1 PENGGUNAAN BETON DENGAN FLY ASH SEBAGAI BAHAN PERBAIKAN JALAN NGUTER – WONOGIRI (The Use of Fly Ash Concrete as Road Repair Materials Nguter Wonogiri)

commit to user

1

PENGGUNAAN BETON DENGAN

FLY ASH

SEBAGAI

BAHAN PERBAIKAN JALAN NGUTER – WONOGIRI

(The Use of Fly Ash Concrete as Road Repair Materials Nguter - Wonogiri)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

MAYA INDRIANINGRUM

NIM I. 1106012

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011

commit to user

HALAMAN PERSETUJUAN

PENGGUNAAN BETON DENGAN

FLY ASH

SEBAGAI

BAHAN PERBAIKAN JALAN NGUTER - WONOGIRI

(The Use of Fly Ash Concrete as Road Repair Materials Nguter - Wonogiri)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

MAYA INDRIANINGRUM

NIM I. 1106012

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan tim penguji pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan :

Dosen Pembimbing I

I.r. Ary Setyawan, M.Sc, Ph.D. NIP. 19661204 199512 1 001

Dosen Pembimbing II

Ir. Djumari, MT NIP. 19571020 198702 1 001 HALAMAN PENGESAHAN

commit to user

3

PENGGUNAAN BETON DENGAN

FLY ASH

SEBAGAI

BAHAN PERBAIKAN JALAN NGUTER - WONOGIRI

(The Use of Fly Ash Concrete as Road Repair Materials Nguter - Wonogiri)

SKRIPSI

Disusun Oleh :

MAYA INDRIANINGRUM

NIM I. 1106012

Telah dipertahankan dihadapan tim penguji pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari : Senin, 21 Maret 2011

1. Ir. Ary Setyawan, M.Sc, Ph.D NIP. 19661204 199512 1 001

(………)

2. Ir. Djumari, MT

NIP. 19571020 198702 1 001 (………)

3. Ir. Agus Sumarsono, MT

NIP.19570814 198601 1 001 (………)

4. Slamet Jauhari Legowo, ST, MT

NIP. 19670413 199702 1 001 (………)

Mengetahui,

a.n. Dekan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Pembantu Dekan I

Ir. Noegroho Djarwanti, MT NIP.19561112 198403 2 007

Disahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil

Ir. Bambang Santosa, MT NIP.19590823 198601 1 001

Disahkan,

Ketua Program S1 Non-Reguler Jurusan Teknik Sipil

Ir. Agus Sumarsono, MT NIP.19570814 198601 1 001

commit to user

MOTTO

“Allah memberikan kesulitan sesuai batas

kemampuan yang dimiliki, dan dimana ada niat disitu

ada jalan untuk menyelesaikannya, bersyukurlah

dengan apa yang dihadapi karena hidup adalah

perjuangan.”

PERSEMBAHAN

Karya ini kupersembahkan kepada:

ALLAH S.W.T

Ibu dan Bapak Tersayang atas segala dukungannya,

beserta Sanak Famili, Kekasih dan Sahabat-sahabat

Tercinta.

·

Thanks to:

·

♥

Teman-teman Sipil 2006, yang telah banyak

memberi pengalaman yang sangat berharga dalam

hidup ini.

commit to user

5

ABSTRAK

MAYA INDRIANINGRUM, 2011. PENGGUNAAN BETON FLY ASH SEBAGAI BAHAN PERBAIKAN JALAN NGUTER – WONOGIRI. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Perbaikan jalan menggunakan perkerasan beton semen, merupakan struktur yang terdiri dari pelat beton semen yang bersambung tanpa, dengan, dan menerus dengan tulangan. Fly Ash yang hemat biaya, karena berasal dari pembakaran batu bara atau limbah sisa industri, digunakan sebagai bahan pengganti semen pada perkerasan jalan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbaikan jalan dengan rigid pavement untuk jalan Nguter – Wonogiri dengan menggunakan beton fly ash, besarnya biaya dengan rehabilitasi menggunakan fly ash dan biayanya yang lebih ekonomis dari penggunaan fly ash.

Metode untuk rehabilitasi jalan dalam penelitian ini menggunakan rigid pavement dengan fly ash. Untuk sumber datanya menggunakan data sekunder berupa dimensi kerusakan jalan, volume LHR, struktur perkerasan jalan, harga bahan. Dari data yang ada kemudian dianalisis untuk menentukan tebal perbaikan jalan dan biaya penanganannya.

Hasil penelitian menunjukan perbaikan dengan menggunakan fly ash yang optimal pada kadar 25%. Untuk perkerasan beton brsambung tanpa tulangan memiliki perencanaan tebal pelat 180 mm dan biaya Rp 9.354.604,00, dengan tulangan tebal pelat 160 mm dan biaya Rp 35.685.476,00, menerus dengan tulangan tebal pelat 190 mm dan biaya Rp 48.528.583,00. Dari hasil penelitian diperoleh perbaikan beton bersambung tanpa tulangan menghasilkan biaya termurah (lebih ekonomis) daripada penggunaan beton bersambung dengan atau menerus dengan tulangan.

Kata kunci: Tebal perencanaan perkerasan jalan beton dengan fly ash, biaya penanganannya, dan peninjauan segi ekonomisnya.

commit to user

ABSTRAK

MAYA INDRIANINGRUM, 2011. The Use of Fly Ash Concrete as Road Repair Materials Nguter – Wonogiri. Thesis, Civil Engineering Department, Engineering Faculty, Sebelas Maret University.

Road repairs using cement concrete pavement, a structure consisting of cement concrete slab is to be continue without, with, and constantly reinforced. Fly ash cost effective, because it comes from burning coal or residual waste industry, are used as cement replacement materials in road pavement. This study aims to determine road improvement with rigid pavement for roads Nguter – Wonogiri by using fly ash concrete, the magnitude of rehabilitation costs by using fly ash and the cost is more economical than the use of fly ash.

Metods for the rehabilitation of road in this study using rigid pavement with fly ash. For data sources used secondary data dimension of road damage, LHR volume, pavement structure, material prices. From the existing data was analyzed to determine the thickness of road maintenance and handling costs.

The result showed improvement using the optimal fly ash at level of 25%. To be continued without the reinforcement of concrete pavement has a plan slab thickness 180 mm and a cost of Rp 9.354.604,00, with slab 160 mm thick reinforced Rp 35.685.476,00, and expenses sustained by slab 190 mm thick reinforced and costs amounting to Rp 48.528.583,00. The results were obtained without reinforced concrete repairs continued to produce the ceapest cost (more economical) than the use of concrete to be continued with or continuous with reinforcement.

Key Words : Thickness design of concrete pavement with fly ash, the cost of handling, and review its economic aspect.

commit to user

7

PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya maka penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S-1 di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis mengambil judul skripsi “PENGGUNAAN BETON FLY ASH SEBAGAI BAHAN PERBAIKAN JALAN NGUTER - WONOGIRI”.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka banyak kendala yang sulit untuk penulis pecahkan hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :

1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Pimpinan Program S1 Non Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

4. Bapak Ir. Ary Setyawan, M.Sc (Eng,) Ph.D selaku Dosen Pembimbing I. 5. Bapak Ir.Djumari, MT selaku Dosen Pembimbing II.

6. Tim Penguji Pendadaran.

7. Bapak Setiono, ST., MSc selaku Dosen Pembimbing Akademik.

8. Teman-teman angkatan 2006 terima kasih atas kerjasama dan bantuannya. 9. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

commit to user

Disadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun diharapkan demi kesempurnaan penelitian selanjutnya. Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak.

Surakarta, November 2010

Penyusun

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

9

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PERSETUJUAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... iv

ABSTRAK ... v

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR TABEL ... xvi

DAFTAR LAMPIRAN ... xix

NOTASI DAN SINGKATAN ... xx

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 4

1.3 Batasan Masalah ... 5

1.4 Tujuan Penelitian ... 5

1.5 Manfaat Penelitian ... 6

1.5.1. Manfaat Teoritis ... 6

1.5.2. Manfaat Praktis ... 6

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... 7

2.1 Tinjauan Pustaka ... 7

2.1.1 Tinjauan Pustaka ACI/ Jurnal Internasional dan Thesis Penggunaan Fly Ash ... 9

2.2 Landasan Teori ... 13

2.2.1 Beton Semen (Rigid Pavement) ... 13

2.2.2 Jenis Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement ... 14 2.2.2.1. Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement)

commit to user

Bersambung Tanpa Tulangan ... 15

2.2.2.2. Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Bersambung dengan Tulangan ... 15

2.2.2.3. Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Menerus dengan Tulangan ... 15

2.2.3 Tujuan Penulangan ... 15

2.2.4 Pengertian Daya Dukung Tanah Dasar ... 16

2.2.5 Bahan Pondasi Bawah ... 16

2.2.6 California Bearing Ratio (CBR) ... 17

2.2.7 Pengertian Lalu Lintas Harian Rata – rata (LHR) ... 18

2.2.8 Menentukan Umur Rencana ... 19

2.2.9 Volume Lalu Lintas ... 19

2.2.10 Pengertian Lalu Lintas Rencana ... 20

2.2.11 Menentukan Beban Rencana ... 21

2.2.12 Pengertian Bahu Beton Semen ... 22

2.2.13 Pengertian Tebal Rencana ... 22

2.2.14 Fungsi Analisa Fatik dan Erosi Perencanaan Tebal Pelat ... 23

2.2.15 Syarat Kuat Lentur dan Kuat Tekan ... 23

2.3 Jenis Kerusakan Jalan ... 23

2.4 Bahan Susun Beton ... 24

2.4.1 Pengertian Semen Portland ... 24

2.4.2 Pengertian Agregat ... 24

2.4.3 Fungsi Air ... 25

2.4.4 Bahan Tambah ... 25

2.5 Langkah – langkah Penelitian Perencanaan Tebal Perkerasan Jalan Beton Semen ... 27

BAB 3 METODE PENELITIAN ... 31

3.1 Lokasi Penelitian... 31

3.2 Teknik Pengumpulan Data... 32

3.2.1 Data Sekunder untuk Analisis ... 32

commit to user

11

3.3 Teknik Analisa Data ... 32

3.4 Bagan Alir Penelitian ... 33

BAB 4 PEMBAHASAN ... 35

4.1 Penentuan Kelas Jalan Perkerasan Beton Semen ... 35

4.2 Data Eksisting Perkerasan Jalan ... 35

4.2.1 Kondisi dan Jenis Penanganan Bersegmen ... 35

4.2.2 Data Lalu – Lintas Harian Rata – Rata ... 36

4.3 Analisis Perbaikan Jalan ... 36

4.4 Data Parameter Perencanaan ... 36

4.5 Perhitungan Tebal Pelat Perkerasan Beton Semen Bersambung Tanpa Tulangan (Jointed Unreinforced Concrete Pavement) ... 41

4.5.1 Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarkan Jenis dan Beban) … ... 38

4.5.2 Perhitungan Repetisi Sumbu Rencana ... 39

4.5.3 Perhitungan Analisa Fatik dan Erosi Untuk Mendapatkan Tebal Pelat ... 41

4.5.3.1 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan Kadar 0% 41

4.5.3.2 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan Kadar 15% 43 4.5.3.3 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan Kadar 20% 45 4.5.3.4 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan Kadar 25% 47 4.6 Perhitungan Tebal Pelat Perkerasan Beton Semen Bersambung dengan Tulangan (Jointed Reinforced Concrete Pavement) ... 50

4.6.1 Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarkan Jenis dan Bebannya ... 50

commit to user

4.6.2 Perhitungan Repetisi Sumbu Rencana ... 51 4.6.3 Perhitungan Analisa Fatik dan Erosi

Untuk mendapatkan Tebal Pelat ... 53 4.6.3.1 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan

Kadar 0%... 53 4.6.3.2 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan

Kadar 15%... 55 4.6.3.3 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan

Kadar 20%... 57 4.6.3.4 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan

Kadar 25%... 59 4.7 Perhitungan Tebal Pelat Perkerasan Beton Semen

Menerus dengan Tulangan (Continuously Reinforced

Concrete Pavement) ... 62 4.7.1 Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarkan

Jenis dan Bebannya ... 62 4.7.2 Perhitungan Repetisi Sumbu Rencana ... 63 4.7.3 Perhitungan Analisa Fatik dan Erosi untuk

Mendapatkan Tebal Pelat ... 65 4.7.3.1 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan

Kadar 0%... 65 4.7.3.2 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan

Kadar 15%... 67 4.7.3.3 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan

Kadar 20%... 69 4.7.3.4 Analisa Fatik dan Erosi untuk Fly Ash dengan

Kadar 25%... 71 4.8 Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB) Penulangan

Dan Bahan Perkerasan Beton Semen ... 75 4.8.1 Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB)

Perkerasan Beton Semen Bersambung tanpa

commit to user

13

Tulangan (Jointed Unreinforced Concrete

Pavement) ... 76 4.8.1.1 Perhitungan Biaya Penulangan Perkerasan Beton Semen

Bersambung Tanpa Tulangan (Jointed Unreinforced

Concrete Pavement) ... 76 4.8.1.2 Perhitungan Kebutuhan Biaya Material Semen, Air,

Pasir, Kerikil dan Fly ash pada Perkerasan Beton Semen Bersambung Tanpa Tulangan

(Jointed Unreinforced Concrete Pavement) ... 79 4.8.2 Perhitungan Rencana Anggaran (RAB) Perkerasan Beton

Semen Bersambung Dengan Tulangan (Jointed Reinforced

Concrete Pavement) ……….. ... 82 4.8.2.1 Perhitungan Biaya Penulangan Perkerasan

Beton Semen Bersambung Dengan Tulangan (Jointed Reinforced

Concrete Pavement) ... 82 4.8.2.2 Perhitungan Kebutuhan Biaya Material Semen,

Air, Pasir, Kerikil dan Fly ash pada Perkerasan Beton Semen Bersambung Dengan Tulangan (Jointed

Reinforced Concrete Pavement) ………. 84 4.8.3 Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB) Perkerasan

Beton Semen Menerus dengan Tulangan (Continuously

Reinforced Concrete Pavement) ………... 87 4.8.3.1 Perhitungan Biaya Penulangan Perkerasan

Beton Semen Menerus dengan Tulangan (Continuously

Reinforced Concrete Pavement)..………...……... 87 4.8.3.2 Perhitungan Kebutuhan Biaya Material Semen,

Air, Pasir, Kerikil dan Fly ash Perkerasan Beton Semen Menerus dengan Tulangan

(Jointed Reinforced Concrete Pavement) ………... 91

commit to user

4.8.4 Analisa Data Rencana Anggaran Biaya (RAB) Penulangan dan Bahan Perkerasan Beton

Semen (Rigid Pavement)... 94

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 97

5.1 Kesimpulan ... 97

5.2 Saran ... 98

DAFTAR PUSTAKA ... 99 LAMPIRAN

commit to user

15

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Tipikal Struktur Perkerasan Beton Semen... 13

Gambar 2.2. Tebal Pondasi Bawah Minimum untuk Perkerasan Beton Semen . 17

Gambar 2.3. CBR Tanah Dasar Efektif dan Tebal Pondasi Bawah ... 18

Gambar 2.4. Bagan Alir Menghitung Tebal Rencana ... 29

Gambar 2.5. Bagan Kerangka Pikiran ... 30

Gambar 3.1. Peta Ruas Jalan Nguter - Wonogiri ... 31

Gambar 3.2. Bagan Alir Penelitian... 34

Gambar 4.1. Bagan Kadar Fly Ash dengan Tebal Perkerasan (Unreinforced) ... 49

Gambar 4.2. Bagan Kadar Fly Ash dengan Tebal Perkerasan (Reinforced) ... 61

Gambar 4.3. Bagan Kadar Fly Ash dengan Tebal Perkerasan (Continuously) .... 73

Gambar 4.4. Grafik Hubungan Kadar Fly Ash dengan Tebal Perkerasan ... 74

Gambar 4.5. Bagan Kadar Fly Ash dengan Total Rencana Anggaran Biaya (Unreinforced) ... 81

Gambar 4.6. Bagan Kadar Fly Ash dengan Total Rencana Anggaran Biaya (Reinforced) ... 86

Gambar 4.7. Bagan Kadar Fly Ash dengan Total Rencana Anggaran Biaya (Continuously) ... 93

Gambar 4.8. GrafikHubungan Kadar Fly Ash dengan Rencana Anggaran Biaya (RAB) ... 95

commit to user

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Faktor Pertumbuhan Lalu – Lintas (R) ... 20

Tabel 2.2. Faktor Keamanan Beban ... 21

Tabel 3.1. Teknik Analisa Data ... 33

Tabel 4.1 Data Kerusakan Jalan ... 36

Tabel 4.2. Data Perhitungan Jumlah Sumbu Berdasarkan Jenis dan Bebannya ... 38

Tabel 4.3. Data Perhitungan Repetisi Sumbu Rencana……… 40

Tabel 4.4. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 250 mm untuk Fly Ash dengan Kadar 0% ... 41

Tabel 4.5. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 0% ... 42

Tabel 4.6. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 240 mm untuk Fly Ash dengan Kadar 15 % ... 43

Tabel 4.7. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 15% ... 44

Tabel 4.8. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 230 mm untuk Fly Ash dengan Kadar 20 %... 45

Tabel 4.9. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 20% ... 46

Tabel 4.10. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 220 mm untuk Fly Ash dengan Kadar 25% ... 47

Tabel 4.11. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 25% ... 48

commit to user

17

Tabel 4.12. Data Perhitungan Jumlah Sumbu

Berdasarkan Jenis dan Bebannya ... 50

Tabel 4.13. Data Perhitungan Repetisi Sumbu

Rencana ... 52

Tabel 4.14. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 210 mm untuk Fly Ash dengan

Kadar 0%... 53

Tabel 4.15. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk

Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 0% ... 54

Tabel 4.16. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 200 mm untuk Fly Ash dengan

Kadar 15% ... 55

Tabel 4.17. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk

Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 15% ... 56

Tabel 4.18. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 190 mm untuk Fly Ash dengan

Kadar 20% ... 57

Tabel 4.19. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk

Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 20% ... 58

Tabel 4.20. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 180 mm untuk Fly Ash dengan

Kadar 25% ... 59

Tabel 4.21. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk

Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 25% ... 60

Tabel 4.22. Data Perhitungan Jumlah Sumbu

Berdasarkan Jenis dan Bebannya ... 62

Tabel 4.23. Data Perhitungan Repetisi Sumbu

Rencana ... 64

Tabel 4.24. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 240 mm untuk Fly Ash dengan

Kadar 0% ... 65

commit to user

Tabel 4.25. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk

Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 0% ... 66

Tabel 4.26. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 230 mm untuk Fly Ash dengan Kadar 15% ... 67

Tabel 4.27. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 15% ... 68

Tabel 4.28. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pelat 220 mm untuk Fly Ash dengan Kadar 20% ... 69

Tabel 4.29. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 20% ... 70

Tabel 4.30. Analisa Fatik dan Erosi dengan Tebal Pleat 210 mm untuk Fly Ash dengan Kadar 25% ... 71

Tabel 4.31. Rekapitulasi Analisa Fatik dan Erosi untuk Tebal Pelat Penggunaan Fly Ash Kadar 25% ... 72

Tabel 4.32. Data Perhitungan Tebal Perkerasan Beton Semen ... 74

Tabel 4.33. Perhitungan Kebutuhan dan Biaya Penulangan Dengan Kadar Fly Ash 0% ... 77

Tabel 4.34. Perhitungan Kebutuhan dan Biaya Penulangan Dengan Kadar Fly Ash 15% ... 77

Tabel 4.35. Perhitungan Kebutuhan dan Biaya Penulangan Dengan Kadar Fly Ash 20% ... 78

Tabel 4.36. Perhitungan Kebutuhan dan Biaya Penulangan Dengan Kadar Fly Ash 25% ... 78

Tabel 4.37. Perhitungan Kebutuhan Bahan dan Biayanya ... 80

Tabel 4.38. Total Rencana Anggaran Biaya (Unreinforced) ... 81

Tabel 4.39. Perhitungan Kebutuhan dan Biaya Penulangannya ... 83

Tabel 4.40. Perhitungan Kebutuhan Bahan dan Biayanya ... 85

commit to user

19

Tabel 4.41. Total Rencana Anggaran Biaya (Reinforced) ... 86

Tabel 4.42. Hubungan Kuat Tekan Beton dan Angka Ekivalen Baja dan Beton (n) ... 88

Tabel 4.43. Perhitungan Kebutuhan dan Biaya Penulangannya ... 90

Tabel 4.44. Perhitungan Kebutuhan Bahan dan Biayanya ... 92

Tabel 4.45. Total Rencana Anggaran Biaya (Continuously) ... 93

Tabel 4.46. Data Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB) ... 94

Tabel 4.47. Perbandingan Keuntungan Kebutuhan Bahan Perkerasan Beton Semen ... 96

xviii

commit to user

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A. Tegangan ekivalen dan faktor erosi untuk perkerasan tanpa atau dengan bahu beton

LAMPIRAN B. Daftar Harga Upah dan Bahan untuk Pekerjaan

Jalan dan Jembatan Tahun 2010/2011 Kabupaten Wonogiri

LAMPIRAN C. Analisa fatik dan beban repetisi ijin

berdasarkan rasio tegangan,dengan/tanpa bahu beton

LAMPIRAN D. Analisa erosi dan jumlah repetisi beban berdasarkan faktor erosi, tanpa atau dengan bahu beton

LAMPIRAN E. Grafik perencancanaan lalu lintas dalam atau luar kota, tanpa Dengan menggunakan ruji.

LAMPIRAN F. Catatan Kondisi dan Hasil Pengukuran Kerusakan Jalan Nguter-Wonogiri pada lajur kanan.

LAMPIRAN G. Data CBR tanah dasar.

LAMPIRAN H. Data lalu lintas harian rata- rata (LHR).

LAMPIRAN I. Nilai kuat tekan dan kuat lentur.

LAMPIRAN J. Kebutuhan bahan untuk satu kali adukan benda uji kuat tekan dan kuat lentur.

LAMPIRAN K. Kebutuhan Bahan untuk Penulangan per (m³).

LAMPIRAN L. Kerusakan Jalan.

LAMPIRAN M. Berat Jenis.

LAMPIRAN N. Administrasi

commit to user

21

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

a : Koefisien kekuatan relatif AMP : Asphalt Mixing Plan ATB : Asphlat Treated Base CTB : Cement Treated Base

BBTT : Beton Bersambung Tanpa Tulangan

BS : Beban Sumbu

C : Koefisien distribusi kendaraan CBR : California Bearing Ratio CTRB : Cement Treated Recycling Base CTRSB : Cement Treated Recycling Sub Base

CMFRB : Cold Mix Recycling By Foam Bitumen Base DD : Faktor distribusi arah

DL : Faktor distribusi lajur

E : Angka Ekivalen

FRT : Faktor Rasio Tegangan FE : Faktor Erosi

fc : Kuat tekan fcf : Kuat tarik lentur

FKB : Faktor Keamanan Beban g : Perkembangan lalu-lintas (%)

i : Laju pertumbuhan lalu lintas per tahun dalam %. IP : Indeks Permukaan

IPT : Indeks Permukaan pada Akhir Umur Rencana IP0 : Indeks Permukaan pada Awal Umur Rencana ITPada : Indeks Tebal Perkerasan Ada

ITPperlu : Indeks Tebal Perkerasan Perlu

JS : Jumlah Sumbu

JSKN : Jumlah total sumbu kendaraan niaga selama umur rencana JSKNH : Jumlah total sumbu kendaraan niaga per hari

commit to user

LASTON : Lapis Aspal Beton

LASBUTAG : Lapis Asbuton Campuran Dingin LAPEN : Lapis Penetrasi Macadam

LHR : Lalu-Lintas Harian Rata-Rata MR : Modulus Resilien

n : Umur pelayanan (tahun) R : Reliabilitas

R : Faktor pertumbuhan lalu-lintas

RD : Roda Depan

RB : Roda Belakang RGD : Roda Gandeng Depan RGB : Roda Gandeng Belakang So : Deviasi Standar

STRT : Sumbu Tunggal Roda Tunggal STRG : Sumbu Tunggal Roda Ganda STdRG : Sumbu Tandem Roda Ganda TE : Tegangan Ekivalen

TT : Tidak Terbatas µ : Koefisien gesek UR : Umur Rencana (tahun)

UCS : Unconfined Compresive Strength

W18 : Jumlah beban gandar tunggal standar komulatif W18 pertahun : Beban gandar standar komulatif selama 1 tahun ŵ18 :Beban gandar standar kumulatif untuk dua arah

commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Wonogiri merupakan kota di Jawa Tengah tepatnya berada di bagian selatan paling timur yang berbatasan dengan Jawa Timur bagian selatan seperti Pacitan, Ponorogo dan sekitarnya. Berdasarkan klasifikasi menurut kelas jalan, Ruas Jalan Nguter – Wonogiri dikategorikan jalan kelas IIIA. Yaitu jalan arteri atau kolektor yang dapat dilalui kendaraan-kendaraan bermotor termasuk muatan dengan ukuran lebar tidak melebihi 2.500 mm, ukuran panjang tidak melebihi 18.000 mm dan muatan sumbu terberat yang diizinkan 8 ton.

Peruntukan prasarana jalan atau jalan raya adalah melayani lalu-lintas kendaraan baik bermotor maupun tidak bermotor dengan beban lalu-lintas mulai dari yang ringan sampai yang berat, tentunya ini tergantung pada hirarki fungsional jalan tersebut yang berada baik di luar maupun di dalam kota. Secara umum konstruksi perkerasan jalan terdiri atas dua jenis, yaitu perkerasan lentur yang bahan pengikatnya adalah aspal dan perkerasan kaku dengan semen sebagai bahan pengikatnya yang jalannya biasa juga disebut jalan beton.

Selama ini penanganan kerusakan jalan yang dilakukan pada ruas Jalan Nguter – Wonogiri hanya sebatas pemeliharaan, yaitu dengan perbaikan fungsional pada permukaan jalan yang rusak seperti penebaran pasir, pengaspalan, melapisi retakan, mengisisi retakan, penambalan lubang, dan perataan. Penanganan ini dirasa belum cukup tepat karena upaya perbaikan yang dilakukan biasanya menghasilkan ketebalan yang lebih boros bahan, biaya dan tidak dapat bertahan lama sesuai dengan umur rencana. Untuk itu lebih tepatnya apabila pada ruas jalan Nguter-Wonogiri dengan eksisting menggunakan perkerasan kaku (rigid pavement) pada beton.

commit to user

Jalan beton biasanya digunakan untuk ruas jalan dengan hirarki fungsional arteri yang berada di kawasan baik luar maupun dalam kota untuk melayani beban lalu-lintas yang berat dan padat. Selain itu karena biaya pemeliharaan jalan beton dapat dikatakan nihil walaupun biaya awalnya lebih tinggi dibandingkan dengan jalan aspal yang selalu memerlukan pemeliharaan rutin, pemeliharaan berkala, dan peningkatan jalan (tentunya ini akan memakan biaya yang tidak sedikit pula), maka sangatlah tepat jika jalan beton digunakan pada ruas-ruas jalan yang sangat sibuk seperti jalan yang terdapat pada ruas Nguter-Wonogiri, karena sesedikit apapun, perbaikan jalan yang dilakukan akan mengundang kemacetan (kasus bottle neck) yang tentunya akan berdampak sangat luas. (Barnabas, 2005).

Pilihan penggunaan perkerasan beton sebagai bahan konstruksi ini dikarenakan beton mempunyai beberapa kelebihan yang tidak dimiliki oleh bahan lain, diantaranya beton relatif murah karena bahan penyusunnya didapat dari bahan lokal, mudah dalam pengerjaan dan perawatannya, mudah dibentuk sesuai kebutuhan, tahan terhadap perubahan cuaca, lebih tahan terhadap api dan korosi.

(Krisbiyantoro, 2005) Selain itu kelebihan beton yang menonjol dibandingkan bahan lain adalah beton memiliki kuat desak tinggi yang dapat diperoleh dengan cara pemilihan, perencanaan dan pengawasan yang teliti terhadap bahan penyusunnya.

Salah satu penggunaan beton pada bangunan teknik sipil yaitu perkerasan jalan beton atau yang biasa disebut perkerasan kaku (rigid pavement) yang terdiri dari plat beton semen portland dan lapis pondasi diatas tanah dasar. Rigid pavement mempunyai kekakuan atau modulus elastisitas yang tinggi dari pada perkerasan lentur. Beban yang diterima akan disebarkan ke lapisan dibawahnya sampai ke lapis tanah dasar. Dengan kekakuan beton yang tinggi, maka beban yang disalurkan tersebut berkurang tekanannya karena makin luasnya areal yang menampung tekanan beban sehingga mampu dipikul oleh lapisan dibawah (tanah dasar) sesuai dengan kemampuan CBR.

commit to user

3

Pasta semen yang mengeras memiliki struktur yang berpori (Kardiyono, 1996). Dengan adanya pori-pori tersebut masih ada celah-celah kecil yang belum terisi oleh agregat dan semen yang berpengaruh terhadap kekuatan dan ketahanan beton tersebut. Saat celah-celah tersebut terisi akan diperoleh kekedapan dan kepadatan yang tinggi, yang memiliki koefisien permeabilitas yang kecil. Kondisi tersebut bisa menambah kekuatan beton tersebut karena kekedapan beton itu akan melindungi tulangan yang ada pada beton dari reaksi perkaratan karena rembesan senyawa kimia yang terkandung dalam air dan komponen beton akan terhindar dari kerusakan karena bereaksi dengan garam maupun sulfat yang ada dalam air. Untuk itu perlu adanya penelitian mengenai hal tersebut, salah satunya dengan menggunakan bahan tambah yang dapat menambah kekuatan beton tersebut.

Bahan tambah mineral pembantu ditambahkan ke dalam campuran beton semen dengan tujuan, antara lain lebih ekonomis terhadap biaya perbaikan karena mengurangi pemakaian semen, menghemat energi karena mengurangi temperatur akibat reaksi hidrasi, menambah kekuatan dan mutu beton, mengurangi dampak negatif pada lingkungan, menambah kepadatan, meningkatkan properti pada semen.

Bahan mineral pengganti berupa abu terbang (fly ash) yang ditambahkan ke dalam campuran beton, menurut PUBI (1982) merupakan pozolan yang berasal dari sisa industri berupa limbah hasil sisa pembakaran batu bara ataupun buatan karena itu biayanya lebih murah dari semen portland. Dapat mengurangi pemuaian akibat proses alkali- agregat (reaksi alkali dalam semen dengan silica dalam agregat), dengan demikian mengurangi retak- retak beton akibat reaksi tersebut. Pada pembuatan beton massa pemakaian pozzolan sangat menguntungkan yaitu menghemat energi karena mengurangi panas hidrasi dan mengemat biaya karena mengurangi penggunaan semen. (Kardiyono, 1996)

Dari penelitian terdahulu yang sudah dilaksanakan oleh (Andriyanto, 2010), yang menggunakan 3 metode perbaikan CTRB, Overlay, dan Rigid Pavement. Dihasilkan Perbaikan CTRB yang paling optimal digunakan pada ruas jalan

commit to user

Nguter-Wonogiri. CTRB adalah Cement Treated Recycling Base, yaitu sebagai perletakan atau lantai kerja terhadap lapis permukaan dan lapisan perkerasan yang menahan gaya lintang dari beban roda dan menyebarkan beban ke lapisan dibawahnya. Overlay adalah pelapisah tambahan perkerasan beton semen diatas prkerasan beton semen dengan lapis pemisah atau langsung. Rigid pavement adalah struktur yang terdiri atas pelat beton semen yang bersambung (tidak menerus) tanpa atau dengan tulangan, atau menerus dengan tulangan, terletak di atas lapis pondasi bawah atau tanah dasar (subgrade), dengan atau tanpa lapis permukaan (surface). Tebal pondasi bawah minimum 100 mm untuk tebal jalan yang ada, sedangkan tebal pelat yang akan direncanakan pada rigid pavement ini adalah untuk perkerasan jalan baru.

Sesuai dengan penelitian terdahulu yang sudah dilakukan oleh (Yunus, 2010), bahwa kuat lentur beton pada umur 7, dan 28 hari, menghasilkan karakteristik campuran fly ash dengan kadar 25% lebih tinggi daripada beton normal. Pada umur 54 hari, beton dengan bahan tambah fly ash 15%, 20%, 25% mempunyai kareakteristik kuat lentur yang lebih tinggi daripada beton normal tanpa campuran fly ash.

Dengan melihat kegunaan dari beton fly ash dan dua pendekatan dari dua peneliti terdahulu (Yunus, 2010) dan (Andriyanto, 2010), Penelitian disini saya mengambil analisa dengan menggunakan rigid pavement untuk eksisting pada ruas jalan Nguter – Wonogiri dengan pendekatan menggunakan beton dengan fly ash.

1.2. Rumusan Masalah

Dari latar balakang yang disebutkan di atas dapat diambil rumusan masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana tebal perencanaan teknik perbaikan dengan rigid pavement untuk jalan Nguter-Wonogiri dengan menggunakan beton fly ash ?

2. Berapa besarnya biaya dengan menggunakan fly ash pada campuran beton yang diperlukan untuk rehabilitasi pada ruas jalan Nguter-Wonogiri ?

commit to user

5

3. Apakah menggunakan fly ash pada campuran beton menghasilkan biaya yang lebih ekonomis untuk perbaikan jalan Nguter-Wonogiri ?

1.3. Batasan Masalah

Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan batasan-batasan masalah sebagai berikut:

1. Obyek penelitian ruas Jalan Nguter - Wonogiri (Km 20+00 - 25+00).

2. Data yang digunakan sebagai sumber adalah data sekunder yang berasal dari Dinas Pekerjaan Umum Kabupaten Wonogiri, dan data sekunder dari dua hasil penelitian yaitu (Yunus, 2010) dan (Andriyanto, 2010).

3. Biaya yang ditinjau dalam penelitian ini adalah biaya kebutuhan bahannya saja, sedangkan upah dan peralatannya tidak diperhitungkan.

4. Metode perencanaan perkerasan jalan beton semen (perkerasan kaku) adalah Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen 2003 dan Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen AASHTO 1993.

5. jenis perkerasan kaku (rigid pavement), yaitu Perkerasan beton semen (rigid pavement) bersambung tanpa tulangan, Perkerasan beton semen (rigid pavement) bersambung dengan tulangan, Perkerasan beton semen (rigid pavement) menerus dengan tulangan. (SK SNI S-36-1990-03)

6. Desain perbaikan dari data sekunder dibatasi sampai dengan umur 20 tahun.

(AASHTO 1993)

7. Penelitian ini meninjau penggunaan beton fly ash sebagai bahan perbaikan Jalan dan segi ekonomisnya.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui teknik perbaikan dengan rigid pavement untuk jalan Nguter-Wonogiri dengan menggunakan beton fly ash.

2. Menentukan besarnya biaya dengan menggunakan fly ash pada campuran beton yang diperlukan untuk rehabilitasi pada ruas jalan Nguter-Wonogiri.

commit to user

3. Menentukan penggunaan fly ash pada campuran beton menghasilkan biaya yang lebih ekonomis untuk perbaikan jalan Nguter-Wonogiri.

1.5. Manfaat Penelitian

1.5.1. Manfaat Teoritis

Manfaat teoritis yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Memberikan wawasan pada masyarakat pada umumnya dan dunia teknik sipil pada khususnya tentang penggunaan beton fly ash pada rigid pavement untuk bahan perbaikan jalan Nguter-Wonogiri.

1.5.2. Manfaat Praktis

Manfaat praktis yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. upaya perbaikan yang dilakukan biasanya menghasilkan ketebalan yang lebih boros bahan dan biaya diharapkan dengan penggunaan beton fly ash sebagai bahan perbaikan jalan akan menghasilkan ketebalan yang lebih hemat bahan dan biaya.

2. Dengan mencampurkan fly ash sebagai bahan tambah beton diharapkan akan menghasilkan kerusakan fatik dan erosi yang lebih kecil dengan ketebalan yang lebih hemat biaya.

commit to user

7

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1

Tinjauan Pustaka

Seiring dengan bertambahnya kepemilikan kendaraan bermotor baik itu kendaraan roda dua maupun roda empat yang akhir – akhir ini perkembangannya sangat pesat maka pelayanan jalan raya terhadap pengguna jalan harus ditingkatkan. Jenis kendaraan yang memakai jalan beraneka ragam, bervariasi baik ukuran, berat total, konfigurasi dari beban sumbu kendaraan, daya dan lain – lain. (Sukirman, 1999)

Semua prasarana jalan raya akan mengalami kerusakan, gangguan atau penurunan kondisi, kualitas dan lain – lain, apabila telah digunakan untuk melayani kegiatan operasi lalu – lintas penumpang maupun barang. Untuk itu, semua prasarana yang terdapat pada suatu sistem transportasi khususnya transportasi darat, memerlukan perawatan dan perbaikan kerusakan yang baik. Hal ini dimaksudkan untuk memperpanjang masa pelayanan ekonominya dengan mempertahankan tingkat pelayanan pada batas standar yang aman. (Prasetyo, 2007)

Perkerasan jalan diletakkan diatas tanah dasar, dengan demikian secara keseluruhan mutu dan daya tahan konstruksi tidak lepas dari tanah dasar yang berasal dari lokasi itu sendiri atau tanah dari lokasi didekatnya yang telah dipadatkan sampai tingkat kepadatan tertentu sehingga mempunyai daya dukung yang baik serta berkemampuan mempertahankan perubahan volume selama masa pelayanan walaupun terdapat perbedaan kondisi lingkungan dan jenis tanah setempat. (Sukirman, 1995)

Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah atau agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. (Mc Cormac, 2003)

commit to user

Syarat yang terpenting dari pembuatan beton adalah: 1.Beton segar harus dapat dikerjakan atau dituang.

2.Beton yang dikerjakan harus cukup kuat untuk menahan beban dari yang telah direncanakan.

3.Beton tersebut harus dapat dibuat secara ekonomis. (Smith dan Andreas, 1989)

Beton memiliki kelebihan dibanding material lain, diantaranya:

1. Beton termasuk bahan yang mempunyai kuat tekan yang tinggi, serta mempunyai sifat tahan terhadap pengkaratan atau pembusukan dan tahan terhadap kebakaran dan kuat tekan yang tinggi, apabila dikombinasikan dengan baja tulangan dapat digunakan untuk sruktur berat.

2. Harga relatif murah karena menggunakan bahan dasar dari lokal, kecuali semen portland.

3. Beton segar dapat disemprotkan pada permukaan beton lama yang retak, maupun diisikan ke dalam cetakan beton pada saat perbaikan, dan memungkinkan untuk dituang pada tempat-tempat yang posisinya sulit dan dapat dengan mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk yang sesuai keinginan, serta dapat dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituang pada tempat-tempat yang posisinya sulit.

4. Beton termasuk tahan aus dan kebakaran, sehingga biaya perawatannya relatif rendah.

Ruang yang tidak ditempati oleh butiran semen, merupakan rongga yang berisi udara dan air yang saling berhubungan yang disebut kapiler. Kapiler yang terbentuk akan tetap tinggal ketika beton sudah mengeras, sehingga beton akan mempunyai sifat tembus air yang besar, akibatnya kekuatan beton berkurang. Rongga ini dapat dikurangi dengan bahan tambah meskipun penambahan ini akan menambah biaya pelaksanaan. Bahan tambah ini merupakan bahan khusus yang ditambah dalam campuran beton sebagai pengisi dan pada umumnya berupa bahan kimia organik dan bubuk mineral aktif.

Keadaan tersebut diangkat oleh penyusun pada penelitian ini memanfaatkan limbah pembakaran batubara (fly ash). Fly Ash digunakan sebagai bahan

commit to user

9

pengganti semen, memanfaatkan sifat pozzolan dari fly ash untuk memperbaiki mutu beton.

Semen dan air dicampur, partikel-partikel semen cenderung berkumpul menjadi gumpalan yang dikenal sebagai gumpalan semen. Penggumpalan mencegah pencampuran antara semen dan air yang menghasilkan kehilangan kemampuan kerja (loss of workability) dari campuran beton, hal tersebut mencegah campuran hidrasi yang sempurna. Ini berarti pengurangan kekuatan potensial penuh dari pasta semen akan ditingaktkan. Pada beberapa kejadian dalam 28 hari perawatan hanya 50% kandungan semen sudah terhidrasi. (Smith dan Andreas, 1989)

2.1.1. Tinjauan Pustaka ACI/Jurnal Internasional dan Thesis Penggunaan Fly Ash

Penggunaan fly ash tipe C 15% - 35% sebagai bahan pengganti semen lebih baik daripada fly ash tipe F 15% - 25%. Kuat tarik lntur maksimum dari fly ash tipe C adalah sebesar 6.374 Mpa, sedangkan untuk fly ash tipe F hanya sebesar 5.891 Mpa. (Sanjaya dan Yuwono, 2006. ACI Fifth International Conference)

Penambahan atau penggantian sejumlah semen dengan fly ash berpotensi menambah keawetan beton tersebut. Penggunaan fly ash 0% pada beton hanya menghasilkan kuat tarik lentur sebesar 4.699 Mpa, sedangkan penggunaan fly ash sampai 25% pada beton menghasilkan kekuatan tarik lentur yang semakin baik sebesar 75.77. (Hardjito, 2004)

Riset dari pakar teknologi beton yang bermukim di Kanada menggunakan abu terbang dalam proporsi cukup besar, (hingga 65% dari total semen portland yang dibutuhkan) sebagai bahan pengganti semen dalam proses pembuatan beton yang berpotensi menambah keawetan beton tersebut. Oksida silica yang dikandung oleh abu terbang akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida yang terbentuk dari proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan mengikat. (Malhotra, 2001. ACI material journal PP 478-486)

commit to user

Penggunaan HVFA (high volume fly ash) concrete atau beton dengan abu terbang tinggi pada sejumlah proyek infrastruktur, beton tersebut menunjukan hasil yang memuaskan di lapangan. Dalam waktu singkat di masa mendatang, penggunaan beton jenis ini diperkirakan akan meningkat dengan cepat. Selain lebih ramah lingkungan, mengurangi jumlah energi yang diperlukan karena berkurangnya pemakaian semen, lenih awet dan lebih murah, bahan ini juga menunjukan perilaku mekanik memuaskan. Perkembangan mutakhir yang menjanjikan adalah penggunaan abu terbang sepenuhnya sebagai pengganti semen lewat proses yang disebut polimerisasi anorganik (kadang disebut geopolimer) yang dipelopori oleh seorang ilmuwan Prancis, Prof. Joseph Davidovits, sekitar 20 tahun lalu.

(Bilodeau and Malhotra, 1994. ACI International Conference)

Penggunaan fly ash dengan kadar 10% sampai 30% sebagai bahan pengganti semen, mempunyai kuat lentur 6,708 Mpa pada umur 28 hari dan mencapai kuat tarik lentur 7,115 Mpa pada umur 365 hari. Pada pembuatan beton massa pemakaian pozzolan sangat menguntungkan karena menghemat semen, dan mengurangi panas hidrasi. Proses pozzolan berlawanan dengan reaksi hidrasi dari semen dengan air yang berlangsung cepat dan kemudian membentuk gel kalsium silikat hidrat dan kalsium hidroksida, reaksi pozzolanik ini berlangsung dengan lambat sehingga pengaruhnya lebih kepada kekuatan akhir dari beton. Panas hidrasi yang dihasilkan juga jauh lebih kecil daripada semen portland sehingga efektif untuk pengecoran pada cuaca panas atau beton masif. (Hasan, Cabrera and Bajhracharya, 1997. ACI Fifth International Conference)

Fly ash sebagai bahan tambah pada semen membantu mereduksi dan menghidrasi campuran antara partikel-partikel smen dengan air sehingga beton tidak kehilangan kemampuan kerjanya. Kuat tarik lentur yang dihasilkan dengan menggunakan fly ash sebesar 4,11 Mpa dalam waktu 28 hari, dengan karakteristik maksimum kadar fly ash 30%. (Amtsbuchler, 1991. ACI Fifth International Conference)

commit to user

11

Efktif penggunaan fly ash pada campuran semen, effektif mulai umur 28 hari dengan karakteristik kadar fly ash 10% dan berlanjut ke umur 90 hari dengan karakteristik kadar fly ash 20% sampai 40%. (Ramyar and Erdogan, 1989. ACI Fifth International Conference)

Percobaan 28 hari pada campuran semen untuk P-4 fly ash dengan karakteristik 50% mempunyai kuat tarik lentur tertinggi sebesar 5,2 Mpa, untuk DPC fly ash karakteristik 35% mempunyai kuat tarik lentur tertinggi sebesar 5,3 Mpa, columbia fly ash karakteristik 10% sampai 30% mempunyai kuat tarik lentur tertinggi sebesar 5,25 Mpa, dan weston fly ash karakteristik 40% mempunyai kuat tarik lentur tertinggi sebesar 5,4 Mpa. Campuran semen terbaik dengan menggunakan weston fly ash pada karakteristik 40%. (Naik, 1982. ACI Fifth International Conference)

Penelitian pada fly ash kelas F sampai 30% untuk campuran semen mampu menghasilkan kuat tarik lentur (lebih dari 5,6 Mpa pada umur 28 hari), pozzolan dalam semen mampu mngurangi panas hidrasi. (Hwang an Liu, ACI International Conference SP-125)

Pada umur 90 sampai 180 hari fly ash 30% sampai 40% pada campuran semen mampu mencapai kuat tarik lentur 2,9 Mpa sampai 4,1 Mpa. Sifat pozzolanik dapat mengurangi pemuaian akibat raksi alkali-agregat (Reaksi alkali dalam semen dengan silica dalam agregat), dengan demikian dapat mengurangi retak-retak beton akibat reaksi tersebut. (Cuijuan and Papayianni, 1986. ACI SP-91)

Fly ash kelas C pada umur 28 hari mampu mencapai kuat tarik lentur 4,0 Mpa dan 4,4 Mpa untuk kadar fly ash 10% sampai 60% pada campuran semen. Proses pozzolan berlawanan dengan reaksi hidrasi dari semen dengan air yang berlangsung cepat dan kemudian membentuk gel kalsium silikat hidrat dan kalsium hidroksida, reaksi pozzolanik ini berlangsung dengan lambat sehingga pengaruhnya lebih kepada kekuatan akhir dari beton. (Naik and Ramme, 1990. ACI Material Journal PP 619-627)

commit to user

Penelitian yang dilakukan oleh Fernando bertujuan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh perubahan kekuatan beton yang diakibatkan menggunakan campuran fly ash dan visca viscocrete-10. Penggantian abu terbang sebanyak 0%, 20%, 25%, 30%, dan 35% dari berat semen. Dari penelitian diperoleh bahwa kuat tarik beton yang tertinggi terdapat pada campuran beton penggantian fly ash 20% yaitu sebesar 5,8 Mpa dan kuat tarik lentur beton yang terendah terdapat pada campuran beton penggantian fly ash 30% yaitu sebesar 4,9 Mpa. Bahwa dengan penggantian fly ash mempunyai kuat tarik lentur lebih tinggi dibandingkan dengan beton variasi campuran fly ash lainnya dan tanpa fly ash. (Fernando, 2009)

Penelitian yang dilakukan oleh Syakuri dan Haryadi bertujuan untuk mengetahui perbedaan kuat tarik lentur beton dengan menggunakan fly ash dan tanpa menggunakan fly ash, mengetahui persentase fly ash pada campuran beton yang menghasilkan kuat tarik lentur beton paling maksimum dan membandingkan diagram regangan tegangan pada beton normal dengan beton menggunakan fly ash. Hasil penelitian menunjukan bahwa tegangan beton untuk umur diatas 21 hari dengan pemakaian fly ash pada campuran beton menghasilkan tegangan yang lebih baik daripada beton tanpa penambahan fly ash. (Syakuri dan Haryadi, 1997)

Pengujian beton mutu tinggi dengan kuat tarik lentur rencana 6,3 Mpa, dengan menggunakan benda uji yang berupa silinder dengan ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm, dengan sampel 100 silinder beton dengan lima variasi yang masing – masing variasi 20 sampel , setiap variasi menggunakan campuran superplasticizer (sika viscocrete 10) sebagai bahan tambah kimia dengan persentase sebesar 1,1%, dalam penelitian ini juga menggunakan bahan tambah berupa fly ash dan persentase variasi pengaruh abu terbang kelas c yang disarankan sebesar 20%, 25%, 30%, dan 35%. (Paradesca , 2002)

commit to user

13

Pada penelitian ini ternyata penggunaan fly ash kelas F dengan kadar 10%, 20%, 30%, 40%, mencapai kuat tarik lentur yang semakin baik dari umur 3, 7, 14, 28, 60, sampai 90 hari, tetapi penggunaan fly ash kelas F kadar 40% sampai 60% mengalami penurunan kuat tarik lentur. Penggunaan fly ash kelas F optimal pada umur 90 hari pada kadar 0% menghasilkan kuat tarik lentur 4,33 Mpa, kadar 10% menghasilkan kuat tarik lentur 4,37 Mpa, kadar 20% menghasilkan kuat tarik lentur 4,44 Mpa, kadar 30% menghasilkan kuat tarik lentur 4,53 Mpa, dan pada kadar 40% menghasilkan kuat tarik lentur 4,62 Mpa. Kuat tarik lentur minimum pada kadar 60% dengan umur 90 hari sebesar 4,22 Mpa. (ISSR Jurnal, 2010)

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Beton Semen (Rigid Pavement)

Perkerasan beton semen (rigid pavement) adalah struktur yang terdiri atas pelat beton semen yang bersambung (tidak menerus) tanpa atau dengan tulangan, atau menerus dengan tulangan, terletak di atas lapis pondasi bawah atau tanah dasar (subgrade), dengan atau tanpa lapis permukaan (surface).

commit to user

Metode perencanaan perkerasan beton semen (rigid pavement) untuk jalan yang melayani lalu-lintas rencana lebih dari satu juta sumbu kendaraan niaga di dasarkan pada:

1. Perkiraan lalu- lintas dan komposisinya selama umur rencana 2. Kekuatan tanah dasar yang dinyatakan dengan CBR (%) 3. Kekuatan beton yang digunakan

4. Jenis bahu jalan 5. Jenis perkerasan

6. Jenis penyaluran beban.

Faktor- faktor yang perlu diperhatikan adalah : 1. Kadar air pemadatan

2. Kepadatan

3. Perubahan kadar air selama masa pelayanan.

Sifat, daya dukung dan keseragaman tanah dasar sangat mempengaruhi keawetan dan kekuatan perkerasan beton semen (rigid pavement). Pada perkerasan beton semen, daya dukung perkerasan terutama diperoleh dari pelat beton. (SK SNI S-36-1990-03)

2.2.2 Jenis Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement)

Perkerasan beton semen (rigid pavement) dibedakan ke dalam 3 jenis: 1. Perkerasan beton semen (rigid pavement) bersambung tanpa tulangan. 2. Perkerasan beton semen (rigid pavement) bersambung dengan tulangan. 3. Perkerasan beton semen (rigid pavement) menerus dengan tulangan. (SK SNI

commit to user

15

2.2.2.1.Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Bersambung Tanpa Tulangan.

Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Bersambung Tanpa Tulangan adalah jenis perkerasan beton semen yang dibuat tanpa tulangan dengan ukuran pelat mendekati bujur sangkar, dimana panjang dari pelatnya dibatasi oleh adanya sambungan-sambungan melintang. Panjang pelat berkisar antara 4-5 meter.

2.2.2.2.Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Bersambung dengan Tulangan.

Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Bersambung dengan Tulangan adalah Jenis perkerasan beton yang dibuat dengan tulangan, yang ukuran pelatnya berbentuk empat persegi panjang, dimana panjang dari pelatnya dibatasi oleh adanya sambungan-sambungan melintang. Panjang pelat berkisar antara 8-15 meter.

2.2.2.3. Pengertian Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement) Menerus dengan Tulangan.

Perkerasan beton semen (rigid pavement) menerus dengan tulangan adalah jenis perkerasan beton yang dibuat dengan tulangan dan dengan panjang pelat yang menerus yang hanya dibatasi dengan adanya sambungan-sambungan muai melintang. Panjang pelat dari jenis perkerasan ini 12 - 20 meter.

2.2.3 Tujuan Penulangan

Tujuan utama penulangan untuk :

1. Membatasi lebar retakan, agar kekuatan pelat tetap dapat dipertahankan. 2. Memungkinkan penggunaan pelat yang lebih panjang agar dapat mengurangi

jumlah sambungan melintang sehingga dapat meningkatkan kenyamanan. 3. Mengurangi biaya pemeliharaan agar lebih ekonomis. (SK SNI S-36-1990-03)

commit to user

2.2.4 Pengertian Daya Dukung Tanah Dasar

Daya dukung tanah dasar ditentukan dengan pengujian CBR insitu sesuai dengan SNI 03- 1731- 1989 atau CBR laboratorium sesuai dengan SNI 03- 1744- 1989, masing- masing untuk tebal perkerasan lama dan perkerasan jalan baru. Apabila tanah dasar mempunyai nilai CBR lebih kecil dari 2%, maka harus dipasang pondasi bawah yang terbuat dari beton kurus (Lean- Mix Concrete) setebal 15 cm yang dianggap mempunyai nilai CBR tanah dasar efektif 5%. (SK SNI S-36-1990-03)

2.2.5 Bahan Pondasi Bawah

Bahan pondasi bawah dapat berupa : 1 Pondasi bawah material berbutir.

2 Pondasi bawah dengan bahan pengikat (Bound Sub- Base).

3 Pondasi bawah dengan campuran beton kurus (Lean- Mix Concrete).

Pemasangan lapis pondasi dengan lebar sampai ketepi luar lebar jalan merupakan salah satu cara untuk mereduksi perilaku tanah ekspansif.

Fungsi lapis pondasi bawah pada perkerasan beton semen (rigid pavement) berfungsi sebagai:

1. Mengendalikan pengaruh kembang susut tanah dasar.

2. Mencegah intrusi dan pemompaan pada sambungan, retakan dan tepi- tepi pelat.

3. Memberikan dukungan yang mantap dan seragam pada pelat. 4. Sebagai perkerasan lantai kerja selama pelaksanaan.

Tebal lapis pondasi minimum 10 cm yang paling sedikit mempunyai mutu sesuai dengan SNI No. 03-6388-2000 dan AASHTO M-155 serta SNI 03-1743-1989. Bila direncanakan perkerasan beton semen bersambung tanpa ruji, pondasi bawah harus menggunakan campuran beton kurus (CBK). Tebal lapis pondasi bawah minimum yang disarankan dapat dilihat pada gambar 2.2.

commit to user

17

Sumber : (SK SNI S-36-1990-03)

Gambar 2.2. Tebal pondasi bawah minimum untuk perkerasan beton semen

2.2.6 California Bearing Ratio (CBR)

California Bearing Ratio (CBR) adalah perbandingan antara beban penetrasi suatu lapisan tanah atau perkerasan terhadap beban standar dengan kedalaman dan kecepatan penetrasi yang sama.

commit to user

Untuk menentukan berapa besarnya CBR efektif dapat diperoleh dari gambar 2.3.

Sumber : (SK SNI S-36-1990-03)

Gambar 2.3. CBR tanah dasar efektif dan tebal pondasi bawah

2.2.7 Pengertian Lalu lintas Harian Rata – Rata (LHR)

Lalu – lintas Harian Rata – rata (LHR) adalah jumlah total volume lalu – lintas roda empat atau lebih dalam satu tahun dibagi dengan jumlah hari dalam satu tahun.

Penentuan beban lalu – lintas rencana untuk perkerasan beton semen, dinyatakan dalam jumlah sumbu kendaraan niaga (comercial vehicle), sesuai dengan konfigurasi sumbu pada lajur rencana selama umur rencana.

Lalu – lintas harus dianalisis berdasarkan hasil perhitungan volume lalu – lintas dan konfigurasi sumbu, menggunakan data terakhir atau data 2 tahun terakhir. Kendaraan yang ditinjau untuk perencanaan perkerasan beton semen adalah yang mempunyai berat total minimum 5 ton.

commit to user

19

Konfigurasi sumbu untuk perencanaan terdiri atas 4 jenis kelompok sumbu sebagai berikut:

- Sumbu tunggal roda tunggal (STRT). - Sumbu tunggal roda ganda (STRG). - Sumbu tandem roda ganda (STdRG).

- Sumbu tridem roda ganda (STrRG), Tabel-tabel dapat dilihat pada Lampiran A.

2.2.8 Menentukan Umur Rencana

Umur rencana perkerasan jalan ditentukan atas pertimbangan klasifikasi fungsional jalan, pola lalu lintas serta nilai ekonomi jalan yang bersangkutan, yang dapat ditentukan antara Lain dengan metode Benefit Cost Ratio, Internal Rate of Return, kombinasi dari metode tersebut atau cara lain yang tidak terlepas dari pola pengembangan wilayah. Umumnya perkerasan beton semen dapat direncanakan dengan umur rencana (UR) 20 tahun. (AASHTO 1993)

2.2.9 Volume Lalu - Lintas

Volume lalu – lintas akan bertambah sesuai dengan umur rencana atau sampai tahap dimana kapasitas jalan dicapai dengan faktor pertumbuhan lalu – lintas yang dapat ditentukan berdasarkan rumus sebagai berikut :

R = (1+i)^ur - 1 I

Dengan pengertian :

R = Faktor pertumbuhan lalu – lintas. I = Laju pertumbuhan lalu – lintas. UR = Umur rencaa (tahun).

commit to user

Faktor pertumbuhan (R) dapat juga ditentukan berdasarkan Tabel 2.1

Tabel 2.1. Faktor pertumbuhan lalu – lintas (R) Umur

Rencana (Tahun)

Faktor pertumbuhan lalu – lintas (R) Laju Pertumbuhan (i) per tahun (%)

0 2 4 6 8 10

5 5 5.2 5.4 5.6 5.9 6.1

10 10 10.9 12 13.2 14.5 15.9

15 15 17.3 20 23.3 27.2 31.8

20 20 24.3 29.8 36.8 45.8 57.3

25 25 32 41.6 54.9 73.1 98.3

30 30 40.6 56.1 79.1 113.3 164.5

35 35 50 73.7 111.4 172.3 271

40 40 60.4 95 154.8 259.1 442.6

Sumber : (SK SNI S-36-1990-03)

Apabila setelah waktu tertentu (URm tahun) pertumbuhan lalu lintas tidak terjadi lagi, maka R dapat dihitung dengan cara sebagai berikut :

R = (1+i)^ur + (UR – Urm) { (1+i)^URm - 1} I

Dengan pengertian :

R = Faktor pertumbuhan lalu lintas.

I = Laju pertumbuhan lalu lintas per tahun dalam %. Urm = Waktu tertentu dalam tahun, sebelum UR selesai.

2.2.10 Pengertian Lalu – Lintas Rencana

Lalu – lintas rencana adalah jumlah kumulatif sumbu kendaraan niaga pada lajur rencana selama umur rencana, meliputi proporsi sumbu serta distribusi beban pada setiap jenis sumbu kendaraan dari survai beban.

Beban pada suatu jenis sumbu secara tipikal dikelompokkan dalam interval 10 KN (1 ton) bila diambil dari survai beban.

commit to user

21

Jumlah sumbu kendaraan niaga selama umur rencana dihitung dengan rumus sebagai berikut:

JSKN = JSKNH x 365 x R x C

Dengan pengertian:

JSKN = jumlah total sumbu kendaraan niaga selama umur rencana.

JSKNH = Jumlah total sumbu kendaraan kendaraan niaga per hari pada saat jalan dibuka.

R = Faktor pertumbuhan komulatif dari Tabel 2.1. yang besarnya tergantung dari pertumbuhan lalu – lintas tahunan dan umur rencana.

C = Koefisien distribusi kendaraan.

2.2.11 Menentukan Beban Rencana

Pada penentuan beban rencana, beban sumbu dikalikan dengan faktor kemanan beban (Fkb).

Tabel 2.2. Faktor Keamanan Beban

No. Penggunaan Nilai

Fkb 1. Jalan bebas hambatan utama (major freeway) dan berlajur

banyak, yang aliran lalu- lintasnya tidak terhambat serta volume kendaraan niaga yang tinggi.

Bila menggunakan data lalu- lintas dari hasil survai beban (weight-in-motion) dan adanya kemungkinan route alternatif, maka nilai faktor keamanan beban dapat dikurangi menjadi 1,15.

1,2

2. Jalan bebas hambatan (freeway) dan jalan arteri dengan volume kendaraan niaga menengah.

1,1

3. Jalan dengan volume kendaraan niaga rendah. 1,0

commit to user

2.2.12 Pengertian Bahu Beton Semen

Bahu beton semen adalah bahu yang dikunci dan diikatkan dengan lajur lalu- lintas dengan lebar minimum 1,50 m, atau bahu yang menyatu dengan lajur lalu- lintas selebar 0,60 m, yang juga dapat mencakup saluran dan kereb.rigid pavement).

Bahu dapat terbuat dari bahan lapis pondasi bawah dengan atau tanpa lapisan penutup beraspal atau lapisan beton semen.

Perbedaan kekuatan antara bahu dengan jalur lalu-lintas memberikan pengaruh pada kinerja perkerasan. Hal tersebut dapat diatasi dengan bahu beton semen, sehingga akan meningkatkan kinerja perkerasan dan mengurangi tebal pelat. (SK SNI S-36-1990-03)

2.2.13 Pengertian Tebal Rencana

Tebal rencana adalah tebal taksiran yang paling kecil yang mempunyai total fatik dan atau total kerusakan erosi lebih kecil atau sama dengan 100%.

Tebal pelat rencana dipilih dan total fatik serta kerusakan erosi dihitung berdasarkan komposisi lalu lintas selama umur rencana. Jika kerusakan fatik atau erosi lebih dari 100%, tebal taksiran dinaikkan dan proses perencanaan diulangi. Tebal rencana adalah tebal taksiran yang paling kecil yang mempunyai total fatik dan atau total kerusakan erosi lebih kecil atau sama dengan 100%.

Untuk menentukan analisis fatik, fator rasio tegangan ekivalen (TE) oleh kuat lentur (fr).

Pelat beton semen mempunyai sifat yang cukup kaku serta dapat menyebarkan beban pada bidang yang luas dan menghasilkan tegangan yang rendah pada lapisan- lapisan dibawahnya.

Bila diperlukan tingkat kenyamanan yang tinggi, permukaan perkerasan beton semen dapat dilapisi dengan lapis campuran beraspal setebal 5 cm.

commit to user

23

2.2.14. Fungsi Analisa Fatik dan Erosi Perencanaan Tebal Pelat

Fungsi analisa fatik dan erosi digunakan untuk mengontrol apakah tebal taksiran pelat beton aman atau tidak. Untuk menentukan faktor tegangan dan erosi dapat dilihat pada Lampiran E.

2.2.15. Syarat Kuat Lentur dan Kuat Tekan

Syarat kuat lentur (flextural strength) tidak boleh kurang dari 45 kg/cm2 (menurut SNI 1991 sebesar 3,78 Mpa) pada umur 28 hari, kuat lentur beton minimum pada umur 7 hari disyaratkan 80% dari kuat tarik lentur (flextural strength) minimum.(Suryawan, 2005)

Kuat tekan beton disarankan 350 kg/cm2 (menurut SNI 1991 sebesar 29.4 Mpa).

2.3. Jenis Kerusakan Jalan

Jenis kerusakan jalan pada perkerasan dapat dikelompokan menjadi 2 macam, yaitu kerusakan fungsional dan kerusakan struktural.

1. Kerusakan Fungsional

Kerusakan fungsional adalah kerusakan pada permukaan jalan yang dapat menyebabkan terganggunya fungsi jalan tersebut. Kerusakan ini dapat berhubungan atau tidak dengan kerusakan structural. Pada kerusakan fungsional, perkerasan jalan masih mampu menahanbeban yang bekerja namun tidak memberikan tingkat kenyamanan dan keamanan seperti yang diinginkan. Untuk itu lapis permukaan perkerasan harus dirawat agar tetap dalam kondisi baik dengan menggunakan metode perbaikan standar Direktorat Jendral Bina Marga 1995.

2. Kerusakan Struktural

Kerusakan struktural adalah kerusakan pada stuktur jalan, sebagian atau seluruhnya yang menyebabkan perkerasan jalan tidak lagi mampu menahan beban

commit to user

yang bekerja diatasnya. Untuk itu perlu adanya perkuatan struktur dari perkerasan dengan cara perbaikan dengan perkerasan kaku (rigid pavement)

2.4. Bahan Susun Beton

2.4.1. Pengertian Semen Portland

Pengrtian semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan menghaluskan klinker terutama terdiri dari atas silikat calsium yang bersifat hidrolis, dengan gips sebagai bahan tambahnya.

2.4.2. Pengertian Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran beton. Agregat menempati 70-75% dari total volume beton, maka kualitas agregat akan sangat mempengaruhi kualitas beton. Berdasarkan butiran, agregat dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu agregat halus dan agregat kasar.

a. Pengertian Agregat Halus

Agregat halus adalah agregat yang lolos ayakan 4,75 mm. Agregat halus pada beton dapat berupa pasir alam atau pasir buatan. Pasir alam didapatkan dari hasil disintegrasi alami dari batu-batuan (pasir gunung atau pasir sungai). Pasir buatan adalah pasir yang dihasilkan oleh alat-alat pemecah batu atau diperoleh dari hasil sampingan dari stone crusher. Pasir (fine aggregate) berfungsi sebagai pengisi pori-pori yang ditimbulkan oleh agregat yang lebih besar (agregat kasar/coarse aggregate). Syarat - syarat agregat halus (pasir) untuk campuran beton sesuai standar PBI 1971 Bab 3.3.

commit to user

25

b. Pengertian Agregat Kasar

Agregat kasar adalah agregat yang mempunyai ukuran lebih dari 4,75 mm dan ukuran maksimumnya 40 mm. Agregat kasar yang baik bentuknya bersudut dan pipih (tidak bulat/blondos). Syarat - syarat agregat kasar/split untuk campuran beton sesuai standar PBI 1971 Bab 3.4.

2.4.3. Fungsi Air

Fungsi air adalah adalah bahan yang berguna sebagai pelumas campuran agar mudah dikerjakan. Akan tetapi penembahan air harus memperhatikan proporsi karena air akan menguap ketika beton mengering dan meninggalkan rongga pada beton. Syarat-syarat air untuk campuran beton sesuai standar PBI 1971 Bab 3.6.

Untuk bereaksi dengan semen, air yang diperlukan hanya sekitar 25% dari berat semen, namun dalam kenyataanya nilai f.a.s yang dipakai sulit kurang dari 0,35 karena beton yang mempunyai proporsi air yang sangat kecil menjadi kering dan sukar dipadatkan. (Kardiyono Tjokrodimulyo, 1996)

2.4.4. Bahan Tambah

a. Pengertian Bahan Tambah

Bahan campuran tambahan (admixtures) adalah bahan yang bukan air, agregat maupun semen yang ditambahkan ke dalam campuran sesaat atau selama pencampuran. Fungsinya adalah untuk mengubah sifat-sifat beton atau pasta semen agar menjadi cocok untuk pekerjaan tertentu, mengurangi pemakaian semen sehingga lebih ekonomis dan untuk tujuan lain seperti menghemat energi.

commit to user

b. Pengertian Abu Terbang (Fly Ash)

Abu terbang adalah abu sisa pembakaran batu bara, berupa butiran halus ringan, tidak porous, dan bersifat pozzolanik. (Krisbiyantoro, 2005)

Pozzolan dipakai sebagai bahan pengganti semen portland. Bila dipakai sebagai bahan tambah akan menjadikan beton lebih mudah diaduk, lebih rapat air, dan lebih tahan terhadap serangan kimia. Pozzolan dapat mengurangi pemuaian akibat proses reaksi alkali-agregat (reaksi alkali dalam semen dengan silika dalam agregat), dengan demikian mengurangi retak-retak beton akibat reaksi tersebut. Pada pembuatan beton massa pemakaian pozzolan sangat menguntungkan karena menghemat semen, dan mengurangi panas hidrasi. (Kardiyono, 1996)

commit to user

27

2.5. Langkah – Langkah Penelitian Perencanaan Tebal Perkerasan Jalan Beton Semen.

Langkah – Langkah Penelitian untuk Perencanaan Tebal Perkerasan Jalan Beton Semen Sebagai Berikut :

1. jenis perkerasan beton semen, bersambung tanpa tulangan, brsambung dengan tulangan, atau menerus dngan tulangan.

2. menentukan menggunakan bahu beton.

3. jenis dan tebal pondasi bawah berdasarkan nilai CBR rencana dan pondasi bawah yang dipilih sesuai dengan gambar 2.3.

4. menentukan CBR efektif berdasarkan nilai CBR rencana dan pondasi bawah yang dipilih sesuai dengan gambar 2.4.

5. menggunakan kuat tarik lentur dari data sekunder yang ada. 6. menentukan faktor kemanan beban (Fkb).

7. menaksir tebal pelat beton (taksiran awal dengan tebal tertentu berdasarkan pengalaman atau menggunakan contoh/studi kasus yang tersedia atau dapat menggunakan Lampiran E).

8. menentukan tegangan ekivalen (TE) dan faktor erosi (FE) untuk STRT dari Lampiran A.

9. menentukan faktor rasio tegangan (FRT) dengan membagi tegangan ekivalen (TE) oleh kuat tarik lentur.

10. untuk setiap rentang beban kelompok sumbu tersebut, menentukan beban per roda dan kalikan dengan faktor keamanan beban (Fkb) untuk menentukan beban rencana per roda. Jika beban rencana perroda ≥ 65 kn (6,5 ton), anggap dan gunakan nilai trsebut sebagai batas tertinggi pada Lampiran C dan Lampiran D.

11. dengan faktor rasio tegangan (FRT) dan beban rencana, menentukan jumlah repetisi ijin untuk fatik dari Lampiran C, yang dimulai dari beban roda tertinggi dari jenis sumbu STRT tersebut.

12. menghitung persentase dari repetisi fatik yang direncanakan terhadap jumlah repetisi ijin.

commit to user

13. dengan menggunakan faktor erosi (FE), tentukan jumlah repetisi ijin untuk erosi, dari Lampiran D.

14. menghitung persentase dari repetisi erosi yang direncanakan terhadap jumlah repetisi ijin.

15. mengulangi langkah 11 sampai dengan 14 untuk setiap beban per roda pada sumbu tersebut sampai jumlah repetisi beban ijin yang terbaca pada Lampiran C dan Lampiran D yang masing-masing mencapai 10 juta dan 100 juta repetisi.

16. menghitung jumlah total fatik dengan menjumlahkan persentase fatik dari setiap beban roda pada STRT tersebut. Dengan cara yang sama menghitung jumlah total erosi dari setiap beban roda pada STRT tersebut.

17. mengulangi langkah 8 sampai dengan langkah 16 untuk setiap jenis kelompok sumbu lainnya.

18. menghitung jumlah total kerusakan akibat fatik dan jumlah total kerusakan akibat erosi untuk seluruh jenis kelompok sumbu.

19. mengulangi langkah 7 sampai dengan langkah 18, hingga diperoleh ketebalan tertipis yang menghasilkan total kerusakan akibat fatik dan erosi kurang dari 100%. Tebal tersebut sebagai tebal perkerasan beton semen yang direncanakan.

commit to user

29

Gambar 2.4. Bagan Alir Menghitung Tebal Rencana Tebal Rencana

Mulai

Menghitung kerusakan erosi setiap beban sumbu = prkiraan jumlah sumbu dibagi jumlah repetisi ijin, dan jumlahkan

Menghitung kerusakan fatik setiap beban sumbu = perkiraan jumlah sumbu dibagi jumlah repetisi ijin, dan jumlahkan

kerusakan erosi < 100% kerusakan fatik < 100% Taksiran tebal plat beton

Penilaian CBR tanah dasar dan jalan rencana Volume LHR distribusi sumbu kendaraan

niaga dan jenis / beban sumbu

Jenis sambungan Beton bersambung tanpa,dengan dan menerus dengan tulangan

Memilih jenis dan tebal pondasi bawah Gambar 2.3 Menentukan CBR efektif

Data sekunder kuat tarik lentur atau kuat tekan beton dengan kadar fly ash 0%, 15%, 20%, 25% pada 54 hari

Menggunakan bahu beton atau bukan beton

Memilih factor keamanan beban (Fkb) (Tabel 2.4)

menentukan tegangan ekivalen setiap jenis sumbu

menentukan factor setiap jenis sumbu

menentukan jumlah repetisi ijin untuk setiap beban sumbu

menentukan factor rasio tegangan (FRT)

menentukan jumlah repetisi ijin setiap beban sumbu

commit to user

Gambar 2.5. Bagan Kerangka Pikiran Perkerasan Jalan

Menggunakan Beton

Campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah atau agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan

Hemat biaya

Pengertian

Bahan tambah Abu Terbang (Fly Ash)

Pengertian

Abu sisa pembakaran batu- bara, berupa butiran halus ringan, dan tidak porous

Bersifat Pozzolanik

Terdiri dari unsur- unsur silikat dan aluminat yang reaktif

Didapatkan dari limbah sisa industri

Ditinjau dari segi ekonomis

Hemat Energi

Lebih murah daripada semen Portland

Dapat mengurangi pemuaian akibat proses alkali- agregat (reaksi alkali dalam semen dengan silica dalam agregat), dengan demikian mengurangi retak- retak beton akibat reaksi tersebut

Penggunaan beton fly ash sebagai bahan perbaikan jalan Nguter-Wonogiri

commit to user

31

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian yang dijadikan objek penelitian ini adalah Ruas Jalan Nguter - Wonogiri dengan panjang jalan 5 km. Wonogiri merupakan kota di Jawa Tengah tepatnya berada di bagian selatan paling timur yang berbatasan dengan Jawa Timur bagian selatan seperti Pacitan, Ponorogo dan sekitarnya. Di samping sebagai kota penghubung juga sebagian besar penduduknya bekerja di bidang jasa, sehingga penting sekali mempertahankan kinerja ruas jalan Nguter - Wonogiri. Ruas jalan Nguter - Wonogiri diklasifikasikan sebagai jalan kolektor dalam sistem jaringan jalan primer yang menghubungkan ibu kota propinsi dengan ibu kota kabupaten / kota dan jalan stategis propinsi. Berdasarkan klasifikasi menurut fungsi jalan, ruas jalan Nguter - Wonogiri dikategorikan jalan kelas IIIA, yaitu jalan arteri atau kolektor yang dapat dilalui kendaraan bermotor termasuk muatan dengan ukuran lebar tidak melebihi 2.500 mm, ukuran panjang tidak melebihi 18.000 mm dan muatan sumbu terberat yang diizinkan 8 ton.

Gambar 3.1. Peta Ruas Jalan Nguter - Wonogiri

commit to user

3.2. Teknik Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data dalam penelitian ini adalah diambil dari dua pendekatan penelitin terdahulu (Andriyanto, 2010) dan (Yunus, 2010):

3.2.1. Data sekunder untuk Analisis

1. Data CBR jalan Nguter – Wonogiri pada Lampiran G.

2. Data volume lalu-lintas harian rata – rata (LHR) pada Lampiran H. 3. Data Kerusakan Jalan pada Tabel 3.1 dan Lampiran L.

4. Data nilai kuat tekan dan kuat lenturnya pada Lampiran I.

5. Data untuk untuk kebutuhan bahan perkerasan jalannya pada Lampiran J dan Lampiran M.

6. Data untuk Kebutuhan Rencana Anggaran Biayanya, data ini diperoleh dari instansi yang terkait Dinas Pekerjaan Umum Kabupaten Wonogiri yang terdapat pada Lampiran B.

3.3. Teknik Analisa Data

Analisis data adalah proses penyederhanaan data ke dalam bentuk yang lebih mudah dibaca dan diinterpretasikan. Dalam proses ini dipakai Microsoft Excel untuk menyajikan data menjadi informasi yang lebih sederhana. Setelah itu dilakukan pembahasan terhadap hasil yang diperoleh dari penelitian tersebut untuk kemudian ditarik kesimpulan.

commit to user

33

Tabel 3.1. Teknik Analisa Data

Bahasan Metode Tujuan Langkah

1. Teknik Rehabilitasi dan Pemilihan Jalan

Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen 2003

Menghitung Tebal Pelat Beton Semen

- Menghitung jumlah sumbu. - Menentukan R.

- Menghitung JSKN dan JSKN rencana.

- Menghitung repetisi sumbu rencana.

- Menentukan faktor keamanan beban Fkb. - Menentukan CBR efektif. - Menghitung fatik dan erosi. - Menghitung tebal pelat. - Menentukan tulangan. 2. Biaya

Perbaikan

Menentukan Biaya total masing-masing rigid pavement sesuai kadar fly ash 0% , 15%, 20%, dan 25%.

- Menghitung harga satuan. - Menghitung biaya perkerasan kaku.

- Menghitung biaya total penanganan rigid pavement.

3.4. Bagan Alir Penelitian

Tahapan penelitian dari awal sampai akhir dapat diuraikan sebagai berikut: 1. Tahap ke I, Persiapan

2. Tahap ke II, Pengumpulan Variabel Data Sekunder 3. Tahap ke III, Data Perhitungan

4. Tahap ke IV, Analisa Data

5. Tahap ke V, Kesimpulan dan Saran 6. Tahap ke VI, Selesai

commit to user

………

………

………

………

………

Gambar 3.2. Bagan Alir Penelitian Data skunder :

1. Peta ruas jalan kebupaten

2. Data struktur perkerasan yang ada 3. Data CBR lapangan

4. Volume LHR pada tahun-tahun sebelumnya

5. Panduan harga bahan.

Selesai Persiapan

Tahap II

Tahap III

Tahap IV

Tahap V Tahap VI

1. Data perhitungan tebal perkerasan beton semen (Rigid Pavement) dengan variasi campuran fly ash 0%, 15%, 20%, dan 25%.

2. Data perhitungan rencana anggaran biaya pelaksanaannya.

Analisa data menggunakan microsoft excel

commit to user

35

BAB 4

PEMBAHASAN

4.1. Penentuan Kelas Jalan Perkerasan Beton Semen

1. Perkerasan beton semen bersambung tanpa tulangan (Jointed Unreinforced Concrete Pavement).

2. Perkerasan beton semen bersambung dengan tulangan (Jointed Reinforced Concrete Pavement).

3. Perkerasan beton semen menerus dengan tulangan (Continuously Reinforced Concrete Pavement).

4.2. Data Eksisting Perkerasan Jalan

4.2.1. Kondisi dan Jenis Penanganan Persegmen

Dari hasil pengamatan visual di lapangan yang telah dilakukan oleh

(Andriyanto, 2010) diperoleh luas kerusakan, kedalaman, lebar retak dan jenis kerusakan yang akan digunakan sebagai data untuk penanganan kerusakan dengan Metode Perbaikan Jalan Standar. Diperoleh data jenis kerusakan dan luasnya yang dapat dilihat pada Tabel 4.1 dan untuk lebih jelasnya, kondisi dan hasil pengukuran dapat dilihat pada Lampiran F.

commit to user

Tabel 41. Data Kerusakan Jalan

No. Kerusakan Kelas

Kerusakan

Luas Kerusakan

Jumlah (m2) Kiri (m2) Kanan (m2)

1. _{Retak Buaya} M 323.9 343.2 667.1

H 247.3 270.75 518.05

2. Retak Kotak M 18 10 28

H

3. _Penurunan M 21.5 28.3 49.8

H 5 7.5 12.5

4. _Retak Memanjang dan Melintang

M (hair) 3.5 3.5

M 447 422.5 869.5

H 276 393 669

Sumber : (Andriyanto, 2010)

4.2.2. Data Lalu-Lintas Harian Rata-rata

Data sekunder lapangan diperoleh dari data lalu-lintas harian rata-rata yang ditunjukan pada Lampiran H.

4.3. Analisis Perbaikan Jalan

Untuk perbaikan kerusakan jalan di ruas jalan Nguter – Wonogiri, maka harus diadakan pemilihan terhadap jenis dan luas kerusakan yang terjadi. Penanganan kerusakan permukaan jalan menggunakan perencanaan perkerasan jalan beton semen 2003. Penanganan kerusakan untuk masing – masing kerusakan dapat dilihat pada Tabel 4.1.

4.4. Data Parameter Perencanaan

1. CBR tanah dasar = 3,46%. 2. Laju pertumbuhan ( i ) = 10,21 %. 3. Umur rencana = 20 tahun. 4. - Kuat tarik lentur (fcf) 0% = 6,83 Mpa - Kuat tarik lentur (fcf) 15% = 7,67 Mpa

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

93

Total rencana anggaran biaya bahan perkerasan dapat dilihat pada Tabel 4.45 yang didapatkan dari jumlah perhitungan biaya penulangan yang terdapat pada Tabel 4.43 dan perhitungan biaya bahan perkerasan yang terdapat pada Tabel 4.44.

Tabel 4.45. Total Rencana Anggaran Biaya (Continuously)

Total Rencana Anggaran Biaya (Rp) Rencana Anggaran Biaya Bahan Perkerasan (Rp) Rencana Anggaran Biaya Penulangan (Rp) Lebar Pelat (m) Panjang Pelat (m) Tebal Pelat (m) Kadar Fly Ash (%) 61.048.117,00 6.215.927,00 54.832.190,00 2 x 3,5

15 0.22 0% 54.267.616,00 5.902.155,00 48.365.461,00 2 x 3,5

15 0.21 15% 50.916.990,00 5.628.075,00 45.288.915,00 2 x 3,5

15 0.20 20% 40.720.920,00 4.845.527,00 35.875.392,00 2 x 3,5

15 0.19

25%

Dari Tabel 4.45 dapat digambarkan bagan kadar fly ash dengan rencana anggaran biaya yang terdapat pada Gambar 4.7.

0 10000000 20000000 30000000 40000000 50000000 60000000 70000000

0 15 20 25

K adar F ly A s h (% )

T o ta l R e n c a n a A n g g a ra n B ia y a ( R u p ia h )

C O NT INUO US L Y

Gambar 4.7. Bagan Kadar Fly Ash Beton dengan Rencana Anggaran Biaya

commit to user

94

4.8.4. Analisa Data Rencana Anggaran Biaya (RAB) Penulangan dan Bahan

Perkerasan Beton Semen (Rigid Pavement)

Dari perhitungan rencana anggaran biaya kebutuhan penulangan dan bahan perkerasan seperti semen, pasir, kerikil, air dan fly ash. Didapatkan total untuk perhitungan kebutuhan perkerasan tersebut yang dapat dilihat pada Tabel 4.46. Ternyata perkerasan beton tanpa tulangan memiliki Rencana Anggaran Biaya yang paling sedikit sebesar Rp 9.354.604,00, dari tebal pelat 220 mm.

Tabel 4.46. Data PerhitunganRencana Anggaran Biaya (RAB)

Jenis Rigid Pavement

Kelas Jln

FA %

Beton Bersambung Tanpa

Tulangan (Rp)

Beton Bersambung dengan Tulangan (Rp)

Beton menerus dengan

Tulangan (Rp)

IIIA=8ton 0% 10.663.308,00 41.709.030,00 61.963.427,00 15% 10.217.724,00 39.677.595,00 55.460.655,00 20% 9.785.899,00 37.680.857,00 50.920.575,00 25% 9.354.604,00 35.685.476,00 48.528.583,00

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

95

Dari Tabel 4.46 dapat digambarkan grafik hubungan kadar fly ash dengan rencana anggaran biaya yang terdapat pada Gambar 4.10.

0 10000000 20000000 30000000 40000000 50000000 60000000 70000000 80000000 90000000 10000000

0 15 20 25

Re

n

can

a

A

n

g

g

ar

an

B

iay

a

(Rp

)

Kadar Fly Ash (%)

Unreinforced

Reinforced

Continuously

Gambar 4.8. Grafik Hubungan Kadar Fly Ash dengan Rencana Anggaran Biaya

(RAB).

Untuk mendapatkan harga persen perbandingan keuntungannya,dapat dilihat pada Tabel 4.47.

96

Tabel 4.47. Perbandingan Keuntungan Kebutuhan Bahan Perkerasan Beton Semen

Kelas Jln

FA %

Beton Bersambung Tanpa Tulangan (Rp)

Beton Bersambung dengan Tulangan (Rp)

Beton menerus dengan Tulangan (Rp)

Biaya

Perbandingan Keuntungan (%)

Biaya

Perbandingan Keuntungan (%)

Biaya

Perbandingan Keuntungan (%) IIIA=8ton 0% 10.663.308,00 0,000 0,0 41.709.030,00 0,000 0,0 61.048.117,00 0,000 0,0

15%

10.217.724,00 0,042 4,2 39.677.595,00 0,049 4,9 54.267.616,00 0,111 11,1 20%

9.785.899,00 0,082 8,2 37.680.857,00 0,097 9,7 50.916.990,00 0,166 16,6 25% 9.354.604,00 0,123 12,3 35.685.476,00 0,144 14,4 40.720.920,00 0,333 33,3

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

97

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang dilakukan pada ruas Jalan Nguter-Wonogiri Km 20+00 sampai dengan 25+00 untuk penggunaan beton fly ash pada desain rigid pavement, maka dapat disimpulkan:

1. Teknik perbaikan pada ruas jalan Nguter – Wonogiri dengan menggunakan beton fly ash dengan kadar 0% - 25% untuk perkerasan beton bersambung tanpa tulangan dan menerus dengan tulangan menghasilkan kebutuhan ketebalan bahan perkerasan yang lebih tebal daripada perkerasan beton bersambung dengan tulangan.

2. Biaya rehabilitasi untuk perbaikan jalan Nguter – Wonogiri mencapai harga optimum pada kadar fly ash 25% pada masing – masing jenis perkerasan yaitu, untuk perkerasan beton bersambung tanpa tulangan menghasilkan tebal pelat 180 mm dengan harga Rp9.354.604,00, beton bersambung dengan tulangan menghasilkan tebal pelat 160 mm dengan harga Rp35.685.476,00, dan beton menerus dengan tulangan menghasilkan tebal pelat 190 mm dengan harga Rp48.528.583,00.

2. Biaya kebutuhan bahan perkerasan jalan dengan menggunakan beton fly ash termurah dimiliki oleh perkerasan beton bersambung tanpa tulangan sebesar Rp 9.354.604,00 pada penggunaan fly ash dengan kadar 25%.

commit to user

98

5.2. Saran

Dari hasil penelitian, pembahasan dan kesimpulan yang ada maka dapat disampaikan beberapa saran untuk perbaikan pada ruas jalan Nguter-Wonogiri agar lebih efektif dan efisien antara lain:

1. Apabila terjadi kerusakan fungsional pada ruas jalan Nguter-Wonogiri sebaiknya segera ditangani agar tidak menimbulkan kerusakan yang lebih parah pada strukturnya, sehingga biaya yang dikeluarkan tidak banyak.

2. Penanganan kerusakan jalan dengan menggunakan fly ash merupakan cara penanganan yang tepat dan aman untuk kerusakan jalan pada strukturnya. 3. Penanganan kerusakan jalan dengan menggunakan fly ash menghasilkan biaya

yang lebih efisien, sehingga dapat dijadikan alternative cepat untuk rehabilitasi jalan.

3. Kerusakan jalan yang terjadi dapat menimbulkan terganggunya arus lalu-lintas dan meningkatkan bahaya kecelakaan apabila tidak segera ditangani.