Pendahuluan
Dalam konstruksi jalan, kualitas perkerasan tidak hanya ditentukan oleh lapisan aspal di permukaan, tetapi sangat bergantung pada kondisi tanah dasar (subgrade) sebagai fondasi utama. Banyak kegagalan jalan—seperti amblas, retak, gelombang, dan deformasi permanen—bermula dari tanah dasar yang tidak dipersiapkan dengan benar, atau tidak dipahami karakteristiknya sejak awal.
Materi yang menjadi dasar artikel ini menekankan pentingnya memahami fungsi tanah dasar, mengenali potensi permasalahan yang sering terjadi, serta menerapkan pengujian laboratorium dan lapangan sebagai standar pengendalian mutu. Fokus pembahasan dibatasi pada tanah dasar dan pengujiannya, sementara lapisan perkerasan lain (subbase, base, dan surface) dijelaskan pada sesi atau serial materi berikutnya.
Artikel ini menyajikan resensi analitis dari materi tersebut dengan struktur yang sistematis, memberikan interpretasi praktis, serta mengaitkannya dengan kebutuhan pekerjaan jalan tol maupun jalan tambang.
Tanah Dasar sebagai Fondasi Perkerasan
Definisi dan Fungsi Subgrade
Tanah dasar (subgrade) adalah lapisan tanah paling bawah dalam sistem perkerasan jalan yang berfungsi mendukung lapisan-lapisan di atasnya agar jalan mampu menahan beban lalu lintas dan volume kendaraan. Dalam konsep perkerasan, subgrade berada paling bawah, di atasnya terdapat lapisan pondasi dan lapisan permukaan.
Subgrade dapat berasal dari:
-
tanah galian,
-
tanah timbunan, atau
-
tanah asli.
Terlepas dari asalnya, tanah dasar harus dipersiapkan agar memiliki kekuatan sesuai fungsinya, karena kegagalan subgrade akan mengakibatkan kerusakan berantai hingga lapisan di atasnya.
Permasalahan Umum pada Tanah Dasar
1. Deformasi Permanen akibat Beban Lalu Lintas
Masalah paling sering ditemui adalah perubahan bentuk tetap karena beban lalu lintas. Deformasi yang besar dapat menyebabkan ketidakrataan permukaan dan mempercepat kerusakan jalan.
2. Sifat Mengembang dan Menyusut akibat Perubahan Kadar Air
Tanah tertentu memiliki sifat ekspansif: saat kadar air tinggi tanah menjadi sangat lunak, dan saat kering menjadi retak-retak. Tanah seperti ini umum ditemukan di area persawahan atau tanah lempung ekspansif, dan sangat berisiko bila digunakan tanpa pengendalian.
3. Daya Dukung Tidak Merata
Tanah pada satu ruas tidak selalu seragam. Ketidakseragaman daya dukung menyebabkan penurunan diferensial dan memicu retak atau gelombang pada perkerasan.
4. Lendutan dan Penurunan
Lendutan akibat beban berulang serta penurunan akibat tanah yang belum padat menjadi faktor utama kegagalan pada jalan, baik jalan tol maupun jalan non-tol.
Materi juga menampilkan contoh kegagalan di lapangan: meskipun ada perkuatan (misalnya geotekstil), tanpa pemahaman karakteristik tanah dan persiapan yang benar, kerusakan tetap dapat terjadi.
Prinsip Pengendalian Mutu Tanah Dasar
Berbasis Peraturan dan Standar Pengujian
Upaya mengatasi persoalan subgrade harus mengacu pada standar pelaksanaan pembangunan dan prosedur pengujian yang sah. Penentuan kualitas tanah dilakukan melalui:
-
identifikasi kondisi tanah,
-
klasifikasi tanah dan agregat,
-
pengujian sifat penting tanah (Atterberg limits),
-
pengujian pemadatan,
-
serta pengujian daya dukung (CBR).
Di Indonesia, standar rujukan umumnya adalah SNI yang banyak mengacu pada standar internasional seperti AASHTO/ASTM.
Pengujian Atterberg Limits sebagai Indikator Kualitas Tanah
Uji Batas Cair (Liquid Limit / LL)
Uji batas cair dilakukan menggunakan alat Casagrande, dengan tahapan utama:
-
material disaring (umumnya lolos saringan No. 40),
-
dicampur air dan ditempatkan dalam cawan,
-
dibuat alur, lalu diketuk hingga alur menutup pada lebar tertentu,
-
nilai kadar air pada kondisi 25 ketukan ditetapkan sebagai LL.
Uji ini menentukan batas kondisi tanah dari plastis menuju cair.
Uji Batas Plastis (Plastic Limit / PL)
Uji batas plastis dilakukan dengan menggulung tanah menjadi batang hingga diameter sekitar 3 mm, sampai muncul retakan halus. Kondisi ini menjadi nilai PL.
Indeks Plastisitas (Plasticity Index / PI)
PI dihitung dari selisih:
PI = LL – PL
PI dan LL menjadi indikator utama kualitas tanah. Semakin tinggi LL dan PI, tanah semakin buruk untuk material konstruksi jalan karena lebih rentan terhadap perubahan volume akibat air.
Materi mencontohkan tanah yang retak-retak saat kering sebagai indikasi tanah ekspansif yang mencapai kondisi batas susut, dan ini merupakan jenis tanah yang perlu diwaspadai.
Pengujian Pemadatan untuk Meningkatkan Daya Dukung
Mengapa Tanah Harus Dipadatkan
Pemadatan dilakukan karena:
-
meningkatkan daya dukung tanah,
-
mengurangi risiko perubahan volume,
-
meningkatkan kekuatan dan stabilitas,
-
mengurangi risiko penurunan diferensial.
Sebelum pemadatan lapangan, harus dilakukan uji pemadatan laboratorium untuk memperoleh standar acuan.
Jenis Pengujian Pemadatan
1. Proctor Standar (Pemadatan Ringan)
Ciri utama:
-
hammer ±2,5 kg,
-
tinggi jatuh ±12 inch,
-
jumlah lapisan 3,
-
jumlah tumbukan bergantung ukuran cetakan.
2. Proctor Modifikasi (Pemadatan Berat)
Ciri utama:
-
hammer lebih berat (±4,5–5 kg),
-
tinggi jatuh ±18 inch,
-
jumlah lapisan 5,
-
menghasilkan berat isi kering maksimum lebih tinggi,
-
tetapi kadar air optimum lebih rendah dibanding Proctor standar.
Hasil Uji Pemadatan
Kadar Air Optimum dan Berat Isi Kering Maksimum
Hasil uji pemadatan menghasilkan kurva (parabola) antara kadar air dan berat isi kering. Prinsip pentingnya:
-
tanah tidak boleh terlalu kering,
-
tidak boleh terlalu basah,
-
kondisi terbaik berada pada kadar air optimum (OMC) yang menghasilkan berat isi kering maksimum (MDD).
Nilai ini menjadi acuan pemadatan lapangan agar hasilnya mendekati kondisi optimum.
CBR sebagai Parameter Daya Dukung Tanah Dasar
CBR untuk Menentukan Ketebalan Perkerasan
CBR (California Bearing Ratio) digunakan untuk menilai daya dukung tanah asli maupun timbunan. Nilai CBR menjadi dasar penentuan ketebalan lapisan perkerasan.
CBR Laboratorium
Tahapan umum:
-
tanah dipadatkan dalam cetakan (mengacu pada hasil uji pemadatan),
-
dibuat beberapa variasi energi (jumlah tumbukan),
-
kemudian dilakukan perendaman (umumnya 4 hari) untuk mensimulasikan kondisi jenuh air,
-
diuji dengan piston pada penetrasi 0,1 inch dan 0,2 inch,
-
nilai CBR ditentukan dari perbandingan beban penetrasi terhadap beban standar (100%).
Nilai tertinggi dari hasil penetrasi yang memenuhi ketentuan digunakan sebagai CBR material.
CBR Lapangan
CBR lapangan dilakukan langsung pada lapisan tanah di lokasi dengan menggali area uji, lalu melakukan penetrasi dan pengukuran beban sesuai prosedur.
DCP sebagai Alternatif Estimasi CBR
Dynamic Cone Penetrometer (DCP) digunakan untuk tanah halus (misalnya lempung), bukan untuk material batuan kasar. Hasil tumbukan dikonversi menjadi nilai CBR melalui tabel atau grafik korelasi.
Kontrol Kepadatan Lapangan
Sand Cone sebagai Metode Pengujian Kepadatan
Setelah pemadatan lapangan (misalnya per 20 cm tiap lapis), perlu kontrol kepadatan. Salah satu metode yang umum adalah Sand Cone.
Prinsipnya:
-
membuat lubang uji dengan dimensi tertentu,
-
tanah hasil galian ditimbang dan diuji kadar airnya,
-
volume lubang ditentukan memakai pasir standar terkalibrasi,
-
dihitung berat isi kering lapangan,
-
dibandingkan dengan berat isi kering maksimum laboratorium.
Kriteria kelulusan umumnya:
-
≥ 95% dari MDD (bahkan pada kondisi tertentu bisa mensyaratkan mendekati 100%).
Jika tidak memenuhi, pemadatan harus diulang: lintasan alat ditambah atau metode diperbaiki.
Keterkaitan untuk Jalan Tambang
Tahapan Prinsip Tetap Berlaku, Spesifikasi Menyesuaikan
Materi juga menyinggung bahwa jalan tambang dapat memiliki spesifikasi berbeda dari jalan umum, tetapi prinsip pengendalian tanah dasar tetap sama:
-
uji LL-PL-PI untuk memastikan kualitas timbunan,
-
uji pemadatan untuk memperoleh OMC dan MDD,
-
uji CBR untuk menentukan ketebalan perkerasan,
-
kontrol kepadatan lapangan untuk menjamin mutu.
Perbedaannya terletak pada desain tebal lapisan yang disesuaikan dengan beban kendaraan tambang dan standar proyek setempat.
Kesimpulan
Tanah dasar merupakan fondasi utama dalam sistem perkerasan jalan. Banyak kegagalan jalan berasal dari tanah dasar yang tidak dipahami sifatnya dan tidak dikendalikan melalui prosedur standar.
Artikel ini menegaskan bahwa pengendalian mutu tanah dasar harus dilakukan berurutan:
-
uji Atterberg (LL, PL, PI),
-
uji pemadatan laboratorium (Proctor standar/modified),
-
uji CBR (laboratorium/lapangan/DCP),
-
kontrol kepadatan lapangan (misalnya sand cone).
Dengan tahapan tersebut, subgrade dapat dipersiapkan secara ilmiah dan sesuai standar, sehingga ketahanan jalan—baik jalan tol maupun jalan tambang—dapat dicapai secara optimal.
📚 Sumber Utama
Materi Webinar/Diklat Teknik Jalan – Penyiapan Tanah Dasar (Subgrade), Uji Pemadatan, dan CBR
📖 Referensi Pendukung
-
SNI 03-1967: Uji Batas Cair (Liquid Limit)
-
SNI terkait Atterberg Limits, Proctor, dan CBR
-
AASHTO / ASTM Standards for Soil Testing
-
Das, B. M. Principles of Geotechnical Engineering
-
Bowles, J. E. Engineering Properties of Soils and Their Measurement