Kediri, Jawa Timur, Indonesia

Pengaruh Lingkungan

               Lapisan perkerasan berfungsi sebagai penyebar beban ke tanah-dasar. Cara dimana tanah-dasar mendukung beban roda bergantung, selain pada reaksinya terhadap beban, juga terhadap pengaruh lingkungan.

1. Pengaruh Kelembaban.

Air di dalam tanah-dasar dapat merupakan hasil infiltrasi air permukaan atau pengaruh dari air tanah. Dijelaskan oleh Yoder dan Witczack (1975), perubahan kadar air pada tanah-dasar akan mengakibatkan dua tipe perubahan, yaitu:

  • Perubahan Volume tanah dan
  • Perubahan Kekuatan.

Pengaruh perubahan kadar air (kelembaban) pada kekuatan atau kekakuan tanah-dasar

diperhitungkan dengan mengevaluasi parameter kekuatan tanah-dasar (contohnya, CBR dan modulus elastis) pada kadar air yang diperkirakan akan terjadi selama periode rancangan atau umur rencana. Karena itu, penting untuk mengestimasi secara tepat nilai kadar air rancangan yang sesuai dengan kondisi lapangan jangka panjang. Jadi, sensitifitas kekuatan/kekakuan tanah-dasar pada perubahan kadar air harus diperhatikan. Pengaruh fluktuasi Dakar air pada tanah-dasar, yaitu:

  • Untuk tanah-tanah berpasir, sedikit fluktuasi kadar air hanya mengakibatkan sedikit perubahan volume dan kekuatankekakuan.
  • Untuk tanah-tanah berlanau, sedikit fluktuasi kadar air mengakibatkan sedikit perubahan volume, tapi dapat menghasilkan pengurangan kekuatan/kekakuan yang besar.
  • Untuk tanah lempung, sedikit fluktuasi kadar air dapat mengakibatkan perubahan volume besar, dan jika kadar air tanah medekati kadar air optimum, maka perubahan kekuatan dan kekakuan yang signifikan akan terjadi.

Perubahan volume dapat diminimumkan, jika tanah-dasar didapatkan pada kadar air yang mewakili nilai yang sering terjadi di lapangan. Kadar air yang digunakan saat pemadatan tanah pada awalnya, juga dapat mempengaruhi besarnya perubahan volume.  Umumnya, teknik perancangan menggunakan uji kekuatan pada tanah-dasar dalam kondisi terendam air atau mendekati jenuh air. Hal ini, karena tanah mencapai kekuatan terendahnya pada kondisi jenuh air dimusim hujan. Namun, cara ini sering menghasilkan perancangan terlalu aman dan lebih mahal, karena tanah-dasar di lapangan tidak selalu dalam kondisi jenuh. Dalam praktek, banyak perencanaan perkerasan fleksibel digunakan kekuatan material tanah-dasar dan lapis pondasi bawah pada kondisi terendam atau jenuh. Hal ini akan menghasilkan perancangan menjadi terlalu hati-hati dan boros.

Lapis pondasi, pondasi bawah, tanah-dasar dan material lain dalam struktur perkerasan harus dicegah agar tidak menjadi jenuh air. Untuk mengurangi problem kelembaban yang mengganggu kinerja jangka panjang system perkerasan, maka dapat dilakukan hal-hal sebagai berikut (FHWA, 2006):

  • Mencegah atau meminimumkan air masuk kedalam sistem perkerasan.
  • Menggunakan material pembentuk sistem perkerasan yang tidak sensitif terhadap pengaruh air.
  • Menyingkirkan air dengan cepat meninggalkan sistem perkerasan.

 

  • Kadar Air Untuk Perancangan

Telah dijelaskan bahwa kekuatan tanah-dasar bergantung pada kadar airnya. Perancangan tebal perkerasan dengan menggunakan nilai kadar air pada kondisi jenuh menjadi boros. Oleh karna itu, diperlukan estimasi nilai kadar air rancangan yang paling mungkin terjadi di lapangan, selama masa pelayanan perkerasan jalan. Estimasi kadar air rancangan dan kadar air pada perubahan volume minimum dapat didasarkan pada nilai kadar air keseimbangan (Equilibrium Moisture Content, EMC) (Asphalt Institute, MS-16).

Kadar air keseimbangan adalah kondisi kadar air tanah dibawah struktur perkerasan setelah mencapai kedudukan seimbang dengan kadar air rezim di lingkungan lokalnya saat setelah pembangunan perkerasan jalan tanah selesai. Kadar sir ini, umumnya diperlukan dalam waktu perancangan. Walaupun, dalam hal yang khusus juga dibutuhkan dalam pertimbangan pemeliharaan. Variabel yang mempengaruhi kondisi keseimbangan kadar air adalah:

  • Iklim
  • Macam tanah
  • Kedalaman muka air tanah
  • Komposisi air-tanah.

Untuk maksud praktis, Asphalt Institute (MS-16) menyarankan bila kondisi dimana kekuatan tanah akan ditentukan, maka harus dinyatakan sebagai fungsi kadar air. Jika kadar air dinyatakan dalam isapan tanah (soil suction), maka perlu dikonversikan ke kadar air dulu untuk menggunakan kadar air keseimbangan (EMC). Tetapi, pengukuran dan pemantauan isapan tanah dengan kadar air sangat sulit, maka hal ini tidak umum dilakukan. Kondisi keseimbangan kadar air, umumnya lebih lebih stabil di dekat bagian pusat perkerasan, sampai sekitar 1,5 m dari tepinya. Fluktuasi kadar air dapat terjadi akibat perubahan kadar air yang relatif cepat dibagian bahu jalan. Karena itu, kadar air kritis (yaitu kadar air rancangan) untuk bagian lintasan roda luar akan berada di atas kadar air keseimbangan (EMC), yaitu kadar air yang ditentukan untuk bagian pusat perkerasan.

Pada daerah bahu, perubahan kadar air sangat besar, pananganan khusus pada area ini harus diberikan. Kalau penanganan ini tidak dilakukan, Asphalt Institute (MS-16) menyarankan pada area bahu dipakai kadar air rancangan yang nilainya di atas kadar air keseimbangan yang biasanya di bagian pusat perkerasan.

Kriteria laboratorium dalam melakukan riset perkerasan jalan yang digunakan di Inggris untuk memperkirakan kadar air akhir tanah-dasar adalah sebagai berikut (Russam, 1967):

  • Tanah-dasar yang muka air tanahnya sangat dekat dengan permukaan maka faktor yang mempengaruhi kadar air adalah air tanahnya sendiri. Jika muka air tanah pada kedalaman sekitar 6 m dari permukaan, maka akan mempengaruhi kadar air tanah-dasar. Untuk kondisi ini dibutuhkan estimasi kadar air akhir tanah-dasar.
  • Tanah-dasar dengan kedalaman muka air tanah lebih besar dari 6 m hanya berpengaruh kecil pada kadar air akhir tanah-dasar. Kadar air terutama ditentukan oleh variasi kadar air pada musim kemarau dan hujan. Untuk ini, estimasi kadar air dapat ditentukan dari uji di lapangan pada perkerasan yang telah ada sebelumnya.
  • Bila iklim panas terjadi hampir sepanjang tahun, atau kondisi bila curah hujan tahunan kecil, maka kadar air akan di kendalikan terutama oleh kelembaban atmosfer. Dalam kondisi ini, keseimbangan kadar air dapat di bawah nilai optimumnya.
  • Jika kadar air di tempat dapat ditentukan, dan jika hujan tahunan sangat besar (lebih besar 250 mm), maka dalam perancangan digunakan CBR terendam.

2. Pengaruh Perubahan Iklim

Karena tanah-dasar berada di dekat permukaan, maka kondisinya akan selalu dipengaruhi oleh perubahan iklim. Perubahan iklim menyebabkan kadar air tanah berfluktuasi , sehingga hal ini akan menyebabkan bervariasinya kekuatan tanah-dasar , terutama bila tanahnya lempung.

Air hujan menyebabkan kerusakan akibat pemompaan pada perkerasan kaku. Infiltrasi air melewati sambungan atau retakan melunakkan tanah-dasar yang mengurangi keawetan struktur perkerasan. Kadar air ini di tempat dari tanah-dasar dipengaruhi oleh banyaknya curah hujan. Pada musim hujan, kadar air tanah akan lebih tinggi dari pada musim kamarau. Perubahan kadar air ini, berpengaruh pada bagian pinggir perkerasan sampai berkembang ke tengah pada jarak tertentu di bawah perkerasan jalan. Jika tanah-dasar terdiri dari lempung ekspansif (mudah mengembang ), maka perubahan kadar air akan diikuti oleh berubahnya volume tanah. Dalam kasus demikian, pinggir jalan raya akan naik-turun terhadap sumbu jalan. Selama musim kering, gerakan ini lebih besar, dan dapat menyebabkan retak-retak dipermukaan aspal dan kehilangan bentuk di permukaan jalan.

Karna kadar air di bawah perkerasan dipengaruhi oleh banyaknya curah hujan, maka kehilangan dukungan tanah-dasar dapat terjadi pada periode yang panjang. Periode hujan yang panjang dengan intensitas rendah dapat lebih merusak daripada hujan deras tapi dalam periode pendek. Hal ini, karena air lebih banyak meresap ke tanah pada periode yang panjang. Variasi kekuatan atau kapasitas dukungan tanah-dasar terhadap waktu ditunjukkan dalam Gambar 2.7 (Motl et al.)

3. Pengaruh Drainase

Tujuan utama drainase tanah-dasar adalah untuk mengontrol kadar air tanah-dasar dan tidak untuk menghilangkan kelembaban tanahnya. Pengurangan kadar air tanah-dasar secara berlebihan dapat menyebabkan kerusakan permukaan jalan, demikian pula penambahan kadar airnya. Kondisi yang ideal dari tanah-dasar adalah bila kadar airnya konstan di sepanjang waktu, baik ketika selesai pembangunan maupun sesudahnya.

Walaupun drainase tanah-dasar sudah sangat baik dan pengaruh basah-kering oleh perubahan iklim dapat diabaikan, tanah-dasar tetapkan cenderung menuju keseimbangan kadar air yang bergantung pada ketinggian air tanah dan tekanan akibat beban di atasnya (tekanan overburden) oleh perkerasan jalan. Karena itu, sangat penting untuk mengestimasi nilai keseimbangan kadar air dalam sembarang kondisi, karena perancangan tebal perkerasan jalan didasarkan pada kekuatan tanah pada kadar air tersebut.

Hardiyatmo, Hary Christady. 2019. “Perancangan Perkerasan Jalan dan Penyelidikan Tanah”. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada (UGM-Press)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *