12

Evaluasi Nilai California Bearing Ratio (CBR) dengan

Dynamic Cone Penetrometer (DCP) Test Pada

Bahu Jalan Pawiyatan Luhur – Bendam Dhuwur Semarang Daniel Hartanto

Abstrak

Uji DCP (Dynamic Cone Penetrometer ) merupakan alat uji yang paling banyak dipakai untuk

mengevaluasi pavement maupun bahu jalan. Uji DCP dipilih karena cepat dan praktis dan umumnya

dipakai sebagai quality control pekerjaan pembuatan jalan.

Bahu jalan disekitar lokasi Jalan Pawiyatan Luhur Bendan Dhuwur kususnya dirute antara kampus Unika

Soegijapranata dengan Kampus Untag Semarang dijumpai secara visual banyak rekahan – rekahan.

Dengan uji DCP, 16 titik uji dengan masing – masing titik diuji depan dan belakang, didapat nilai CBR

yang mempunyai kreteria antara sedang sampai baik yaitu : 6,1 % sampai dengan 23 % sehingga bahu

jalan didaerah tersebut masih layak dan tidak perlu diperbaikan secara menyeluruh.

Kata kunci : Dynamic Cone Penetrometer, California Bearing Ratio

Pendahuluan

Berawal dari kondisi jalan Pawiyatan Luhur yang sepanjang Kampus Unika ke Kampus

Untag Semarang selalu rusak parah. Jalan Pawiyatan Luhur merupakan access penting

yang dilewati baik dari arah Jl. Teuku Umar maupun dari Jl. Sampangan.

Kondisi jalan yang rusak dan berlubang diperparah dengan adanya pergerakan tanah

akibat sesar disekitar wilayah tersebut.

13

(a)

(b)

Gambar 1 : kondisi bahu jalan di sepanjang jalan Pawiyatan Luhur

Unika – Untag Semarang

Gambar 2 : detail kerusakan bahu jalan

14

Tujuan Penelitian

Mengevaluasi tingkat kepadatan bahu jalan di Jalan Pawiyatan Luhur dengan

menggunakan uji CBR lapangan dengan Dynamic Cone Penetrometer (DCP) Test.

Dynamic Cone Penetrometer Test (DCP)

Pada bidang geoteknik mengenal uji langsung di lapangan (in situ testing) yang

menggunakan perinsip memasukan atau penekanan (penetration) batang konus yang

berbentuk kerucut ke dalam tanah yaitu Cone Penetration Test (CPT) dan Standard

Penetration Test (SPT). Untuk uji CPT penekanan konus dilakukan secara mekanis

dengan bantuan piston hidrolis yang menekan (penetration) rod (batang) dengan

kecepatan constant menembus tanah. Sedangkan SPT penekanan dilakukan dengan jalan

memukul split spoon ke dalam tanah dengan alat hammer.

Dynamic Cone Penetrometer Test (DCP) pertama kali dikembangkan di Australia oleh

Scala (1956). DCP yang sekarang merupakan alat yang dikembangkan dari the Transvaal

Roads Department in South Africa (Luo, 1998). DCP mekanis merupakan perpaduan dari

uji insitu testing yaitu CPT dan SPT. Dalam melakukan penekanan konus DCP dibantu

hammer yang dijatuhkan pada ketinggian tertentu dengan jumlah tumbukan tertentu

metode ini identik dengan SPT yaitu dalam mencari number of blow (N). Sedangkan

bacaan DCP diukur berdasarkan kedalaman penekanan konus (depth penetration) identik

dengan CPT dalam membaca tiap interval tertentu konus dan gesekan (friction) selimut

konus

Konstruksi Jalan

Struktur perkerasan terdiri dari Lapis Permukaan, Lapis Pondasi Atas, dan Lapis Pondasi

Bawah, dihamparkan diatas Tanah Dasar yang telah disiapkan. Lapis Pondasi Atas

merupakan lapis utama pembagi beban dari bahan yang diletakkan secara langsung

dibawah lapis permukaan, terdiri dari batu-pecah bergradasi atau kerikil dengan kualitas

bagus dan mempunyai nilai CBR yang tinggi.

15

Lapis Permukaan (Surface Course )

Lapis Pondasi Agregat ( Base Course )

Lapis Pondasi Agregat bawah (Subbase Course )

Tanah Dasar (Subgrade)

Gambar3 : Lapisan jalan

Tebal dari lapis pondasi atas berkisar dari 10 sampai 20 cm, tergantung pada kelas

rencana jalan. Lapis pondasi bawah merupakan lapis kedua pambagi beban yang

langsung berada dibawah lapis pondasi atas, seringkali berfungsi sebagai lapis drainase

pada jalan kerikil. Terdiri dari satu atau dua lapis-tersusun, yang tebalnya tergantung

pada kelas rencana jalan.

Bahu Jalan

Bagian-bagian yang dipersiapkan pada masing-masing sisi jalan, yang terletak

antara tepi permukaan perkerasan dan tepi atas drainase samping pada galian atau lereng

timbunan pada badan jalan timbunan.

Gambar 4 : Sket melintang jalan raya

C L

Perkerasan jalan Perkerasan jalan

Drainase jalan

Bahu jalan

16

Bahu Jalan diperuntukkan bagi pejalan kaki, berhenti untuk sementara akibat

kondisi tertentu apabila tidak terdapat rambu larangan berhenti dan untuk tempat

menghindar bagi kendaraan saat berpapasan.

Bahu Jalan tidak diperkenankan untuk parker kendaraan, berjualan, menanam

pohon, penempatan utilitas atau kegiatan lain yang mengganggu peruntukkannya.

Penempatan bangunan utilitas pada bahu jalan dalam sistem primer atau sekunder

di dalam wilayah perkotaan harus seijin pembina jalan dan mengikuti petunjuk teknis

pemasangan utilitas.

Bila terdapat jalan masuk ke bangunan-bangunan atau fasilitas lainnya yang

memotong bahu jalan harus diupayakan sedemikian rupa sehingga fungsi peruntukannya

tidak terhambat.

California Bearing Ratio (CBR)

Menentukan nilai CBR lapangan dengan menggunakan data DCP ( Dynamic Cone

Penetrometer ) mulai digunakan di Indonesia sejak tahun 1985 / 1986. Pemeriksaan

dengan DCP menghasilkan data kekuatan tanah sampai 90 cm di bawah tanah dasar .

Pengujian dilakukan dengan menggunakan alat seperti tampak pada gambar 2

Gambar 5: Alat uji DCP

Sumber : Wesley,1988

17

%.100*..S

T

PpRBC =

SPPSPR 1

=

Penumbuk dengan berat = 20 lb (9,072 kg) dijatuhkan dari ketinggian 20 inci (50,8 cm)

dengan bebas melalui sebuah pipa berdiameter 0,625 inchi (15,875 mm) yang ditahan

oleh landasan (anvil). Ujung pipa baja berbentuk kerucut dengan luas = 0,50

Dengan sudut puncak = 030 atau 060 Di Indonesia umum digunakan sudut puncak 30o,

Hasil pemeriksaan dapat dinyatakan dengan

a. Penetrabilitas Skala Penetrometer ( Scale of Penetrometer Penetrability = SPP ) yang

mernyatakan mudah atau tidaknya melakukan penetrasi ke dalam tanah

b. Tahanan Skala Penetrasi ( Scale of Penetration Resistance = SPR ) yang menyatakan

sukar atau tidaknya melakukan penetrasi ke dalam tanah. Dinyatakan dalam

tumbukan/cm

............................................................ ( 2.1 )

Data lapangan umumnya dalam SPP, tetapi dalam analisis data digunakan SPR

Metode rasio daya dukung california ( California Bearing Ratio = CBR Method ) mula

diciptakan oleh O.J. Porter, kemudian dikembangkan oleh California State Highway

Departement, tetapi kemudian dikembangkan dan dimodifikasi oleh Corps insiyur –

insiyur tentara Amerika Serikat ( U.S. Army Corps of Engineers ). Metode ini

mengkombinasikan percobaan pembebanan penetrasi laboratorium atai di lapangan

dengan rencana empiris ( emperical design charts ) untuk menentukan tebal lapisan

perkerasan . Hal ini digunakan sebagai metode perencanaan perkerasan lentur ( flexible

pavement ) jalan raya dan lapangan terbang. Tebal bagian perkerasan ditentukan oleh

nilai CBR

CBR didefinisikan sebagai perbandingan antara beban percobaan ( test Load ) dengan

beban standar ( Standard Load ) dan dinyatakan dalam persentase. Lebih jelas dapat

dinyatakan dengan persamaan

................................(2.2)

Dalam hal ini : Pt = Beban percobaan ( Test Load )

Ps = Beban standar ( standard Load )

18

Harga CBR adalah nilai yang menyatakan kualitas tanah dasar dibandingkan dengan

bahan standar berupa batu pecah yang mempunyai nilai CBR sebesar 100 % dalam

memikul beban lalu lintas

CBR lapangan digunakan untuk :

a. Memperoleh nilai CBR asli di lapangan, sesuai dengan kondisi tanah dasar saat

itu. Umum digunakan untuk perencanaan tebal perkerasan yang lapisan tanah

dasarnya sudah tidak akan dipadatkan lagi. Pemeriksaaan dilakukan dalam

kondisi kadar air tanah tinggi ( musim penghujan ) atau dalam kondisi terburuk

yang mungkin terjadi

b. Memeriksa apakah kepadatan yang diperoleh sesuai dengan yang diinginkan.

Pemeriksaan untuk tujuan ini tidak umum digunakan, lebih sering menggunakan

pemeriksaan yang lain seperti kerucut pasir ( Sand Cone ) dan lain-lain

CBR lapangan ialah perbandingan antara beban penetrasi suatu lapisan/bahan tanah atau

perkerasan terhadap bahan standar dengan kedalaman dan kecepatan penetrasi yang

sama. Nilai CBR lapangan pada umumnya digunakan untuk perencanaan lapis tambahan

(overlay). Peralatan yang digunakan dalam pengujian ini antara lain : cetakan CBR,

dongkrak mekanis yang dipasang dibawah truk atau portal besi yang diangkur, dengan

alat tambahan antara lain alat penggali, waterpass.

Uji DCP, alat ini digunakan untuk menentukan nilai CBR sub base atau base course suatu

perkerasan secara cepat dan praktis. Biasa dilakukan sebagai pekerjaan quality control

pekerjaan pembuatan jalan.

Spesifikasi alat adalah sebagai berikut :

Konus : Baja yang diperkeras, Sudut kemiringan 60o

Penumbuk : Berat 8 kg dan tinggi jatuh 575 mm

Mistar Penetrasi : 100 cm

Stang Penetrasi : φ 16 mm

Untuk jelasnya dapat dilihat pada gambar 3

19

Gambar 6: Alat Uji CBR Lapangan (DCP)

Sumber: buku petunjuk penggunaan alat DCP

Alasan pemilihan DCP sebagai alat uji CBR adalah sebagai berikut :

1. Pengoperasian yang praktis

Peralatan ini cukup dioprasikan oleh dua orang operator saja. Tanpa

memerlukan perhitungan khusus, pekerjaan quality control menjadi cepat dan

efisien tanpa mengabaikan keterangan hasil pengukuran.

2. Portable

Alat ini di desain khusus agar mudah dibawa kemanapun juga. Rangkaian alat

dapat dibongkar pasang dengan mudah dan cepat.

Menurut Wesley ( 1988 ) Untuk menentukan nilai CBR sub base atau base course

suatu perkerasan secara cepat dan praktis. Biasa dilakukan sebagai pekerjaan quality

control pekerjaan pembuatan jalan dapat menggunakan dengan alat DCP

20

Tujuan dari pengujian DCP adalah :

(i) agar dapat menyelidiki tebal dan jenis bahan untuk setiap lapis perkerasan dan

(ii) untuk mengukur pengaruh pemadatan yang disebabkan oleh lalu-lintas normal

Tabel 1 : Klasifikasi Nilai CBR

CBR (%) Keterangan

0 - 3 sangat buruk

3 - 7 buruk

7 - 20 sedang

20 - 50 baik

> 50 sangat baik (Sumber : Wesley)

Prosedur Analisis Data Pelaksanaan CBR dengan menggunakan alat DCP

Pengujian dilakukan dengan menekan kerucut logam dengan spesifikasi tertentu

masuk ke tanah dengan memakai pemberat khusus yang jatuh pada ketinggian tertentu.

Penetrasi (dalam mm) diukur dan dicatat untuk setiap pukulan, dan kemudian dibuatkan

referensi terhadap grafik korelasi untuk mendapatkan CBR yang bersangkutan.

Prosedur percobaan DCP :

1. Letakkan penetrometer yang telah ditarik di atas permukaan tanah / sirtu yang

akan diperiksa.

Letakkan alat ini sedemikian rupa sehingga berada dalam posisi vertical,

21

Gambar 7: Posisi Alat DCP dengan permukaan tanah

Sumber : buku petunjuk penggunaan alat DCP

2. Baca posisi awal penunjukan mistar ukur (Xo) dalam satuan mm yang terdekat.

Gambar 8: Cara pembacaan penurunan DCP

Sumber : buku petunjuk penggunaan alat DCP

3. Angkat palu penumbuk sampai menyentuh pemegang lalu lepaskan sehingga

menumbuk landasan penumbuk. Tumbukan ini menyebabkan konus menembus

tanah / lapisan sirtu dibawahnya.

22

Gambar 9: Cara penumbukan alat DCP

Sumber: buku petunjuk penggunaan alat DCP 4. Baca posisi penunjukan mistar ukur ( X1 ) setelah terjadi penetrasi.

Gambar 10: Cara pembacaan alat DCP

Sumber : buku petunjuk penggunaan alat DCP

Untuk menganalisa dan menghitung nilai CBR, menggunakan metode grafis yaitu

dengan memploting kedalaman penetrasi (Depth Penetration) versus Penetration

Index. Setelah titik – titik terploting dicari regresi liniernya dan hasil garis regresinya

23

Berikut ini contoh perhitungannya :

Tinggi alat DCP terhadap permukaan tanah = 100 cm

LOKASI ST.1

I PENURUNAN (Cm) 100 Cm II PENURUNAN

(Cm) 100 Cm

1 1,2 1,2 98,8 1 1,1 1,1 98,9 2 2,9 1,7 2 2,3 1,2 3 5,2 2,3 3 3,7 1,4 4 7,3 2,1 4 5,3 1,6 5 9,1 1,8 5 6,8 1,5 6 10,5 1,4

89,5

6 8,2 1,4

91,8

7 12,1 1,6 7 9,5 1,3 8 13,6 1,5 8 11 1,5 9 14,1 0,5 9 12,6 1,6

10 14,5 0,4 10 13,8 1,2 11 14,8 0,3

85,2

11 14,6 0,8

85,4

12 15,1 0,5 13 15,7 0,6

84,3

n D ∆D SPP n D ∆D SPP 1 1,2 1,2 1 1 1,1 1,1 1 5 10,5 9,3 6 5 8,2 7,1 6 5 14,8 4,3 11 5 14,6 6,4 11 2 15,7 1,1 16

Gambar 11: Ploting hasil uji DCP di lapangan

ditarik diplot ke chart nilai CBR untuk mencari nilainya.

21

Berikut cara memploting pada titik uji St.1 sebagai berikut :

Gambar 12 : Ploting Nilai CBR

20%

17,5%

22

St.1

St.9

St. 14

St.15

St.13

St.12

St.11

St.10

St.16

St.8

St.7

St.6

St.5

St.4

St.3

St.2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2 1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

Hasil Pengujian CBR Lapangan dengan Alat DCP (Dynamic Cone Penetrometer)

Pengujian DCP ini dilakukan di ruas Jalan Pawiyatan Luhur Semarang pada

sekitar rute Unika Sugijapranata – Untag sepanjang 40 meter. Titik lokasi penelitian

dapat dilihat pada sketsa gambar 13.

`

Keterangan : àLokasi titik penelitian

Gambar 13: Denah Lokasi Titik Uji

Sumber: pemotretan udara oleh PT Atlasbumi Semesta

Jumlah titik uji 16 titik dan tiap titik depan dan belakang dilakukan uji DCP

23

Setiap titik uji DCP, dilakukan 2 (dua) kali pengukuran yaitu depan (1) dan belakang

(2).

Gambar 14 : Pengujian dengan alat DCP pada Bahu Jalan

25

dari hasil Pengujian dengan alat DCP dapat diketahui nilai CBR nya, berikut :

Tabel 2 : Data CBR Lapangan dengan Alat DCP

CBR (%) TITIK

1 2

RATA – RATA

(%) KLASIFIKASI

St.1 17,5 20 18,75 SEDANG

St.2 14 13,8 13,90 SEDANG

St.3 6,5 7,9 7,20 SEDANG

St.4 13,8 17,5 15,65 SEDANG

St.5 5 7,2 6,10 BURUK

St.6 25 22 23,50 BAIK

St.7 18,5 14 16,25 SEDANG

St.8 16 18 17,00 SEDANG

St.9 9 8 8,50 SEDANG

St.10 15 21 18,00 BAIK

St.11 14 17 15,50 SEDANG

St.12 16 18 17,00 SEDANG

St.13 20 18 19,00 SEDANG

St.14 22 23 22,50 BAIK

St.15 12 14 13,00 SEDANG

St.16 22 24 23,00 BAIK

Kesimpulan

1. Secara keseluruhan nilai CBR untuk titik – titik uji dari St. 1 sampai dengan St.16

adalah yang terendah 6,10 % sampai tertinggi 23,00%.

2. Secara umum bahu jalan Pawiyatan Luhur Bendan Dhuwur berada pada kondisi

sedang sampai baik sehingga tidak diperlukan perbaikan.

26

Saran perbaikan

Perbaikan yang disarankan adalah cukup dilakukan pemadatan tambahan dan perlu

dipikirkan talud disepanjang jalan tersebut.

Referensi :

M.Das,Braja.(1997), Mekanika Tanah, jilid 1, Pernerbit Erlangga Peraturan SNI no : 1744-1989-F. Panduan CBR Laboratorium Prabowo,G, Albert O (2008), Kajian CBR Lapangan dan CBR Laboratorium

Jl. Pawiyatan Luhur Semarang (Studi Kasus Bahu Jalan Ruas Unika – Untag), skripsi, Fakultas Teknik Program Studi Teknik Sipil.

Soedarmo, Djatmiko.,G, Ir.(1993). Mekanika Tanah 1.Penerbit Kanisius Sunggono. (1984). Mekanika Tanah. Penerbit Nova R.Salgado, S.Yoon (2003), Dynamic Cone Penetrometer Test (DCPT) for Subgade

Assessment, Purdue Library Wesley. (1988). Mekanika Tanah. Jakarta Wignall, Arthur. (2003). Proyek Jalan Teori dan Praktek. Jakarta