LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH
BAB 6
CALIFORNIA BEARING RATIO
Kelompok 5
Afdol Pramata (1106667822)
Muhammad Ridwan (1006674313)
Erlangga Rizki Fauzi (1006754296)
Rosemaria Maya (1006674401)
Pra Gogo Hutagol (1006674345)
Ferry Wijaya (1006674156)
Tanggal Praktikum : 4 Maret 2012
Assisten Praktikum : Ahmad Rifqi
Tanggal Disetujui :
Nilai :
Paraf Assisten :
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TENIK
UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK 2012
I. Tujuan Percobaan
Mendapatkan nilai CBR pada kepadatan dan kadar air tertentu.
II. Alat dan Bahan Percobaan
Compaction Hammer
Mould
Sendok pengaduk tanah
Wadah untuk mencapur tanah dengan air
Botol penyemprot air
Pisau baja (straight edge)
Timbangan
Oven
Aluminium can
Stopwatch
Beban logam berbentuk lingkaran ( 10 lbs)
Bak air
Piringan berlubang dengan dial pengukur swell
Mesin uji CBR
III. Dasar Teori
Nilai CBR adalah perbandingan antara kekuatan sampel tanah (dengan kepadatan tertentu
dan kadar air tertentu) terhadap kekuatan batu pecah bergradasi rapat sebagai standar material
dengan nilai CBR = 100. Untuk mencari nilai CBR digunakan rumus :
CBR =test unit load (psi)
standart unit load (psi) 100%
Dengan Standart Unit Load pada harga-harga penetrasi :
Penetrasi Standard Unit Load
0.1 1000 psi
0.2 1500 psi
0.3 1900 psi
0.4 2300 psi
0.5 2600 psi
Beban (load) didapat dari hasil pembacaan dial penetrasi yang kemudian dikorelasikan
dengan grafik Calibration Prooving Ring.
= ()
=
=
()
Dimana : A = luas piston
P = M . LRC
M = dial reading
LRC = faktor kalibrasi
Berdasakan cara mendapatkan contoh tanahnya, CBR dibedakan menjadi :
1. CBR Lapangan (CBR inplace atau field Inplace)
Digunakan untuk memperoleh nilai CBR asli di Lapangan sesuai dengan kondisi tanah pada saat
itu. Umum digunakan untuk perencanaan tebal perkerasan yang lapisan tanah dasarnya tidak
akan dipadatkan lagi. Pemeriksaan ini dilakukan dalam kondisi kadar air tanah tinggi (musim
penghujan), atau dalam kondisi terbuuk yang mungkin terjadi.
2. CBR lapangan rendaman (undisturbed soaked CBR)
Digunakan untuk mendapatkan besarnya nilai CBR asli di Lapangan pada keadaan jenuh air dan
tanah mengalami pengembangan (swell) yang maksimum. Hal ini sering digunakan untuk
menentukan daya dukung tanah di daerah yang lapisan tanah dasarnya tidak akan dipadatkan
lagi, terletak pada daerah yang badan jalannya sering terendam air pada musim penghujan dan
kering pada musim kemarau.
3. CBR Laboratorium
Tanah dasar (Subgrade) pada konstuksi jalan baru dapat berupa tanah asli, tanah timbunan atau
tanah galian yang telah dipadatkan sampai menncapai kepadatan 95% kepadatan maksimum.
Dengan demikian daya dukung tanah dasar tersebut merupakan nilai kemampuan lapisan tanah
memikul beban setelah tanah tersebut dipadatkan. CBR ini disebut CBR laboratoium , karena
disiapkan di Laboratorium. CBR Laboratorium dibedakan atas 2 macam, yaitu CBR
Laboratorium rendaman dan BR Laboratorium tanpa rendaman.
Komponen CBR
Nilai CBR sangat bergantung kepada proses pemadatan. Faktor faktor yang mempengaruhi
kepadatan tanah adalah :
1. Karekteristik material tanah dasar
2. Kadar air material tanah dasar
3. Jenis alat pemadat yang digunakan
4. Massa (berat) alat pemadat yang tergantung pada lebar roda dan pelat dasarnya
5. Ketebalan lapisan material yang dipadatkan
6. Jumlah lintasan alat pemadat yang diperlukan
IV. Prosedur Percobaan
1. Persiapan Percobaan
1. Menyiapkan 1 plastik tanah lolos saringan no 4 ASTM 5 kg
2. Masing-masing kantong direncanakan kadar air yang diinginkan. Kadar air
yang digunkan -2% dari kadar air optimum, kadar air optimum, dan +2% dari
kadar air optimum.
2. Pada saat percobaan
1. Memadatkan sampel tanah seperti pada percobaan compaction.
2. Penetrasi sampel pada keadaan unsoaked
a. Mold dan tanah ditimbang, kemudian diletakkan pada mesin CBR dan
diberikan ring di atas permukaan sampel tanah. Piston diletakkan di
tengah-tengah beban ring sehingga menyentuh permukaan tanah.
b. Coading dan dial diperiksa dan siet nol.
c. Penetrasi dilakukan dengan penurunan konstan 0,05/menit
d. Catat pembacaan dial pada penetrasi sebagai berikut L 0,025, 0,05,
0,075, 0,1, 0,125, 0,15, 0,175, dan 0,2.
3. Penetrasi sampel pada keadaan soaked
a. Setelah percobaan pada penetrasi unsoaked, contoh tanah tadi direndam
96 jam untuk mengetahui kondisi swelling.
b. Pencatatan swelling dilakukan pada jam pertama dan jam kedua sejak
mulai dimasukkan di dalam bak air. Selanjutnya dicatat pada jam ke 24,
48, 72, dan 96 jam.
c. Setelah 96 jam, mould dan tanah diangkat, kemudian dilakukan
penetrasi seperti pada percobaan unsoaked namun permukaan
yang digunakan yang sebaliknya.
d. Setelah selesai, sampel tanah dikeluarkan dan kemudian diambil
sebagian di lapisan atas, sebagian di lapisan tengah, dan sebagian
lagi pada lapisan bawah untuk dihitung kadar airnya.
V. Pengolahan Data
1. Persiapan percobaan
sampel Wx (%) W0 (%) w (Kg) V add (mL)
I 40,8 33,98 4,826 245,6584565
II 42,8 37,03 4,79 201,6952492
III 44,8 33,85 4,348 355,701158
2. Data & grafik penetrasi tanah dan tegangan
mould kadar air yang diinginkan (%) kadar air percobaan (%) kadar air soaked
(%)
I 40,8 39,28 42,8
II 42,8 40,232 42,34
III 44,8 43,198 44,39
1. Unsoaked
Penetrasi Dial reading Stress (psi)
I II III I II III
0 0 0 0 0 0 0
0,025 5 2,5 2 39,13333333 19,56667 15,65333
0,05 7,5 5 2,5 58,7 39,13333 19,56667
0,075 11 7 3 86,09333333 54,78667 23,48
0,1 13,5 9,5 4 105,66 74,35333 31,30667
0,125 16,5 11 5 129,14 86,09333 39,13333
0,15 19 12,5 6 148,7066667 97,83333 46,96
0,175 21 14 8 164,36 109,5733 62,61333
0,2 22 15,5 8,5 172,1866667 121,3133 66,52667
2. Soaked
Penetrasi Dial reading Stress (psi)
I II III I II III
0 0 0 0 0 0 0
0,025 2 3 2 15,65333333 23,48 15,65333
0,05 3 4 3 23,48 31,30667 23,48
0,075 3,5 7 4 27,39333333 54,78667 31,30667
0,1 4,5 9 5 35,22 70,44 39,13333
0,125 5 10 5,5 39,13333333 78,26667 43,04667
0,15 5,5 10,5 6 43,04666667 82,18 46,96
0,175 6 11,5 6,5 46,96 90,00667 50,87333
0,2 7 12 6,5 54,78666667 93,92 50,87333
0
50
100
150
200
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25Pe
ne
trat
ion
Te
sist
em
ce (
psi
)
Penetration (in)
Grafik Tegangan Terhadap Penetrasi Mould I
unsoaked
soaked
Penetrasi 0.1
Unsoaked mould I : CBR = 105,66
1000 100% = 10,56%
Unsoaked mould II : CBR = 74,35
1000 100% = 7,435%
Unsoaked mould III : CBR = 31,31
1000 100% = 3,131%
Soaked mould I : CBR = 35,22
1000 100% = 3,522%
Soaked mould II : CBR = 70,44
1000 100% = 7,044%
Soaked mould III : CBR = 39,13
1000 100% = 3,913%
Penetrsai 0.2
Unsoaked mould I : CBR = 172,19
1500 100% = 11,48%
Unsoaked mould II : CBR = 121,31
1500 100% = 8,09%
0
20
40
60
80
100
120
140
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25
Pe
ne
trat
ion
Te
sist
em
ce (
psi
)
Penetration (in)
Grafik Tegangan Terhadap Penetrasi Mould II
unsoaked
soaked
0
10
20
30
40
50
60
70
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25Pe
ne
trat
ion
Te
sist
em
ce (
psi
)
Penetration (in)
Grafik Tegangan Terhadap Penetrasi Mould III
unsoaked
soaked
Unsoaked mould III : CBR = 66,53
1500 100% = 4,435%
Soaked mould I : CBR = 54,79
1500 100% = 3,653%
Soaked mould II : CBR = 93,92
1500 100% = 6,261%
Soaked mould I : CBR = 50,87
1500 100% = 3,391%
3. Swelling
t (hour) dial reading swell (%)
I II III I II III
0,5 12 3 0,5 0,263896 0,065045 0,011031
1 15 3 1 0,32987 0,065045 0,022062
2 21 3,5 2 0,461818 0,075886 0,044124
24 29 7 2 0,637749 0,151771 0,044124
48 30,5 8 2 0,670736 0,173453 0,044124
72 30,5 9 2 0,670736 0,195134 0,044124
96 32 9 3 0,703723 0,195134 0,066186
VI. Analisis
a. Analisis Percobaan
Pada percobaan ini diharapkan praktikan dapat mencari nilai CBR pada kepadatan
dan kadar air tertentu. Pada saat sebelum memulai percobaan, praktikan harus menyiapkan
tanah dengan kadar air -2% dari kadar air optimum, kadar air optimum, dan +2% dari
kadar air optimum.
Kemudian saat percobaan dimulai, praktikan memadatkan sampel tanah seperti pada
percobaan compaction. Kemudian melakukan penetrasi sampel pada keadaan unsoaked
dengan cara mold dan tanah ditimbang, kemudian diletakkan pada mesin CBR dan
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 20 40 60 80 100 120
nila
i sw
ell
(%)
waktu ( jam )
Grafik waktu terhadap nilai swell
40,80%
42,80%
44,80%
diberikan ring di atas permukaan sampel tanah. Piston diletakkan di tengah-tengah beban
ring sehingga menyentuh permukaan tanah. Kemudian Coading dan dial diperiksa dan
diset nol. Setelah itu penetrasi dilakukan dengan penurunan konstan 0,05/menit dan catat
pembacaan dial pada penetrasi sebagai berikut L 0,025, 0,05, 0,075, 0,1, 0,125,
0,15, 0,175, dan 0,2.
Untuk penetrasi sampel pada keadaan soaked. Pertama-tama tanah setelah percobaan
pada penetrasi unsoaked direndam 96 jam untuk mengetahui kondisi swelling.
Pencatatan swelling dilakukan pada jam pertama dan jam kedua sejak mulai dimasukkan di
dalam bak air. Selanjutnya dicatat pada jam ke 24, 48, 72, dan 96 jam. Setelah 96 jam,
mould dan tanah diangkat, kemudian dilakukan penetrasi seperti pada percobaan
unsoaked namun permukaan yang digunakan yang sebaliknya. Setelah selesai,
sampel tanah dikeluarkan dan kemudian diambil sebagian di lapisan atas, sebagian di
lapisan tengah, dan sebagian lagi pada lapisan bawah untuk dihitung kadar airnya.
b. Analisis Hasil
Saat sebelum memulai percobaan tanah yang ada diatur hingga mencapai kadar air
tertentu dengan menggunakan rumus :
V = W W01 + W0
Dimana : Wx = kadar air yang diinginkan
W0 = kadar air mula-mula
w = berat tanah
Kemudian untuk mencari tegangan setelah menguji tanah dengan mesin uji CBR
digunakan rumus :
=
=
()
Dimana : A = luas piston = 3 inch2
M = dial reading
LRC = faktor kalibrasi = 23,48
Untuk mencari nilai CBR digunakan rumus :
CBR =test unit load (psi)
standart unit load (psi) 100%
Dengan standart unit load
Penetrasi Standard Unit Load
0.1 1000 psi
0.2 1500 psi
0.3 1900 psi
0.4 2300 psi
0.5 2600 psi
Untuk menghitung nilai dari swelling sampel tanah digunakan rumus :
Swell = dial 96jam 2,54 0,001
tinggi mould 100%
c. Analisis Kesalahan
Kesalahan yang mungkin terjadi dalam praktikum kali ini antara lain :
- Kesalahan Sistematik
Kesalahan ini disebabkan karena alat yang digunakan untuk praktikum seperti dial yang
digunakan terlalu sensitif sehingga mempengaruhi hasil praktikum.
- Kesalahan Praktikan
Kesalahan ini terjadi murni dari kesalahan praktikan antara lain seperti dalam membaca
dial reading alat yang digunakan tidak dalam posisi yang seharusnya sehingga
mengganggu pembacaan. Selanjutnya kesalahan paralaks juga dapat terjadi pada saat
penentuan diameter, ketinggian ataupun pembacaan dial reading karena posisi mata tidak
tegak lurus dengan penggaris.
- Kesalahan bahan
Kesalahan ini dapat terjadi karena sampel tanah yang digunakan masih mengandung
kerikil-kerikil sehingga hasil dari uji CBR ini kurang maksimal.
d. Analisis Geotek
Tanah dasar adalah permukaan tanah asli, permukaan galian, atau permukaan
timbunan yang merupakan dasar untuk peletakan bagian bagian perkerasan yang lainnya.
Kekuatan dan keawetan dari konstruksi perkerasan jalan sangat tergantung dari sifat dan
daya dukung tanah dasar. Sehingga tanah dasar ini menentukan tebal tipisnya lapisan tanah
di atasnya. Untuk menentukan kekuatan tanah dasar biasanya dipakai cara CBR
(CALIFORNIA BEARING RATIO). Sistem klasifikasi yang umum dipakai pada jalan
raya adalah UNIFIED dan AASHO system, sedang untuk lapangan terbang digunakan
FAA system.
Nilai CBR juga penting dalam pembuatan pondasi. Meningkatkan Nilai CBR Pada
Lapisan Pondasi (Subbase Course dan Base Course) dan Lapisan Pondasi Bawah (Subbase
Course). Lapisan pondasi (subbase course dan base course) adalah lapisan yang terletak
dibawah lapisan permukaan. Karena terletak dibawah permukaan perkerasan, maka lapisan
pondasi menerima pembebanan yang berat dan paling menderita akibat muatan. Oleh
karena itu, material didalam lapisan pondasi harus berkualitas sangat tinggi dan konstruksi
harus dilakukan dengan cermat. Untuk meningkatkan nilai CBR pada lapisan subbase
course dan base course dapat menggunakan material yang lebih baik. Harga CBR dari
lapisan pondasi sangat bergantung dari jenis material yang dipakai. Pemilihan matreial
yang digunakan haruslah benar-benar sesuai dengan rencana akan jalan itu sendiri. Jika
CBR dari material yang ada ternyata rendah, maka material tersebut haruslah diganti
dengan material yang mempunyai nilai CBR lebih tinggi.
VII. Kesimpulan
- Nilai CBR pada sampel tanah didapatkan :
Penetrasi 0.1
Unsoaked mould I (39,39%) =10,56%
Unsoaked mould II (40,23%) =7,44%
Unsoaked mould III (43,2%) = 3,13%
Soaked mould I (39,39%) = 3,52%
Soaked mould II (40,23%) = 7,04%
Soaked mould III(43,12%) = 3,91%
Penetrsai 0.2
Unsoaked mould I (39,39%)) =11,48%
Unsoaked mould II (40,23%) = 8,09%
Unsoaked mould III (43,12%) = 4,44%
Soaked mould I (39,39%) = 3,65%
Soaked mould II (40,23%) = 6,26%
Soaked mould I (43,12%) = 3,39%
- Nilai CBR dapat digunakan untuk pembuatan pondasi ataupun dalam konstruksi
perkerasan jalan.
VIII. Daftar Pustaka
Irawan,Dadi. CBR (California Bearing Ratio). http://karpetilmusipil.blogspot.com/2010/01/cbr-
california-bearing-ratio.html. 9 Maret 2012.
Budi, Arief. Meningkatkan Nilai CBR Pada Lapisan Pondasi (Subbase Course dan Base Course) dan
Lapisan Pondasi Bawah (Subbase Course). http://civilgalerie.blogspot.com/. 10 Maret 2012.
Buku Pedoman Praktikum Mekanika Tanah FT UI
IX. Lampiran