ALAT PERATA dan PERALATAN PEMADATAN. MOTOR GRADER and COMPACTOR.

ALAT PERATA dan  PERALATAN PEMADATAN.

MOTOR GRADER and COMPACTOR.

4.  1. MOTOR GRADER.

Motor Grader merupakan alat perata yang memiliki berbagai kegunaan, dan biasanya digunakan untuk meratakan tanah dan membentuk permukaan tanah Grader juga dapat dimanfaatkan untuk mencampurkan dan menebarkan tanah dan campuran aspal. Pada umumnya Motor Grader digunakan pada suatu proyek dan perawatan jalan. Dari kemampuannya bergerak Motor Grader ini juga sering di gunakan dalam proyek lapangan terbang.

Dalam pengoperasiannya, Motor Grader memnggunakan blade yang dise- moldboard yang dapat digerakkan sesuai kebutuhan bentuk permukaan. Gerakan yang dilakukanoleh blade pada Motor Grader sama dengan blade pada Dozer yak ni tilt, pitch dan angle dengan fleksibilitas yang lebih besar. Panjang blade biasa nya berkisar antara 3 - 5 meter. Selain itu bagian depan Motor Grader dapat ber gerak fleksibel sesuai dengan kebutuhan pekerjaan.

Gerakan-gerakan bagian depan ini adalah seperti :

Straight mode,  Articulated mode dan crab mode.

Straight mode disebut juga gerak lurus, memungkinkan Motor Grader untuk mela kukan pekerjaan normal. Articulated mode memungkinkan bagian depan Grader untuk berputar pada radius kecil, sedang Crab mode memudahkan bagian depan Grader untuk melakukan pemotongan slope pada kanal atau saluran irigasi walau pun bagian belakang grader tetap berada pada permukaan datar.

Motor Grader dalam pengoperasiannya digunakan untuk keperluan :

1.      Grading (perataan permukaan tanah).

2.      Shaping (pemotongan untuk mendapatkan bentuk /profil tanah).

3.      Bank shoping (pemotongan dalam pembuatan talud).

4.      Scarifiying (penggarukan untuk pembuatan saluran).

5.      Ditching (pemotongan untuk pembuatan saluran).

6.      Mixing and Spreading (mencampur dan menghampar material dilapangan).

Dalam pengoperasian Motor Grader diperlengkapi peralatan tambahan (add itional part agar dapat bekerja serba guna, antara lain :

1.      Scarifier teeth (ripper dalam bentuk kecil sebagai penggaruk) alat ini dipasang didepan blade dan dapat dikendalikan secara tersendiri.

2.      Pavement widener (alat untuk mengatur penghamparan).

3.      Elevating grader unit (alat pengatur grading).

Dalam pembuatan jalan raya, Motor Grader selain dapat membentuk per- mukaan jalan dapat pula membentuk bahu jalan dan sekaligus saluran drainase

tepi sepanjang jalan dalam bentuk V atau bentuk lainnya. Juga mencampur mate rial dan menghampar gundukan tanah yang baru diletakkan. Selain itu motor gra der dapat berfungsi meratakan tanah dalam skala luas seperti landasan lapangan terbang, perataan ini tidak saja pada permukaan yang se-“level” melainkan juga pada permukaan yang tidak sebidang.

Selain pekerjaan tersebut, motor grader dapat pula difungsikan untuk peker jaan bervariasi lainnya dengan cara memberi peralatan tambahan, seperti :

1.      Special short blade (blade pendek), berfungsi untuk menggali saluran dang kal yang berbentuk segi-4 dengan ukuran tertentu, selain itu alat tambahan ini dapat berfungsi membuat tambahan lebar perkerasan pada jalan yang telah ada.

2.      Elevating Conveyor, perlengkapan ini berfungsi untuk menyalurkan mate rial lepas yang melewati blade, kemudian mengangkatnya dan dibuang ke samping.

Selain perlengkapan diatas ada pula yang mempunyai konstruksi rangka (frame articulated), yang memungkinkan grader lebih memudahkan bermanuver dan berpindah. Motor Grader dapat pula dilengkapi dengan automatic blade con- troll system, hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan grade permukaan yang be- nar-benar presisi, sesuai yang direncanakan. Salah satu cara dengan meletakkan kawat disisi pinggir dari lokasi yang akan diratakan, selanjutnya suatu alat sensor ditempatkan pada motor grader dan menyentuh kawat tsb. Blade akan naik turun mengikuti kawat. Semua peralatan tambahan tadi dimaksudkan untuk memper- mudah pelaksanaan pekerjaan pemindahan tanah secara mekanis.

 Perhitungan Produktivitas Motor Grader :

Produktivitas motor grader dinyatakan dalam waktu bekerja, berbeda dgn perhitungan alat berat lainnya yang produksi alatnya berdasarkan volume per sa tuan waktu. Produksi motor grader dihitung berdasarkan jarak tempuh alat per jam pada ptoyek jalan, sedangkan pada proyek lainnya perhitungan produktivitas motor grader adalah luas area per jam.

Ketentuan ini dikarenakan dalam bekerjanya motor grader, volume tanah yang di pindahkan sangat bervariasi, dengan demikian yang dipentingkan adalah jumlah pass (lintasan) grader dalam melakukan perataan tanah. Ketelitian dan kerapihan pekerjaan merupakan tolok ukur dari hasil kerja motor grader, sehingga dalam penggunaannya dituntut operator yang bekerja dengan cermat, jadi pengalaman operator grader sangat menentukan keberhasilan pekerjaan.

Gambar 4 . 1 : Motor Grader dan operasinya

Untuk menentukan waktu produksi motor grader diperhitungkan sbb :

dimana,

df        dr       N

T  =  ( ----  + ---- ) ---- (menit) …………………….. (4. 1.)

Vf      Vy      E

df  =  jarak lurus pergi per siklus (meter)

dr  =  jarak kembali dalam grading berikutnya (meter) Vf =  kecepatan rata-rata pergi (m /menit)

Vy = kecepatan rata-rata kembali (m /menit) N  = jumlah pass

E  =  effisiensi

Jika jarak pekerjaan tidak terlalu jauh, sehingga persneling yang digunakan tetap sama, maka kecepatan yang dipergunakan dapat dipakai kecepatan rata-rata Va, dengan demikian maka rumus tsb. diatas menjadi :

2  d N

T  =  ------------ (menit) ……………………………... (4. 2.) Va. E

Untuk nilai effisiensi operasi biasanya tergantung dari faktor-faktor berikut :

•      Kemampuan operasi

•      Kemampuan grading

•      Ketentuan pekerjaan grading

•      Kelurusan pekerjaan dalam tiap pass (lintasan).

Perhitungan Luas Operasi per jam (m²/jam) :

dimana,

Qa  = V x (Le - Lo) x 1000 x E ……………………. (4. 3.)

Qa     =  Luas operasi per jam (m²/jam) V      =  Kecepatan kerja (km/jam)

Le     =  Panjang blade effektif (m)

Lo     =  lebar tumpang tindih/overlap (cm) E =  effisiensi

•      kecepatan kerja (V) untuk : Perbaikan jalan     = 2 - 6 km /jam.

Pembuatan tranch = 1,6 - 4 km /jam. Perapihan tebing  = 1,6 - 2,6 km /jam. Perataan medan = 1,6 - 4 km /jam. Leveling    = 2 - 8 km /jam.

•      Panjang blade effektif (Le), lebar tumpang tindih (Lo).

Karena blade biasanya miring pada waktu memotong atau meratakan, maka panjang effektif sangat tergantung pada sudut kemiringannya.

Lebar tumpang tindih biasanya = 0,3 mtr. Table  Lo dan Le dalam mm :

Panjang blade		2200	3100	3710	4010
Le = Lo	Sudut blade 60º	1600	2390	2910	3170
Panjang blade eff.	Sudut blade 45º	1260	1890	2320	2540

(lebar tumpang tindih)

Perhitungan waktu untuk perapihan medan :

dimana,

N x D

T  =   ---------  ………………………………………….  (4. 4) V x E

T  = waktu kerja (jam);                      N = jumlah lintasan.

D = jarak kerja (km)                          V = kecepatan kerja (km/jam) E = effisiensi kerja.

•      Jumlah lintasan (N).

Jika grader bekerja pada suatu lokasi, dengan jalur-jalur leveling yang sejajar, maka jumlah lintasan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut :

dimana,

W

N  = ---------------  x  n  ………………………………. (4. 5.) Le - Lo

W  = lebar total untuk pekerjaan leveling (m). Le = panjang effektif blade (m).

Lo = lebar tumpang tindih (m).

n  = jumlah rit yang diperlukan untuk mencapai permukaan yang dikehendaki.

4.  2.  PENGERTIAN PEMADATAN.

Pemadatan tanah merupakan upaya untuk mengatur kembali susunan butir an tanah, agar menjadi lebih rapat sehingga tanah akan lebih padat. Untuk menca pai kerapatan butiran tanah tersebut, dipergunkan alat pemadat compactor.

Biasanya pekerjaan pemadatan ini dilakukan pada pekerjaan konstruksi jalan raya landasan pesawat terbang maupun pekerjaan lain yang memerlukan tingkat kepa- datan tertentu. Pemadatan secara mekanis ini biasanya dilakukan dengan meng gunakan mesin gilas (rollers).

Ada 3 (tiga) faktor yang mempengaruhi proses pemadatan yaitu :

1.      Gradasi material yang akan dipadatkan.

2.      Kadar air dari material (moisture content).

3.      Usaha pemadatan (compactive effort).

Pemadatan juga dilakukan dengan memberikan getaran, khususnya pada partikel-partikel yang kering dan seragam. Sedangkan pada jenis material yang liat dan banyak mengandung air, pemadatan dilakukan dengan memberikan tekan an di atasnya. Pada kebanyakan tanah yang mengandung partikel halus dan sedi- kit lembab, pemadatan dilakukan dengan memberikan tekanan dengan berat yang tetap (static weight), getaran (vibrating) atau keduanya.

4.  3.  JENIS PERALATAN PEMADATAN.

Usaha pemadatan mekanis dilakukan dengan berbagai jenis alat pemadat, Tergantung pada jenis, lokasi dan peruntukan tanah.  Jenis-jenisalat pemadatan ini mempunyai fungsi yang berbeda-beda dengan memperhatikan berbagai faktor Jenis-jenis alat pemadat mekanis tersebut adalah :

1.      Smooth Steel Roller (alat penggilas roda besi dengan permukaan halus), Jenis ini dibedakan menjadi 2 macam menurut jumlah rodanya :

a.        Three Wheel Rollers (mesin gilas roda tiga)

b.        Tandem Rollers (mesin gilas roda dua atau tandem).

2.      Vibratory Rollers (mesin gilas dengan roda getar). .

3.      Mesh grid Rollers (mesin gilas dengan roda anyaman).

4.      Segmented Rollers (mesin gilas dengan roda yang terdiri dari lempengan).

5.      Pneumatic Tire Rollers (mesin gilas roda ban karet bertekanan angina).

6.      Sheep Foot Tire Rollers (mesin gilas roda besi dengan permukaan kaki kambing).

Mesin-mesin gilas tersebut diatas difungsikan sesuai dengan kondisi material Tanah yang akan dipadatkan, seperti :

a.        Tanah plastis dan tanah kohesif, digunakan alat pemadat sheep foot rollers atau pneumatic rollers.

b.        Material tanah pasir atau kerikil, digunakan mesin gilas vibrating rollers atau pneumatic rollers.

c.        Tanah lempung berpasir atau tanah liat, biasanya digunakan mesin gilas Segmented rollers.

Tabel 4. 1. Alat Pemadat yang cocok untuk jenis tanah tertentu.

==========================================================

Wheel                                                       foot

--------------------------------------------------------------------------------------------------

Batuan	1	3	1	1	1
Kerikil, bersih/berlumpur	1	2	1	1	1
Kerikil, berlempung	1	2	2	1	2
Pasir, bersih/berlumpur	3	3	1	3	2
Pasir, berlempung	3	2	2	1	3
Lempung, berpasir
atau berlumpur	3	1	2	1	3
Lempung, berat	3	1	2	1	3

==========================================================

Sumber : Construction Methods and Management, 1998. Keterangan : 1 = direkomendasikan

2    = dapat dipakai

3    = kurang direkomendasikan.

Standar pemadatan yang digunakan di Indonesia guna menghitung kepadat an, dipakai standar AASHO ( American Assosiation of State Highway Officials) yang dinyatakan dalam % AASHO. Besarnya nilai standar ini ditentukan di labo ratorium. Pemadatan dapat dilakukan dengan memberikan energi pada material yang akan dipadatkan melalui beberapa cara :

1.    Kneading  action                      2.  Static action

3. Vibration                                   4.  Impact

Ke-4 cara tersebut dapat dibentuk oleh suatu alat pemadat secara sendiri-sendiri maupun kombinasi beberapa sekaligus.

Compaction Equipment dapat dibagi atas beberapa group, yaitu :

a.        Tamping Rollers, dimana termasuk didalamnya Tamping Rollers, Sheep Foot Rollers dan Segmented Rollers.

b.        Smooth Steel Rollers dapat berupa Towed maupun Proppelled

c.        Pneumatic Tire Rollers dapat berupa Towed maupun Self Proppelled

d.        Vibrating Rolles termasuk didalamnya Tamping maupun Smooth Steel R.

e.        Grid Mesh Rollers.

f.       Self Proppelled  Vibrating Plate or Shoe.

 Cara Pemadatan :

Dengan memberikan energi oleh alat terhadap permukaan tanah adalah dengan metode sebagai berikut :

1.      Kneading Action atau peremasan.

tanah diremas oleh gigi pada roda sehingga udara dan air yang terdapat dianta ra partikel material dapat dikeluarkan.

2.      Static Weight atau pemberat.

Permukaan tanah ditekan oleh suatu berat tertentu secara perlahan-lahan.

3.      Vibration atau getaran.

Tanah dibawah alat pemadat diberikan getaran yang berasal dari alat tersebut sehingga partikel tanah yang kecil dapat masuk di antara partikel-partikel yg lebih besar untuk mengisi rongga yang ada.

4.      Impact atau tumbukan.

Proses yang dilakukan dengan metode ini adalah dengan menjatuihkan benda dari ketinggian. Selaintanah menjadi lebih padat, dengan proses ini partikel tanah yang lebih besar menjadi pecah sehingga butiran partikel menjadi sera gam.

4.  3. 1.  TAMPING ROLLER (SHEEP FOOT ROLLER).

Yang disebut dengan tamping rollers adalah alat pemadat yang berupa Sheep’s foot roller. Pemadat ini berfungsi memadatkan tanah lempung atau cam- puran pasir dan lempung. Alat ini tidak dipakai untuk memadatkan tanah dengan butir kasar, seperti pasir dan kerikil. Tamping roller ada yang dapat bergerak sen diri maupun ditarik oleh alat lain dalam melakukan pekerjaannya. Alat ini terdiri dari drum baja berongga yang dilapisi dengan kaki-kaki baja yang tegak lurus de ngan las. Setiap roller atau rodanya mempunyai lebar dan kelilingyang bervariasi Setiap unit alat pemadat ini terdiri dari satu atau lebih roda.  Metode pemadatan yang digunakan oleh alat ini adalah kneading action atau peremasan, dengan pe- madatan metode ini permukaan tanah diharapkan dapat dilalui tanpa mengalami banyak hambatan. Jika permukaan tanah tidak sesuai dengan apa yang ingin dica pai, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa rolleryang digunakan terlalu berat atau tanah terlalu lembek untuk dipadatkan dengan metode ini. Tamping rollerbaik di gunakan untuk jenis tanah lempung berpasir dengan kedalaman effektif pemadat- an sekitar 15 - 25 cm.

Syarat pemadatan tanah dengan alat ini berdasarkan :

a.          Jumlah lintasan : setiap jenis lapisan memerlukan jumlah lintasan tertentu.

b.          Ketebalan lapisan : tidak akan melebihi kedalaman penetrasi kaki.

c.          Kerapatan lapisan : harus terpenuhi dan diuji di laboratorium.

Gambar 4 . 1. : a. Sheep foot roller,

b.  Mesh grid roller,

c.  Segment roller.

menjadi :

Alat Pemadat ini dapat dimodifikasi

1.    MESH GRID ROLLER (PENGGILAS TIPE ANYAMAN).

Penggilas ini kaki rodanya berupa anyaman, yang akan menghasilkan efek pemadatan dari bawah. Sangat baik untuk memadatkan lapisan tanah yg kasar. Penambahan berat dapat mencapai 10 ton.

2.    SEGMENT ROLLER (PENGGILAS TIPE LEMPENGAN).

Mesin penggilas ini berkaki roda lempengan (segmen atau bantalan ) yang bersusun-susun. Kaki roda ini akan memberikan efek pemadatan dari ba wah walaupun kaki roda tidak masuk terlalu dalam. Alat ini sanggup mene kan keluar kelebihan air yang terdapat pada lapisan tanah sehingga pema datan dapat dilaksanakan dengan baik.

4.  3. 2.    SMOOTH STEEL ROLLER (MESIN BERODA HALUS).

Jenis pemadat tipe ini dibagi berdasarkan tipe dan beratnya (ditentukan da- lam ton). Berat alat dapat ditingkatkan dengan cara diberi pemberat dari air atau pasir. Jika spesifikasi sebuah alat 8 - 14 ton, maka berat alat tanpa pemberat : 8 t dan berat maksimum pemberat : 6 ton. Smooth wheel roller sangat baik dipakai

untuk memadatkan material berbutir seperti pasir, krikil dan batu pecah. Permuka an tanah yang telah dipadatkan dengan tamping akan lebih licin dan rata jika dipa datkan kembali dengan alat ini. Kedalaman efektif lapisan yang dipadatkan berki sar 10 – 20 cm.

Macam alat pemadat ini dibedakan atas :

1.    THREE WHEEL ROLLER.

Penggilas tiga roda ini sering digunakan memadatkan material berbutir besar, disebut juga MacAdam Roller. Berat alat ini antara 6 dan 12 ton, dapat diting katkan sampai 15 – 35 %.

2.    TANDEM ROLLER.

Pemadat ini digunakan untuk permukaan yang sudah agak halus, seperti aspal beton, dan tidak digunakan pada permukaan yang kasar karena dapat merusak roda-rodanya. Jenisnya ada berporos dua (two axle tandem roller). Dan ber- poros tiga (three axles tandem roller) yang biasanya difungsikan untuk pema- datan ulang setelah pemadatan dengan alat dua poros.

Alat ini menghasilkan lintasan yang sama pada masing-masing rodanya, dan Beratnya berkisar antara 8 – 14 ton serta dapat ditambahkan dengan 60 % Dari berat pemadatnya.

4.  3. 3.    PNEUMATIC TIRED ROLLER (PENGILAS RODA BAN ANGIN).

Mesin gilas Pneumatik merupakan mesin gilas dengan roda karet yang ber tekanan angin, dengan susunan roda depan dan roda belakang berselang-seling agar daerah yang tidak tergilas oleh roda depan akan tergilas oleh roda belakang. Roda mesin ini berguna memadatkan tanah dengan efek meremas untuk pema datan dibawah permukaan tanah. Efek meremas dapat ditingkatkan dengan meng goyang sumbu as roda guna mengikuti perubahan permukaan tanah. Tekanan yg diberikan roda besarnya tergantung dari tekanan angin roda,  makin kencang te- kanan roda maka tekanan roda terhadap tanah juga semakin besar. Jadi besarnya tekanan dapat dilakukan dengan merubah tekanan roda tersebut.

Alat ini baik sekali digunakan pada pekerjaan pemadatan pada material granular atau digunakan pada pemadatan lapisan hotmix sebagai pekerjaan pema datan antara. Serta tidak digunakan pada tanah berbatu dan tajam, karena akan mempercepat kerusakan roda.

Untuk memberikan tambahan berat kendaraan, biasanya dinding mesin diisi oleh air atau pasir. Jumlah roda tired roller yang terdapat dilapangan berkisar antara 9 - 19 roda, misalnya mesin menggunakan 9 roda, as depan dipasang 5 roda dan as belakang dipasang 4 roda. Tekanan roda dapat mencapai 6 - 109 bar.

Sedang berat mesin antara 15 - 200 ton.

Syarat pemadatan tanah dengan roller ini berdasarkan :

a.        Berat kotor peralatan.

b.        Berat per cm² lebar ban.

c.        Tekanan angin ban.

Tekanan ban angin dapat berubah-ubah sesuai dengan kondisi tanah dan ta hap pemadatan. Lintasan pertama hendaknya menggunakan tekanan angin yang rendah untuk menimbulkan efek pengapungan dan peliputan permukaan tanah. Lintasan berikutnya tanah akan semakin padat dan tekanan angin dinaikkan hing ga mencapai tekanan maksimum pada lintasan akhir.

Beberapa alat penggilas sudah dilengkapi dengan alat pengubah tekanan ban tan pa menghentikan roller, sehingga pemadatan dapat lebih efisien.

Penambahan tekanan angin ini dilakukan dengan cara :

a.        Mengubah tekanan angin dalam ban.

b.        Mengatur berat ballast (pemberat).

c.        Menjaga roller dengan berat berbeda, sesuai kebutuhan dan persyaratan.

2.    Distribusi Tekanan Ban pada Tanah.

Table 4.

======================================

Jarak ke	faktor	tekanan
Permukaan		tanah (bar)

----------------------------------------------------------------

0	1.00	4,1
12	0,60	2,5
25	0,30	2,5
38	0,15	0,6
50	0,09	0,3

======================================

4.  3. 4.  VIBRATING ROLLER (PENGGILAS DENGAN VIBRATOR).

Vibrating roller adalah pemadat yang sama dengan tipe Tamping Roller, Smooth Steel Roller dan Pneumatic Roller yang dilengkapi vibrator.

Roller ini akan menghasilkan efek gaya dinamis terhadap tanah. Butir-butir tanah akan mengisi bagian kosong yang terdapat diantara butiran tersebut. Getaran tadi mengakibatkan tanah menjadi padat dengan susunan yang lebih kompak.

Jenis Vibrator Roller berupa :

a.        Vibrating Tamping Roller.

b.        Vibrating Smooth Steel Roller.

c.        Vibrating Pneumatic Tire Roller.

Ada tiga faktor yang perlu diperhatikan dalam proses pemadatan dengan mesin ini, yaitu :

a.        Frequensi getaran.

b.        Amplitudo getaran.

c.        Gaya sentrifugal.

4.  4.  PRODUKSI PEMADATAN.

Produksi pemadatan dinyatakan dengan compacted cubicyard(meter)/ jam,

(ccy/jam) atau (ccm/jam). perhitiungan pemadatan dapat menggunakan rumus :

W x  L  x S  x  C Satuan Inggris = -----------------------

P

W x  L x  S

Satuan Metrik =  -------------------- = CM³ / jam ……………… (4. 1.)

P

dimana,

W = lebar pemadatan dalam satu lintasan ( feet atau meter ). L  = tebal lapisan (inch atau mm ).

S  = kecepatan rata-rata ( mph atau km/jam ).

C  = ketetapan konvensi satuan inggris ke satuan metric : 16,3

5280

C = ------------  = 16,3 12  x  27

P  = jumlah pass yang diperlukan untuk suatu kepadatan.

Jika kecepatan nyata tak dapat diukur, kec. rata-rata mengacu pada pedoman :

a.        Sheep foot roller dengan penggerak sendiri : 5 mph.

b.        Pneumatic tired roller dengan penggerak sendiri : 7 mph atau ± 10 km/jam

c.        Sheep foot roller ditarik oleh wheel tractor : 5 - 10 mph atau 7,5 – 15 km/jam

d.      Sheep foot roller ditarik oleh crawler tractor : 3 - 4 mph atau 4,5 - 6 km/jam

e.      Pneumatic Roller ditarik wheel tractor : 3 - 5 mph atau 4,5 - 7,5 km/jam.