Uji Marshall Hasil Core Drill Lapangan

23 Ruas Jalan Prov. NAD,

 Abstrak

 Judul: Uji Marshall Hasil Core Drill Lapangan 23 Ruas Jalan Prov. NAD, (i) Gompul Dairi (HPJI-B-1659), Road Pavement Material Technical Asistance UNDP to BRR NAD-Nias, gompul@indo.net.id, (ii) Khalidin (HPJI-B06083), Staff Dinas Prasarana Wilayah Provinsi NAD, Jalan Jenderal Sudirman No.1 Banda Aceh 23239.

Perencana jalan di Indonesia selalu membuat umur rencana perkerasan jalan 10 tahun atau kalau dana yang tersedia tidak mencukupi, maka dibuat umur rencana perkerasan jalan 5 tahun. Menurut beberapa literatur bahwa jika dilakukan pemeliharaan dengan baik dan benar terhadap perkerasan jalan tersebut, maka akan diperoleh kinerja jalan yang baik sampai dengan kira-kira 75 % dari umur rencana tersebut, yaitu 7.5 tahun untuk umur rencana 10 tahun, serta  3.75 tahun untuk umur rencana 5 tahun, dan selanjutnya dilakukan peningkatan ulang kembali. Kenyataan yang terjadi pada hampir seluruh jalan yang dibangun di Indonesia tidak pernah mencapai umur rencana tersebut. Perencana menentukan koefisien kekuatan relative (a 1) untuk menentukan tebal lapis permukaan selalu mengambil nilai sesuai spesifikasi yaitu Marshall Stability (MS) = minimum 800 kg atau a1 = 0.42, dengan pemikiran bahwa nilai-nilai uji lainnya memenuhi persyaratan spesifikasi.

Hasil suatu pengamatan dan riset yang dilakukan pada ruas jalan di Prov. NAD dan Prov. Sumut (Pulau Nias, Pulau Simeulue, Aceh Barat, Kota Banda Aceh, Aceh Selatan) menunjukkan bahwa dari 25 lokasi ruas jalan, dengan jumlah 119 data hasil core drill lapangan diuji dengan alat Marshall, dianalysis secara sederhana, diperoleh nilai-nilai sebagai berikut: (i) Marshall Stability, minimum = 183.74 kg, maksimum= 1204.00 kg, rata-rata = 539.67 kg, standar deviasi = 237.95 kg, dimana spesifikasi Stability minimum = 800 kg; (ii) Flow, minimum = 1.32 mm, maksimum= 5.75 mm, rata-rata = 3.39 mm, standar deviasi = 1.12 mm, dimana spesifikasi minimum = 2.00 mm; (iii) Marshall Quotient, minimum = 21.00 kg/mm, maksimum = 488.59 kg/mm, rata-rata = 140.75 kg/mm, standar deviasi =113.39 kg/mm, dimana spesifikasi minimum 400 kg/mm. (iv) Density, minimum = 2.269 gr/cc, maksimum = 2.323 gr/cc, rata-rata = 2.310 gr/cc, standar deviasi = 0.010 gr/cc, dimana density hasil laboratorium minimum = 2.310 gr/cc,  maksimum = 2.332 gr/cc, rata-rata = 2.317 gr/cc, standar deviasi = 0.004 gr/cc, Hal tersebut menunjukkan bahwa pengujian Marshall atas hasil core drill lapangan yang dilakukan di laboratorium dan dianalysis dengan cara statistik sederhana, memberikan indikasi bahwa tidak ada pelaksanaan lapangan yang memenuhi Spesifikasi Marshall, sehingga koefisien kekuatan relative (a1) tidak pernah mencapai 0.42 yang mengakibatkan kenyataan bahwa Structure Number (SN) perencanaan tidak pernah dicapai pada pelaksanaan. Hal tersebut mungkin tidak salah karena spesifikasi tidak pernah menyebut melakukan uji Marshall terhadap sampel core drill lapangan, akan tetapi yang diukur adalah berat dan volume sampel core drill dan Kepadatan dihitung. Jika Kepadatan hasil core drill memenuhi 98 % JSD (Job Standard Density) maka pekerjaan tersebut dianggap dapat diterima oleh konsultan supervisi dan pemilik (spesifikasi klausul 6.3.7.2).c).

Akan tetapi suatu kenyataan lapangan menunjukkan lain, bahwa hasil kepadatan memenuhi persyaratan spesifikasi dan hasil Marshall hamparan lapangan tidak memenuhi spesifikasi, sehingga nilai koefisien kekuatan relative (a1) menjadi kecil serta structure number (sn) perkerasan menjadi kecil dan berakibat pada kinerja perkerasan jalan tidak bisa dipenuhi sesuai dengan 75 % umur rencana, dan diyakini hal tersebut bukan hanya terjadi di provinsi NAD dan Sumut dan kemungkinan diseluruh Indonesia. Kemungkinan penyebab hal tersebut sangat kompleks, mulai dari bahan, alat, orang dan lingkungan (environment). 

Disarankan untuk melakukan kajian ulang terhadap spesifikasi seksi 6.3 terutama klausul 6.3.7.2).c, dengan menggantinya dengan pengujian Marshall atau pengujian Modulus hasil core drll lapangan, dan hal tersebut memungkinkan dengan perkembangan teknologi elektronik dewasa ini dan agar mensyaratkan pengujian tersebut dilakukan dengan alat yang tidak dapat di-invasi oleh tangan-tangan manusia. Demikian pula halnya dengan pelatihan-pelatihan khusus dan sertifikasi untuk personil konsultan supervisi dan personil kontraktor yang kompeten dengan mutu (qualitas), perlu dilakukan secara periodik.

 

Uji Marshall Hasil Core Drill Lapangan

23 Ruas Jalan Prov. NAD

Oleh :

Gompul Dairi Manullang, BRE, Ir, M.Sc

 

1.         Latar Belakang

 Peralatan Marshall adalah merupakan alat penguji campuran beraspal panas (hot-mix) yang umum dilakukan untuk mengetahui kekuatan campuran beraspal panas (hot-mix) yang digunakan dalam perkerasan lentur jalan raya. Parameter kekuatan campuran beraspal panas (hot-mix) yang diuji dengan alat Marshall harus memenuhi spesifikasi seperti; (i) penyerapan aspal, (ii) rongga dalam campuran (vim); (iii) rongga dalam agregat (vma); (iv) rongga terisi aspal (vfb); (v) stabilitas marshall (ms); (vi) pelelehan (flow); (vii) marshall quotient; (viii) stabilitas marshall sisa setelah perendaman selama 24 jam; (ix) rongga dalam campuran pada kepadatan membal (refusal). Perencana perkerasan lebih mengenal parameter Stabilitas Marshall (MS) dan parameter lain harus memenuhi spesifikasi, karena parameter MS tersebut yang berkaitan langsung dengan koefisien kekuatan relative (layer coeficient) yang digunakan untuk menghitung tebal perkerasan.    

2.         Maksud dan Tujuan

Tulisan ini dimaksudkan untuk mencoba mengkaji hasil pengujian marshall stability core drill hamparan lapangan dari 4 proyek di pulau Nias provinsi Sumatera Utara dan 19 proyek di provinsi Nanggroe Aceh Darussalam (NAD), serta bertujuan untuk memberikan suatu informasi hasil analysis tentang hasil kajian tersebut    

3.         Sajian Data    

Bagan alir pelaksanaan campuran beraspal panas (hot-mix) secara umum adalah seperti ditunjukkan dalam gambar berikut:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hasil pengujian marshall dan perhitungan kepadatan (density) atas core drill hamparan capuran beraspal lapangan yang dilakukan pada 19 (sembilan belas) proyek di provinsi Nanggroe Aceh Darussalam dan 4 (empat) proyek di provinsi Sumatera Utara adalah seperti ditunjukkan dalam tabel berikut:

 

 

 

 

 

 

4.         Analysis

Metode analysis untuk pengujian sampel core drill dari ruas jalan tersebut adalah dengan statistik untuk data yang jumlahnya sedikit dengan menggunakan tabel sebagai berikut:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Sumber: Manual for Asphalt Pavement 1989 ,Japan Road Association

 

Analysis untuk masing-masing parameter:  Stabilitas Marshall, Flow, Marshall Quotient, dan Density untuk setiap ruas jalan yang diuji, adalah seperti ditunjukkan dalam contoh berikut:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Untuk ruas jalan yang lainnya dilakukan analysis dengan metode yang sama.

Hasil uji Marshall sampel core drill lapangan untuk setiap ruas jalan adalah seperti ditunjukkan dalam tabel berikut:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dari hasil uji tersebut terlihat bahwa persentase hasil uji terhadap spesifikasi adalah seperti ditunjukkan dalam Tabel berikut.

 

 

 

 

 

Untuk melakukan analysis Index Tebal Perkerasan  (Structure Number) pada jalan tersebut, digunakan suatu hasil survey lalu lintas tahun 2007 seperti ditunjukkan dalam Tabel berikut:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Penentuan LER untuk ruas jalan tersebut adalah seperti ditunjukkan dalam Gambar berikut:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dari gambar tersebut diperoleh hubungan antara ITP (SN) dengan LER, seperti ditunjukkann dalam Tabel dan Gambar berikut:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Persamaan yang diperoleh dari hubungan antara LER dan SN, disubstitusikan ke Tabel hubungan SN dan N, berikut.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dari tabel tersebut dibuat grafik persamaan hubungan antara SN dan N seperti ditunjukkan dalam Gambar berikut:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar disain yang ada di dalam kontrak menunjukkan bahwa perkerasan jalan terdiri dari; (i) Agregat kelas B tebal 30 cm, CBR 60%, koefisien kekuatan relatif (a3) = 0.133; (ii) Agregat kelas A tebal 20 cm, CBR 90%, koefisien kekuatan relatif (a2) = 0.148; (iii) AC-BC tebal 5 cm, Marshall Stability bervariasi sesuai hasil uji core drill lapangan, koefisien kekuatan relative dihitung dengan persamaan a1 = 0.14281*Ln MS*2.205882)-0.6472; (iv) AC-WC tebal 4 cm, Marshall Stability bervariasi sesuai hasil uji core drill lapangan, koefisien kekuatan relatif dihitung dengan persamaan a1 = 0.14281*Ln(MS*2.205882)-0.6472.

 

Persamaan pada gambar hubungan antara SN dan N, disubstitusikan kedalam kolom N (Thn) seperti ditunjukkan dalam Tabel berikut.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa prediksi umur (N tahun) masing-masing perkerasan ruas jalan, sangat jauh dibawah umur rencana yakni 10 tahun, hal tersebut diakibatkan nilai Stabilitas Marshall yang tidak mencapai minimum 800 kg.

Namun demikian dalam spesifikasi divisi 6 pekerjaan aspal, pasal 6.3.7 (pengendalian mutu dan pemeriksaan di lapangan) ayat 2 c) tertulis sebagai berikut:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hasil uji Marshall Stability dari sampel yang diambil dari atas dump truck dibuat sampel di Laboratorium, ditumbuk 2 x 75, diuji parameter Marshall, keseluruhan memenuhi spesifikasi,  Hasil perhitungan density atas sampel core drill dari lapangan  memenuhi persjaratan spesifikasi, akan tetapi nilai Stability Marshall tidak memenuhi. Namun demikian Kontraktor, Supervisi dan Pemilik Pekerjaan tidak salah, karena pengujian Marshall untuk sampel Core Drill tidak pernah disebutkan dalam Spesifikasi. Banyak diantara pekerjaan tersebut telah mengalami kerusakan dini sebelum dicapai umur rencana, dan yang dibayar mestinya yang terpasang riel baik mutu dan kuantitas.

 

 

5.         Kesimpulan dan Saran

 

5.1       Kesimpulan

Dari hasil pengamatan lapangan, pengujian dan analysis, dapat disampaikan kesimpulan sebagai berikut:

(i) Dalam kasus yang disajikan terjadi ketidak konsistenan antara hasil laboratorium dengan hasil lapangan: (ii) Sampel yang diambil dari dump truck dibuat sampel marshall, ditumbuk 2 x 75, diuji Marshall dan dihitung parameter-parameter lainnya, semua memenuhi persyaratan; (iii) Sampel core drill yang dari lapangan ditimbang diudara, ditimbang didalam air, dan ditimbang SSD serta dihitung densitynya di laboratorium semua memenuhi persyaratan spesifikasi; (iv) Hasil pengujian Marshall Stability, Marshall Quotient atas core drill lapangan pada umumnya tidak memenuhi spesifikasi; (v) Bahwa hampir seluruh ruas jalan yang ada dalam kasus tersebut tidak pernah mencapai 75 % umur rencana;  (vi) Apakah kondisi seperti kasus ini juga yang terjadi di provinsi-provinsi lain di Indonesia, jika demikian halnya, alangkah banyaknya uang yang terbuang karena pembuatan spesifikasi yang kurang periksa.

 

5.2       Saran

Dari hasil pengamatan lapangan, pengujian dan analysis, dapat disampaikan saran sebagai berikut:

(i) Kalau dalam pengendalian mutu beton diberlakukan dengan core drill dan dianalysis dengan rumus σbk = σb rata-rata – 1.64 Stdev, kemungkinan dalam pengendalian beton aspal dapat dilakukan hal yang sama; (ii) Perlu dilakukan tambahan dalam spesifikasi tentang pengujian marshall hasil core drill lapangan harus memenuhi spesifikasi; (iii) Kasus seperti ini harus dilanjutkan penelitiannya di masing-masing propinsi untuk mengetahui kondisi yang sebenarnya.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Daftar Pustaka

 

BRR NAD-Nias, (2006) Dokumen Spesifikasi Kontrak dan Drawing yang diberlakukan untuk pelaksanaan ruas-ruas jalan dimaksud.

 

Dewan Standard Nasional Indonesia – DSN (1987), Tata Cara Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Raya Dengan Metode Analysa Komponen, SNI 1732 – 1989 F, Yayasan Badan Penerbit PU Jakarta.

 

Manual Pemeriksaan Bahan Jalan No. 01/MN/BM/1976, Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik, Direktorat Jenderal Bina Marga.

 

Japan Road Asosiasion,1980, Manual For Desingn and Construction Of Asphalt Pavement, Japan Road Association 3-3-3 Kasumigaseki Chiyoda-ku,Tokyo Japan.

 

AASHTO (1972), AASHTO Interim Guide For Design of Pavement Structures 1972 Chapter III Revised 1981, Published by the American Association of State Highway and Transportation Officials, 444 N Capitol Street, N.W., Suite 225, Washington, D.C, 20001.

 

AASHTO (1993), AASHTO Guide for Design of Pavement Structure 1993, Published by the American Association of State Highway and Transportation Officials, 444 N Capitol Street, N.W., Suite 249, Washington, D.C, 20001.

 

Robert D Kerbs / Richard D. Walker (1971) Highway Materials, McGraw-Hill Book Company, New York