Embed Size (px)
Citation preview
NISBAH GALAS CALIFORNIA
(CALIFORNIA BEARING RATIO-CBR)
Pendahuluan
Tanah lapis bawah adalah salah satu lapisan yang terpenting dalam struktur
jalan. Oleh itu, beberapa ujian perlu dilakukan untuk menguji kekuatan tanah
tersebut bagi mengelakkan mudahnya berlaku kerosakan. Antara ujian yang
boleh dilakukan ke atas tanah lapis bawah ialah ujian kehilangan akibat
nyalaan(LOI), ujian had cecair(LL) dan ujian had plastik(PL), ujian
pemadatan, dan juga ujian nisbah galas California(CBR). Namun, dalam
ujikaji ini hanya menekankan kepada ujian nisbah galas California.
Tujuan
Untuk menentukan nilai kekuatan tanah lapis bawah (subgrade soil) dalam
mereka bentuk struktur turapan jalan raya dan landasan kapal terbang.
Teori
Ujian Nisbah Galas California (CBR) dikelaskan dalam ujian penusukan yang
direka khusus untuk menentukan nilai kekuatan tanah lapis bawah. Ujian
CBR adalah ghalib (empirical) dan keputusan yang diperolehi dalam ujian ini
tidak boleh dikaitkan dengan tepat terhadap sebarang sifat asasi kekuatan
tanah. Walau bagaimanapun, perubahan bentuk terhadap contoh tanah lapis
bawah yang diuji merupakan perubahan bentuk jenis ricih, oleh itu ujian CBR
bolehlah dianggapkan sebagai satu cara mengukur kekuatan ricih secara
tidak langsung.
Dalam ujian CBR. contoh tanah lapis bawah dimuatkan ke dalan acuan CBR
piawai, acuan tersebut berupa silinder dengan ukuran garispusat dalam 152
rnm.(6 inci) dan ukuran tinggi acuan 127 mm (5 inci).
Semasa ujian CBR dijalankan, sebatang pelacak silinder (cylindrical plunger)
akan menelus masuk ke dalam contoh apabila tekanan beban dilancarkan
pada kadar 1.25 mm/minit. Nilai beban untuk penusukan 2.5 mm dan 5 mm
perlu dicatatkan. Dalam menentukan nilai CBR, kedua-dua nilai beban
tersebut hendaklah dibandingkan dengan nilai bebad piawai dalam unit
peratusan.
Cara kerja
1. Timbang 5.5 kg (12 lb) contoh tanah kering dan hancurkan tanah itu
di dalam dulang dengan pemukul kayu sehingga halus. Sebarang
benda asing yang terdapat dalam contoh tanah hendaklah diasingkan.
2. Tentukan kandungan lembapan (optimum) contoh tanah dan sediakan
air sebanyak 770 ml. Gaulkan tanah dengan air yang disediakan
hingga sama rata dan bahagikannya kepada 5 bahagian.
3. Tentukan berat acuan CBR (termasuk pengalasnya) dan sapukan
sekeliling bahagian dalam acuan itu dengan minyak pelicir.
4. Masukkan satu bahagian contoh tanah ke dalam acuan CBR untuk
dijadikan lapisan pertama dan diikuti oleh lapisan tanah yang
berikutnya dan setiap lapisan tanah dimampatkan sebanyak 62 kali
hentaman dengan menggunakan satu pemukul selinder piawai seberat
4.54 kg (10 lb).
5. Sebelum memasukkan kumpulan contoh tanah yang ke 5 dalam acuan
CBR bagi lapisan terakhir, pasangkan satu penyambung leher (collar)
setinggi 50.8 mm (2 inci) kepada acuan itu.
6. Seteah siap merekabentuk lapisan terakhir tanggalkan penyambung
leher dan potong lebihan contoh tanah sehingga rata. Ambil lebihan
contoh tanah itu untuk menentukan kandungan lembapan yang
sebenar.
7. Tentukan berat contoh tanah itu dalam acuan CBR bersama piring
pengalas.
8. Bawa contoh tanah ke mesin penguji CBR dan letakkan beban
tambahan (surcharge load) seberat 4.54 kg (10 lb) ke atas permukaan
contoh tanah. Sentuhkan pelucuk silinder (luas muka keratan 19.5 cm)
ke atas permukaan contoh tanah itu. . .
9. Pasangkan tolok dail untuk mengukur ukurdalam penusukan dan
tekanan beban terhadap contoh tanah yang hendak diuji. Bacaan nilai
beban untuk setiap kenaikan nilai penusukan pada kadar 0.25 mm
perlu dicatatkan.
Jadual 1 : Penentuan kandungan lembapan
Jisim tin kosong (m1) 16.42 g
Jisim tin + sample lembap (m2) 26.31 g
Jisim tin + sample kering (m3) 25.1 g
Jisim lembapan (m4 = m2 - m3) 1.21 g
Jisim sample kering (m5 = m3 – m1) 8.68 g
Kandungan lembapan, w = 100 x (m4
/m5)
13.94 %
Jadual 2 : Penentuan ketumpatan gembur dan ketumpatan kering
Jisim acuan + sample terpadat (m2) 12035 g
Jisim acuan (m1) 7170 g
Jisim sample terpadat (m3 = m2 – m1) 4865 g
Ketumpatan gembur, ρ = m3 /V 6.32 Mg/m3
Ketumpatan kering, ρd = 100ρ /(100
+ w)
5.55 Mg/m3
Nota :
V = isipadu acuan (ml) V= 770 mL
w = kandungan lembapan (%)
Jadual 3 : Data ujian CBR
Ketelusan(mm
)
Pesongan Tolok (mm) Beban (kN)
Atas Bawah Atas Bawah Purata
0.00 0.00 0.01 0.00 0.01 0.005
0.25 0.26 0.24 0.86 0.61 0.735
0.50 0.51 0.49 1.31 1.06 1.185
0.75 0.76 0.75 1.76 1.53 1.645
1.00 1.01 0.99 2.21 1.96 2.085
1.25 1.26 1.24 2.65 2.40 2.525
1.50 1.51 1.50 3.07 2.85 2.960
1.75 1.76 1.74 3.47 3.25 3.360
2.00 2.01 1.99 3.83 3.67 3.750
2.25 2.26 2.24 4.22 4.07 4.145
2.50 2.50 2.49 4.57 4.47 4.52
2.75 2.76 2.74 4.89 4.85 4.87
3.00 3.01 2.99 5.20 5.20 5.20
3.25 3.26 3.24 5.47 5.59 5.53
3.50 3.51 3.49 5.74 5.90 5.82
3.75 3.76 3.75 6.0 6.24 6.120
4.00 4.0 3.99 6.24 6.54 6.39
4.25 4.26 4.24 6.52 6.80 6.66
4.50 4.51 4.50 6.75 7.12 6.935
4.75 4.76 4.74 7.02 7.39 7.205
5.00 5.01 4.99 7.27 7.67 7.47
5.25 5.26 5.24 7.49 7.94 7.715
5.50 5.51 5.49 7.74 8.21 7.975
5.75 5.76 5.74 7.97 8.46 8.215
6.00 6.01 5.99 8.19 8.69 8.44
6.25 6.25 6.24 8.42 8.92 8.67
6.50 6.51 6.49 8.64 9.14 8.89
6.75 6.76 6.74 8.87 9.34 9.105
7.00 7.01 6.99 9.07 9.58 9.325
7.25 7.26 7.24 9.29 9.78 9.58
7.50 7.50 7.49 9.51 10.01 9.76
Keputusan Ujian CBR
1. Bandingkan nilai-nilai beban bahagian atas dan bawah. Jika
perbezaannya tidak melebihi 10 %, puratakan nilai tersebut dan
seterusnya lukiskan graf beban melawan ketelusan bagi sampel
tersebut.
Oleh kerana didapati bahawa perbezaan diantara nilai beban
yang dikenakan ke atas tanah atas dan juga bawah melebihi 10 %.
Oleh itu, graf yang akan dilukiskan iaitu graf lengkung beban melawan
ketelusan bagi tanah tersebut iaitu nilai atas dan juga nilai bawah.
2. Jika perbezaan di antara nilai beban atas dan bawah melebihi 10 %,
lukiskan lengkung yang berasingan bagi nilai atas dan bawah.
Atas Bawah Atas Bawah Purata
0.00 0.01 0.00 0.01 0.005
0.26 0.24 0.86 0.61 0.735
0.51 0.49 1.31 1.06 1.185
0.76 0.75 1.76 1.53 1.645
1.01 0.99 2.21 1.96 2.085
1.26 1.24 2.65 2.40 2.525
1.51 1.50 3.07 2.85 2.960
1.76 1.74 3.47 3.25 3.360
2.01 1.99 3.83 3.67 3.750
2.26 2.24 4.22 4.07 4.145
2.50 2.49 4.57 4.47 4.52
2.76 2.74 4.89 4.85 4.87
3.01 2.99 5.20 5.20 5.20
3.26 3.24 5.47 5.59 5.53
3.51 3.49 5.74 5.90 5.82
3.76 3.75 6.0 6.24 6.120
4.0 3.99 6.24 6.54 6.39
4.26 4.24 6.52 6.80 6.66
4.51 4.50 6.75 7.12 6.935
4.76 4.74 7.02 7.39 7.205
5.01 4.99 7.27 7.67 7.47
5.26 5.24 7.49 7.94 7.715
5.51 5.49 7.74 8.21 7.975
5.76 5.74 7.97 8.46 8.215
6.01 5.99 8.19 8.69 8.44
6.25 6.24 8.42 8.92 8.67
6.51 6.49 8.64 9.14 8.89
6.76 6.74 8.87 9.34 9.105
7.01 6.99 9.07 9.58 9.325
7.26 7.24 9.29 9.78 9.58
7.50 7.49 9.51 10.01 9.76
0.00 0.01 0.00 0.01 0.005
0.26 0.24 0.86 0.61 0.735
0.51 0.49 1.31 1.06 1.185
0.76 0.75 1.76 1.53 1.645
1.01 0.99 2.21 1.96 2.085
1.26 1.24 2.65 2.40 2.525
1.51 1.50 3.07 2.85 2.960
1.76 1.74 3.47 3.25 3.360
0 1 2 3 4 5 6 7 80
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Bottom
Series2
Ketelusan (mm)
Beba
n (K
N)
4.5
7.7
2.5
0 1 2 3 4 5 6 7 80
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Top
Ketelusan (mm)
Beba
n (K
N)
7.2
4.6
2.5
3. Lakukan pembetulan pada Iengkung graf jika perlu.
4. Dapatkan nilai beban pada ketelusan 2.50 mm dan 5.00 mm daripada
graf.
Ketelusan bagi graf bagi daya yang dikenakan pada permukaan atas
tanah adalah 2.50 mm dan daya yang dikenakan adalah 4.60 kN.
Manakala bagi daya yang dikenakan pada permukaan bawah sampel
tanah bagi 5.00 mm adalah 7.7 kN.
5. Kirakan nilai CBR yang didapati :
CBR pada 2.50mm (atas) =
{ (beban pada ketelusan 2.50mm) ÷ (13.24) }
x 100
(4.60 ÷ 13.24) x 100 = 34.74 %
CBR pada 5.00mm (atas) =
{ (beban pada ketelusan 5.00mm) ÷ (19.96) } (7.20 ÷ 19.96) x 100 = 36.07 %
x 100
CBR pada 2.50mm (bawah) =
{ (beban pada ketelusan 2.50mm) ÷ (13.24) }
x 100
(4.50 ÷ 13.24) x 100 = 33.99 %
CBR pada 5.00mm (bawah) =
{ (beban pada ketelusan 5.00mm) ÷ (19.96) }
x 100
(7.70 ÷ 19.96) x 100 = 38.58 %
Nilai CBR yang dilaporkan =
(nilai CBR yang terbesar) 38.58%
6. Jadual di bawah menunjukkan keputusan ujian CBR yang dijalankan
terhadap tanah laterit tanpa direndam. Lukiskan graf ketumpatan
kering melawan kandungan lembapan dan CBR melawan kandungan
lembapan. Tentukan nilai CBR untuk tujuan reka bentuk jika
pemadatan di tapak adalah pada had 95 % ketumpatan kering
maksimum.
Kandungan lembapan
(%)
12.5 14.6 16.7 18.3 20.8
Ketumpatan kering
(Mg/m3)
1.66 1.70 1.73 1.66 1.55
Nilai CBR (%) 33.3 30.5 22.4 14.8 9.0
12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.01.45
1.50
1.55
1.60
1.65
1.70
1.75
1.733
16.69
Ketumpatan Kering ( Mg/m³ ) Ketumpatan Kering ( Mg/m³ ) melawan kandungan Lembapan ( %)
Kandungan Lembapan ( % )
Nilai CBR= 95100 x ketumpatan kering maksimum
= 95100 x 1.733 = 1.65
19.2
12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.00.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00Nilai CBR ( % )
Kandungan Lembapan ( % )
Nilai CBR ( % ) melawan kandungan Lembapan ( % )
14.10
Oleh itu nilai CBR yang diperolehi bagi tujuan reka bentuk jika pemandatan
di tapak pada had 95% ketumpatan kering adalah nilai CBR = 14.10%
19.20
RALAT DAN PENYELESAIAN
1) Mampatan atau hentaman yang dilakukan tidak sekata.
Hentaman hendaklah dilakukan secara konsisten dan sama rata
pada permukaan tanah.
2) Tanah yang digaul bersama air tidak sama rata.
Terdapat sebahagian tanah yang tidak digaul rata bersama air.
Air yang dicampurkan mestilah digaul rata bersama tanah.
Pastikan setiap bahagian tanah terkena air.
3) Semasa memasukkan contoh tanah ke dalam acuan CBR, terdapat
lebihan tanah yang terkeluar dari acuan.
Berhati-hati semasa masukkan contoh tanah ke dalam acuan
supaya tidak banyak berlaku lebihan tanah.
4) Tanah yang dibahagikan kepada 5 bahagian tidak sama rata.
Ukur dan timbang berat setiap bahagian tanah tersebut supaya
lebih sekata.
KESIMPULAN
Ujian Nisbah Galas California(CBR) merupakan salah satu ujian yang
digunakan untuk menentukan nilai kekuatan tanah lapis bawah atau
subgrade soil yang berfungsi sebagai lapisan yang menanggung beban dari
turapan di atasnya. Selain itu, ujian ini bertujuan untuk mereka bentuk
ketebalan jalan yang akan dibina.
Oleh itu, hasil daripada ujukaji ini dapat ditentukan nilai kekuatan
tanah lapis bawah (subgrade soil) dalam mereka bentuk struktur turapan
jalan raya dan landasan kapal terbang.
Lampiran :
Pemukul kayu Pemukul kayu
Pengorek tanah Sampel tanah
Pemampat Mesin CBR
