematika Penulisan
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Umum
7
2.2. Pengertian Perkerasan ......................................................................... 11
2.3. Pengertian Agregat
2.3.1. Defenisi Agregat
21
21
v
Universitas Sumatera Utara
2.3.2. Klasifikasi Agregat
22
2.3.2.1. Agregat Kasar
24
2.3.2.2. Agregat Halus
30
2.3.2.3. Bahan Pengisi (filler)
31
2.4. Kriteria Dan Fungsi Lapisan Pada Perkerasan Lentur
33
2.4.1. Susunan Lapis Konstruksi Perkerasan Lentur
34
2.5. Klasifikasi Lapis Pondasi
37
2.6. CBR (California Bearing Ratio)
41
2.7. UCS (Unconfined Compressive Strenght)
42
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Persiapan Penelitian
43
3.2. Bagan Alir
44
3.3. Pelaksanaan
46
3.3.1. Spesifikasi Bahan Baku Penelitian
46
3.3.2. Perencanaan Campuran Uji CBR Laboratorium
47
3.3.3. Perencanaan Campuran Uji Unconfined
3.3.4. Analisis Dan Pembahasan
49
50
BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA
4.1. Persiapan Campuran Material
4.1.1. Hasil dan Analisis Pengujian Agregat
51
51
4.2. Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas (UCS)
58
4.3. Hasil Pengujian CBR
58
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
vi
Universitas Sumatera Utara
5.1. Kesimpulan
62
5.2. Saran
63
DAFTAR PUSTAKA
x
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Ketentuan Sifat Campuran Laston (AC)
14
Tabel 2.2 Perbandingan Umum Campuran Beraspal
15
Tabel 2.3 Perbedaan Perkerasan Lentur dan Perkerasan Kaku
21
Tabel 2.4 Ketentuan Agregat Kasar untuk Campuran Beton Aspal
25
Tabel 2.5 Ketentuan Agregat Halus untuk Campuran Beton Aspal
30
Tabel 2.6 Gradasi Bahan Pengisi
31
Tabel 2.7 Gradasi Lapis Pondasi Agregat
38
Tabel 2.8 Sifat – sifat Lapis Pondasi Agregat
38
Tabel 4.1 Hasil Pemeriksaan Agregat
52
Tabel 4.2 Hasil Analisa Saringan Agregat
53
Tabel 4.3 Hasil Pemeriksaan Kadar Air Optimum dan Berat Isi Kering (d)
Pada Campuran Base Course Kelas B
55
Tabel 4.4 Hasil CBR dan UCS Penambahan Semen 2%
60
Tabel 4.5 Hasil CBR dan UCS Penambahan Semen 4%
60
Tabel 4.6 Hasil CBR dan UCS Penambahan Semen 6%
60
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Lapisan Perkerasan Lentur
18
Gambar 2.2 Lapisan Perkerasan Kaku
19
Gambar 2.3 Lapisan Perkerasan Komposit
20
Gambar 2.4 Gilingan Semen Yang Dilengkapi Bola Dan Penghembus Udara
27
Gambar 2.5 Gradasi Seragam (Uniform Graded)
39
Gambar 2.6 Gradasi Rapat (Dense Graded)
40
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian
45
Gambar 4.1 Grafik Hasil Analisa Saringan
54
Gambar 4.2 Grafik Kadar Air Optimum yang Dihasilkan Pada 3 Variasi
Kadar Semen
56
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Nilai QU Unconfined dengan Nilai CBR
61
ix
Universitas Sumatera Utara
TERHADAP NILAI CBR DAN UCS PADA
AGREGAT BASE KELAS B
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk
Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh:
ROSADI PATRA TANJUNG
10 0404 120
Dosen Pembimbing:
Ir Indra Jaya Pandia MT
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
9
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Filler adalah salah satu bahan yang berperan sebagai pengisi ronggarongga dari suatu campuran beraspal. Jenis bahan pengisi yang dapat digunakan
yaitu: abu batu, kapur padam, portland cement (PC),dll. Persentase yang kecil
pada filler terhadap campuran beraspal, bukan berarti tidak mempunyai efek yang
besar pada karakteristik material yang dipakai. Banyak perkembangan sekarang
yang meneiliti mengenai stabilisasi dengan semen. Tulisan ini mencoba meneliti
pengaruh penambahan semen portland terhadap nilai CBR dan UCS pada agregat
base kelas b. Filler adalah salah satu bahan yang digunakan dalam campuran
lapisan Asphalt Concrete-Wearing Course (lapisan aus). Dalam Penelitian ini
pembuatan benda uji dibuat sebanyak 3 sampel dari masing-masing penambahan
semen dari setiap percobaan. Kadar semen yang dipakai pada penelitian ini adalah
2%, 4%, 6% dan prosedur pembuatan benda uji mengacu pada SNI 1744:2012
untuk CBR, dan SNI 3638:2012 untuk UCS.
Pada penelitian langkah pertama yang dilakukan adalah pengecekan bahan
yaitu agregat harus memenuhi persyaratan. Kemudian dilakukan compaction
untuk mencari nilai Kadar Air Optimum dimana didapatkan sebesar 8,02% untuk
penambahan semen 2%, 7,03% utuk kadar semen 4%, dan untuk penambahan
semen 6% nilai kadar air sebesar 6,14%. Dari hasil tes CBR laboratorium yang
didapatkan cenderung meningkat kekuatannya seiring penambahan kadar semen.
Didapat hasil percobaan CBR yaitu untuk nilai CBR dengan penambahan semen
2% hasilnya sebesar 80,02%. Nilai CBR dengan kadar semen 4% sebesar 84,44%.
Untuk kadar semen 6% didapat hasil sebesar 87,08%. Seperti yang telah
disyaratkan untuk nilai CBR base kelas b tanpa semen minimum 60% sedangkan
untuk agregat base kelas a minimum 90%. Dari hasil penelitian yang dilakukan
pada peneilitian ini, untuk nilai CBR agregat base b didapat sebesar 76,98%.
Sama halnya dengan nilai CBR, semakin tinggi kadar semen nilai kuat tekan
bebas pada tes unconfined semakin besar. Dengan benda uji umur perawatan 7
hari dengan kadar semen 2% nilai rata-rata kuat tekan bebas sebesar 25,65
kg/cm2.. Kadar semen 4% nilai kuat tekan bebas meningkat menjadi 31,553
kg/cm2. Demikian juga dengan kadar semen 6% dengan hasil 36,21 kg/cm2.
Kata kunci : filler, stabilisasi semen, lapis pondasi, agregat base b, california
bearing ratio (CBR), unconfined compressive strenght (UCS),
spesifikasi Bina Marga 2010.
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Dengan segala kerendahan hati, saya panjatkan Puji dan Syukur kehadirat
Allah SWT, karena hanya dengan berkat dan karunia - Nya saya dapat
menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
Adapun Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam
menempuh ujian sarjana pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas
Sumatera Utara. Judul Tugas Akhir ini adalah : “Pengaruh Penambahan Semen
Portland Terhadap Nilai CBR dan UCS Pada Agregat Base Kelas B ”.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini, tidak lepas dari bantuan berbagai pihak.
Maka pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan ucapan
terima kasih yang setulusnya kepada :
1. Bapak Ir. Indra Jaya Pandia MT, sebagai pembimbing dalam penulisan Tugas
Akhir ini.
2. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc, sebagai kordinator Tugas Akhir Sub
Jurusan Transportasi dan juga untuk Bapak Ir.Joni Harianto.
3. Bapak Prof. Dr. Ing Johannes Tarigan sebagai Ketua Jurusan Sipil Fakultas
Teknik USU.
4. Bapak Ir. Syahrizal, MT, sebagai Sekretaris Jurusan Sipil Fakultas Teknik
USU.
5. Bapak, Ibu Dosen dan seluruh staf dan pengawai Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
6. Kepada Pak Christian dan seluruh staff di AMP Karya Murni.
7. Sahabat-sahabat : Iqbalsyah Pasaribu, Rendi Pratama, Fadlin Alwi, Fazrai
Alwi, Ahmad Tirta, Mawan, Haikal, Dede Oktria, Arif Nugraha, Deri
ii
Universitas Sumatera Utara
Wilianda, Lutfi Pratama, Andry, Bilher, Muhammad Taufik, Fani dan seluruh
rekan – rekan saya mahasiswa Angkatan 2010, 2011,2012 juga adik-adik :
Wahyu Ramdhani, Yogi Rambe, Rendra Mancung, Hilmen, Reza Maha, Zaki,
Akmal, Salam, Novra, Ridho Daulay dan semua mahasiswa Angkatan 2013,
juga praktikan Laboratorium Jalan Raya Sem.A 2015/2016, dll. Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
8. Sahabat yang sangat mengerti pribadi saya Tama Ulina Siregar,SE (Ekonomi
‘10) terima kasih atas kasih sayang, cinta, perhatian, dan semangat yang
diberikan kepada saya. Juga kepada abang yang sudah seperti abang kandung
saya , Alfriady Zuliansyah Alfein ST.MT (Sipil 07) terima kasih atas
bantuannya yang sangat berarti kepada saya.
Pada kesempatan ini saya menyampaikan terima kasih dan penghargaan
setinggi – tingginya kepada Orang tua saya, Bapak Dr.Ir.H. Munir Tanjung,MM
dan Ibu Nilawati Harahap,SE yang telah banyak memberikan kasih sayang, cinta,
semangat, doa, dan pengorbanan juga materil serta kesabaran selama ini
menunggu sampai akhirnya sekarang saya dapat menyelesaikan studi penelitian
tugas akhir ini. Dan kepada adik - adik terhebat saya : Reni Hardianti Tanjung,
Mahadir Muhammad Tanjung, dan Anggi Pratiwi Tanjung terima kasih untuk doa
dan dukungannya.
iii
Universitas Sumatera Utara
Saya menyadari banyak kekurangan pada tulisan ini dan masih jauh dari
kesempurnaan. Saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi
kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, saya berharap kiranya tulisan ini dapat
memberikan manfaat bagi penulis dan juga bagi para pembacanya.
Medan, Februari 2016
Penulis,
Rosadi Patra Tanjung
100404120
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK
i
KATA PENGANTAR
ii
DAFTAR ISI
v
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
viii
ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Umum
1
1.2. Latar Belakang
3
1.3. Perumusan Masalah
5
1.4. Pembatasan Masalah
5
1.5. Hipotesa
5
1.6. Tujuan Penelitian
6
1.7. Manfaat Penelitian
6
1.8. Peraturan Yang Dipakai
6
1.9. Sistematika Penulisan
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Umum
7
2.2. Pengertian Perkerasan ......................................................................... 11
2.3. Pengertian Agregat
2.3.1. Defenisi Agregat
21
21
v
Universitas Sumatera Utara
2.3.2. Klasifikasi Agregat
22
2.3.2.1. Agregat Kasar
24
2.3.2.2. Agregat Halus
30
2.3.2.3. Bahan Pengisi (filler)
31
2.4. Kriteria Dan Fungsi Lapisan Pada Perkerasan Lentur
33
2.4.1. Susunan Lapis Konstruksi Perkerasan Lentur
34
2.5. Klasifikasi Lapis Pondasi
37
2.6. CBR (California Bearing Ratio)
41
2.7. UCS (Unconfined Compressive Strenght)
42
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Persiapan Penelitian
43
3.2. Bagan Alir
44
3.3. Pelaksanaan
46
3.3.1. Spesifikasi Bahan Baku Penelitian
46
3.3.2. Perencanaan Campuran Uji CBR Laboratorium
47
3.3.3. Perencanaan Campuran Uji Unconfined
3.3.4. Analisis Dan Pembahasan
49
50
BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA
4.1. Persiapan Campuran Material
4.1.1. Hasil dan Analisis Pengujian Agregat
51
51
4.2. Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas (UCS)
58
4.3. Hasil Pengujian CBR
58
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
vi
Universitas Sumatera Utara
5.1. Kesimpulan
62
5.2. Saran
63
DAFTAR PUSTAKA
x
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Ketentuan Sifat Campuran Laston (AC)
14
Tabel 2.2 Perbandingan Umum Campuran Beraspal
15
Tabel 2.3 Perbedaan Perkerasan Lentur dan Perkerasan Kaku
21
Tabel 2.4 Ketentuan Agregat Kasar untuk Campuran Beton Aspal
25
Tabel 2.5 Ketentuan Agregat Halus untuk Campuran Beton Aspal
30
Tabel 2.6 Gradasi Bahan Pengisi
31
Tabel 2.7 Gradasi Lapis Pondasi Agregat
38
Tabel 2.8 Sifat – sifat Lapis Pondasi Agregat
38
Tabel 4.1 Hasil Pemeriksaan Agregat
52
Tabel 4.2 Hasil Analisa Saringan Agregat
53
Tabel 4.3 Hasil Pemeriksaan Kadar Air Optimum dan Berat Isi Kering (d)
Pada Campuran Base Course Kelas B
55
Tabel 4.4 Hasil CBR dan UCS Penambahan Semen 2%
60
Tabel 4.5 Hasil CBR dan UCS Penambahan Semen 4%
60
Tabel 4.6 Hasil CBR dan UCS Penambahan Semen 6%
60
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Lapisan Perkerasan Lentur
18
Gambar 2.2 Lapisan Perkerasan Kaku
19
Gambar 2.3 Lapisan Perkerasan Komposit
20
Gambar 2.4 Gilingan Semen Yang Dilengkapi Bola Dan Penghembus Udara
27
Gambar 2.5 Gradasi Seragam (Uniform Graded)
39
Gambar 2.6 Gradasi Rapat (Dense Graded)
40
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian
45
Gambar 4.1 Grafik Hasil Analisa Saringan
54
Gambar 4.2 Grafik Kadar Air Optimum yang Dihasilkan Pada 3 Variasi
Kadar Semen
56
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Nilai QU Unconfined dengan Nilai CBR
61
ix
Universitas Sumatera Utara