EFEKTIFITAS GEOGRID KARET BAN BEKAS UNTUK PERKUATAN TANAH DASAR JALAN RAYA PADA PERUBAHAN MUKA AIR TANAH

  

“Tema: 2 pengelolaan wilayah kelautan, pesisir dan pedalaman”

EFEKTIFITAS GEOGRID KARET BAN BEKAS UNTUK

PERKUATAN TANAH DASAR JALAN RAYA PADA PERUBAHAN

MUKA AIR TANAH

  

Oleh

Sumiyanto, Arwan Apiyono dan Bagyo Mulyono

Fakultas Teknik Universitas Jenderal Soedirman

masumiyanto@yahoo.com

ABSTRAK

  Pemasangan geogrid dimaksudkan untuk meningkatkan kapasitas dukung tanah dasar jalan raya, terutama pada musim hujan. Dalam penelitian ini anyaman dari limbah ban bekas digunakan sebagai pengganti geogrid konvensional. Pemilihan material ini didasarkan pada sifat-sifatnya yaitu kuat, fleksibel, dan awet. Penelitian ini dilakukan di laboratorium dengan memasang anyaman karet limbah ban bekas di bawah permukaan tanah dasar. Tanah yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah pasir. Anyaman dibuat dengan ukuran lebar 3 cm, tebal 2 mm dan sepasi 12 cm. Pengujian dilakukan pada kotak uji menggunakan beban pelat diameter 30 cm. Metode pembebanan yang digunakan adalah kontrol regangan, yang dibaca setiap terjadi perubahan penurunan sebesar 0,2 mm. Pengujian ini dilakukan pada berbagai variasi ketinggian muka air tanah. Hasil penelitian menunjukan bahwa pemasangan anyaman limbah karet ban bekas dapat meningkatkan nilai kapasitas dukung dan kekakuan tanah. Namun demikian efektifitasnya menurun seiring meningkatnya muka air tanah. Pada kondisi terburuk dimana muka air tanah berada pada permukaan tanah, pemasangan anyaman karet ban bekas dapat meningkatkan kapasitas dukung sebesar 73%, dan meningkatkan kekakuan tanah sebesar 83%.

  Kata Kunci: geogrid, ayaman ban bekas, kapasitas dukung.

  ABSTRACT

  Installation of geogrid is intended to increase the bearing capacity of the subgrade of highway, especially in the rainy season. In this study, woven of waste tires used as subtitution of conventional geogrid. The choice of this material is based on its properties that is strong, flexible and durable. This research was done in the laboratory by installing woven of waste tires under the surface of subgrade. The soil used in this study was sand soils. Woven of waste tires was made by size of 3 cm width, 2 mm thick and 12 cm space. The test was done on the test box by loading with plate of 30 cm diameter. The loading test was done used strain control method, which is read every 0.2 mm change of deformation. This test was done on various of groundwater levels. The results of this research showed that the installation of woven of waste tires can increase the value of bearing capacity and stiffness of subgrade. However, effectiveness decreases with increasing groundwater levels. At the extreme condition where groundwater levels are at ground level, installing woven of waste tires can increase the bearing capacity by 73%, and increase stiffness by 83%. Keywords: geogrid, woven of waste tire, bearing capacity.

  PENDAHULUAN

  Tanah lunak banyak dijumpai di berbagai daerah di Indonesia yang biasanya berupa tanah lempung lunak maupun pasir longgar. Kategori tanah lunak dapat diprediksi dari hasil pengujian lapangan, yaitu dengan nilai SPT kurang dari 4, atau nilai sondir kurang dari 10 kg/cm2 (Sosrodarsono, 1980). Pembangunan jalan di atas tanah lunak akan menimbulkan resiko dikemudian hari, yaitu jalan cepat rusak. Upaya yang sering dilakukan adalah dengan membuat kontruksi jalan raya dengan perkerasan kaku dari beton, konstruksi cakar ayam, maupun dengan dengan perkuatan tanah dasar. Metode-metode tersebut merupakan metode yang membutuhkan biaya besar.

  Pemasangan geogrid pada tanah lunak akan memberikan efek positif yaitu meningkatnya kapasitas dukungnya. Perbaikan tanah lunak dapat dilakukan dengan menggunakan material dengan kuat tarik tinggi seperti rope fibers, metal bar, maupun geosintetik (Utomo, 2004). Penelitian tentang perkuatan tanah dengan menggunakan geosintetik dapat menaikkan kapasitas dukung tanah (Adanur, dkk., 1996, Holtz, 2001, Utomo, 2004, Lutenegger, 2004, Omar, 2006, Boushehrian, dkk., 2008). Perkuatan tanah dengan satu lembar karet ban bekas dapat meningkatkan kuat dukung lebih dari 400% (Pujiastuti dan Ngudiono, 2012). Kedalaman efektif pemasangan geogrid adalah 0,2 lebar fondasi (Marto, dkk., 2013), sedangkan pada model jalan raya adalah di bawah lapisan aspal (Moayedi, dkk., 2009). Sedangkan menurutApriyono dan Sumiyanto (2015), pemasangan anyaman karet ban bekas dapat meningkatkan kuat dukung sebesar 227%, dengan bahwa kedalaman optimum 7,5 cm dari permukaan atau 1,4 dari lebar beban.

  Limbah ban bekas jumlahnya sangat tinggi di Indonesia sehingga akanmenimbulkan permasalahan lingkungan jika tidak ditangani dengan baik. Sifatnya yang sulit hancur memberikan dampak negatif pada lingkungan. Namun demikian sifat tersebut merupakan potensi untuk dikembangkan menjadi material bangunan, karena keawetanya. Ketersediaan ban bekas sangat tinggi sekitar 10 ton per tahun menjadikan material ini mudah untuk didapatkan (Nastain dan Maryoto, 2010).

  Secara mekanis, karet ban bekas memiliki kuat tarik yang tinggi sehingga cocok untuk dikembangkan sebagai material perkuatan tanah. Menurut Huat, dkk., (2008) kuat tarik ban bekas lebih dari 20 kN.Material limbah ban telah dipakai pada beberapa konstruksi misalnya untuk material filler pada dinding penahan, filler aspal dan beton, material drainase, peredam pada konstruksi yang menahan getaran (Long, 1996, RMC Environmental Fund, 2002, Warith, dkk., 2005, Ghani, 2009).Metode perkuatan tanah dengan mencapurkan serat dari ban bekas dapat meningkatkan kuat geser pada tanah lempung, dengan kadar optimum 1,5% (Tafti dan Emadi, 2016).

  Pemasangan anyamankaret ban bekas dilakukan dengan meletakan di atas tanah dasar sebelum lapis pondasi bawah jalan raya. Keberadaan anyamankaret ban bekas ini diharapkan akan berfungsi sebagai tulangan pada tanah dasar sehingga dapat meningkatkan kapasitas dukungnya terutama pada musim hujan.Kuat geser dari geogrid sangat dipengaruhi oleh kondisi air tanahnya. Penelitian Chen dan Wu (2012) menunjukkan bahwa akibat perendaman, kuat cabut geogrid pada tanah pasir berlanau akan mengalami penurunan sampai dengan 50%. Hasil penelitian ini menunjukan kadar air sangat berpengaruh terhadap kuat geser antara geogrid dan tanah.

  Tujuan penelitian ini adalah untuk mengamati efektifitas pemasangan geogrid anyaman karet ban bekas terhadap peningkatan kapasitas dukung tanah dasar jalan raya pada kondisi muka air tanah berbeda-bedan. Hasil dari penelitian ini akan didapatkan hubungan antara muka air tanah dan efektifitas pemasangan geogrid karet ban bekas.

METODE PENELITIAN

  Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Sipil Unsoed dengan menggunakan kotak uji. Prinsip pengujian dilakukan dengan memberikan pembebanan pada tanah lunak yang telah diberi perkuatan anyaman karet ban bekas. Untuk dapat melakukan pengamatan pengaruh muka air tanah terhadap nilai kuat dukungya maka pengujian dilakukan pada berbagai kondisi muka air tanah.

  Bahan utama yang dipakai dalam penelitian ini adalah tanah pasir, karet ban bekas, dan kotak pengujian.Peralatan utama dalam penelitian ini adalah alat uji beban pelat yang terdiri dari pelat beban, proving ring, dial gauge, dan dongkrak hidrolik. Kotak uji dibuat dari bahan papan kayu dengan tebal kurang lebih 1,5 mm, dengan ukuran 60 cm x 60 cm dengan tinggi 50 cm. Sisi dalam kotak uji dilapisi dengan lembaran plastik untuk mendapatkan kotak yang kedap air. Geogrid dari anyaman karet ban bekas dibuat dengan prototipe (asumsi dilapangan). Anyaman karet ban bekas dibuat dengan ukuran 3 cm x 2 mm, dengan spasi 12 cm. Pemasangan anyaman karet ban bekas dan seting alat pembebanan disajikan dalam Gambar 1. Gambar 1 Persiapan pengujian: (a) pemasangan anyaman karet ban bekas; (b) pemasangan alat pembebanan Pengenangan air dilakukan untuk memodelkan ketinggian muka air tanah pada jalan raya. Pada penelitian ini ketinggian muka air tanah dibuat dalam 4 yaitu 5 cm, 15 cm, 25 cm, dan 35 cm.Pengujian dilakukan dengan melakukan pembebanan pada pelat beban diameter 30 cm. Metode pembebanan adalah strain control, dengan pembacaan beban setiap penurunan 0,2 mm.

HASIL DAN PEMBAHASAN

  Pada penelitian ini nampak bahwa kuat dukung tanah dengan perkuatan geogrid anyaman ban bekas lebih tinggi jika dibandingkan pada kondisi tanpa perkuatan. Kondisi ini berlaku untuk setiap kondisi muka air tanah. Namun demikian efektifitas geogrid anyaman ban bekas akan turun seiring dengan kenaikan muka air tanah. Hasil pengujian tersebut disajikan dalam Gambar 2.

  Gambar 2. Pengaruh kedalaman muka air tanah terhadap kuat dukungnya pada kondisi dengan perkuatan anyaman ban bekas dan tanpa perkuatan.

  Pengaruh muka air tanah secara umum akan menurunkan kapasitas dukung baik pada dimungkinkan karena terjadi penurunkan kuat geser antara tanah dan karet ban bekas. Pada penelitian ini tanah yang digunakan sebagai media adalah tanah pasir (non kohesi). Air dalam tanah akan menghasilkan lapisan air diantara tanah dan karet sehingga kekasaran butiran akan turun. Mekanisme ini yang menyebabkan terjadinya penurunan kuat dukung.

  Berdasarkan pengamatan Gambar 2, efektifitas pemasangan geogrid anyaman ban bekas dipengaruhi muka air tanah. Pada kondisi muka air tanah dalam, kuat dukung tanah 437% dibandingkan tanpa geogrid ayaman ban bekas. Namun pada muka air tanah tinggi kuat dukung tanah dengan perkuatan geogrid anyaman ban bekas hanya sebesar 173%. Efektifitas pemasangan geogrid anyaman ban bekas menurun pada kondisi muka air tanah tinggi, namun nilai kuat dukungnya masih lebih tinggi dibandingkan tanah tanpa perkuatan walaupun pada kondisi muka air tanah dalam. Berdasarkan kondisi tersebut, pemasangan geogrid anyaman ban bekas cukup efektif meningkatkan kuat dukung tanah.

  Jalan raya merupakan konstruksi yang mendukung beban lalu lintas. Beban kendaraan sifatnya dinamis (berulang) dengan besarnya beban biasanya di bawah kapasitas dukunya. Namun demikian, walaupun beban kendaraan tidak terlalu besar, namun karena berulang maka akan meningkatkan potensi kerusakan jalan. Parameter kekakuan subgrade sangat diperlukan dalam melakukan kajian subgrade jalan raya. Kekakuan tanah (kv) merupakan perbandingan antara tegangan yang terjadi dengan penurunannya.

  Hasil penelitian menunjukan bahwa pemasangan geogrid anyaman karet ban bekas dapat meningkatkan kekakuan tanah (kv). Namun demikian kekakuan tanah akan menurun seiring dengan kenaikan muka air tanah (Gambar 3). Efektifitas pemasangan geogrid anyaman ban bekas menurun pada kondisi muka air tanah tinggi, namun nilainya masih lebih tinggi dibandingkan kekakuan tanah tanpa perkuatan walaupun pada kondisi muka air tanah dalam.

  Gambar 3. Hubungan antara kv dan kedalaman muka air tanah pada kondisi tanpa perkuatan dan

  KESIMPULAN

  Berdasarkan hasil penelitian menunjukan bahwa pemasangan geogrid anyaman karet ban bekas dapat meningkatkan performa tanah dasar (pasir) baik pada kapasitas kuat dukungnya maupun kekakuannya. Efektifitas pemasangan anyaman karet ban bekas sangat dipengaruhi oleh kondisi muka air tanah, yaitu: a. Efektifitas pemasangan geogrid anyaman ban bebas dalam meningkatkan kuat dukung dan kekakuan tanah menurun seiring dengan kenaikan muka air tanah.

  b. Pada kondisi muka air tanah mendekati permukaan, kuat dukung tanah dengan perkuatan geogrid anyaman ban bekas adalah 173% dibandingkan tanpa perkuatan.

  c. Pada kondisi muka air tanah mendekati permukaan, kekakuan tanah dengan perkuatan geogrid anyaman ban bekas adalah 183% dibandingkan tanpa perkuatan.

  d. Pada kondisi muka air tanah tinggi, nilai kuat dukung maupun kekakuan tanah dengan perkuatan masih lebih tinggi dibandingkan tanpa perkuatan pada kondisi muka air tanah dalam sekalipun.

DAFTAR PUSTAKA

  Adanur, S., Gowayed Y., Elton D., 1996, Design and Characterization of Geotextiles for High Performance Applications, National Textile Centre Annual Report. Apriyono, A. dan Sumiyanto, 2015, Penanggulangan Kerusakan Jalan Raya Akibat Tanah Dasar

  Lempung Lunak Menggunakan Anyaman Limbah Ban Bekas, Laporan Penelitian Tahun ke-1, LPPM Unsoed, Purwokerto.

  Boushehrian, A.H., dan Hatal, N., 2008, Bearing Ca pacity of Ring Footings on Reinforced Clay, Proceedings of the 4th Asian Regional Conference on Geosynthetics, June 17-20, Shanghai, China.

  Chen, F.H., 1975, Foundation on Expansive Soil, Elsevier Science Publisher B.V., Amsterdam. Ghani, A.N., 2009, Shredded Scrap Tire Based Lightweight Geomaterial For Civil Enguneering Works, Civil Engineering, University Sains Malaysia.

  Holtz, R.D., 2001, Geosynthetics for Soil Reinforcement, University of Washington, http: //www.google.com. Huat, B.B.K., Azis, A.A., danChuan, L.W., 2008, Application of Scrap Tires as Earth

  Reinforcement for Repair of Tropical Residual Soil Slope, Electronic Jounal of Geotecnical

  Enginering (EJGE), Vol. 13, Bund. B, http://www.ejge.com/2008/Ppr0825.pdf, akses 29 Nov 2016. Long, N.T., 1996, Utilization of Tyres in Civil Engineering-The Pneusol ‘Tyresoil’, Environmental Geotechnics, Balkema, Rotterdam. Lutenegger, A.J., 2004, Bearing Capacity and Settlement of Shallow Foundations on Reinforced Soil, Geo-Institute Shallow Foundations Committee. Marto, A., Oghabi, M., danEisazadeh, A., 2013, The Effect of Geogrid Reinforcement on Bearing

  Capacity Properties of Soil Under Static Load; A Review, Electronic Jounal of Geotecnica

  lEnginering (EJGE), Vol. 18, Bund. J, http://www.ejge.com/2013/Ppr2013.181alr.pdf, akses 29 Nov 2016. Moayedi, H., Kazemian, S., Prasad, A., danHuat, B.B.K., 2009, Effect of Geogrid Reinforcement

  Location in Paved Road Improvement, Electronic Jounal of Geotecnical Enginering (EJGE), Vol. 14, Bund. P, http://www.ejge.com/2009/Ppr09130.pdf, akses 29 Nov 2016.

  Nastain, dan Agus M., 2010, Pemanfaatan Pemotongan Ban Bekas Untuk Campuran Beton Serat Perkerasan Kaku, Dinamika Rekayasa Vol 6 No 1 pp 14 – 18. Omar, M.T., 2006, Ultimite Bearing Capacity of Eccentrically Loaded Strip Foundation on

Geogrid-Reinforced Sand, University of Sharjah Journal of Pure & Applied Science.

Pujiastuti, Ngadiono, 2012, Prediksi Daya Dukung Pondasi Dangkal pada Tanah Lempung Lunak

  Diperkuat Lembaran Karet Ban Menggunakan Metode Elemen Hingga, Jurnal Teknik Vol 13 No 1 Juni pp 73 – 85. RMC Environmental Fund and The Office of Deputy Prime Minister, 2002, Aggregates Information Service, http: www.viridis.co.uk/ais. Utomo, P., 2004, Daya Dukung Ultimit Fondasi Dangkal Di Atas Tanah Pasir Yang Diperkuat

  Dengan Geogrid, Dimensi Teknik Sipil, Jurnal Keilmuan dan Penerapan Teknik Sipil Vol 6 No.1 hal 15-20, Universitas Kristen Petra, Surabaya.

  Warith, M.A. dan Rao S.M., 2006, Predicting The Compressibility Behaviour of Tire Shred Samples for Landfill Applications, Elsevier, http:www.elsevier.com.