## PENGARUH KETINGGIAN BEBAN IMPAK JATUH BEBAS TERHADAP SPEED BUMP DARI BAHAN CONCRETE FOAM DIPERKUAT SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)
Abdul R. Sipahutar 1 , Bustami Syam 2 , M. Sabri 3 , Syahrul Abda 4 , Indra 5 , Mahadi 6 , Tugiman 7 1,2,3,4,5,6,7 Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara E-mail : abdulmesin@yahoo.com

## ABSTRAK
Bentuk  profil  speed  bump  yang  tidak  sesuai  standar  bisa  membahayakan  pengguna  jalan  yang melintas.  Penelitian  ini  berfokus  pada  pembuatan  bentuk  profil  speed  bump  dari  material  concrete foam yang diperkuat serat TKKS agar diperoleh desain struktur speed bump yang lebih baik dan lebih aman  sesuai  standar.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  melihat  pengaruh  ketinggian  impak  jatuh  bebas terhadap Speed Bump dari bahan Concrete Foam diperkuat serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS. Manfaat penelitian ini untuk memanfaatkan serta mengolah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) hasil pabrik  kelapa  sawit  agar  dapat  bernilai  ekonomis.  Pembuatan  speed  bump  menggunakan  mortar; semen=26  %,  pasir=38%,  air=28%.  Lalu  ditambahkan  bahan  pengembang=5%  dan  penguat  matriks berupa serat TKKS=3%.Dimensi speed bump  200 × 400 × 150 mm. Kesimpulan penelitian ini; dari uji impak jatuh bebas terhadap speed bump yaitu , Pada ketinggian 1 m posisi speed bump datar tidak terjadi keretakan, Pada ketinggian 3  m posisi speed bump datar terjadi keretakan . Pada ketinggian 1 m posisi speed bump  miring tidak terjadi  keretakan Pada ketinggian 3  m posisi Speed bump  miring, terjadi keretakan.
Kata kunci:  Speed Bump , Beban Impak Jatuh Bebas, Concrete Foam

## 1. PENDAHULUAN
Pembatas  Kecepatan  Kendaraan  ( Speed  Bump )  adalah  bagian  jalan  yang  ditinggikan  berupa tambahan  aspal  atau  semen  yang  dipasang  melintang  di  jalan  untuk  pertanda  memperlambat laju/kecepatan  kendaraan.  Untuk  meningkatkan  keselamatan  dan  kesehatan  bagi  pengguna  jalan ketinggiannya  diatur  dan  apabila  melalui  jalan  yang  akan  dilengkapi  dengan  rambu-rambu pemberitahuan  terlebih  dahulu  mengenai  adanya  pembatas  kecepatan  kendaraan  ( Speed  Bump ), khususnya  pada  malam  hari,  maka Speed  Bump dilengkapi  dengan  marka  jalan  dengan  garis  serong berwarna putih atau kuning yang kontras sebagai pertanda.
Ukuran speed  bump sudah  diatur  dalam  Keputusan  Menteri  Perhubungan  Nomor  KM  3 Tahun  1994  tentang  Alat Pengendali  dan  Pengaman  Pemakai  Jalan.  Disana  disebutkan  bahwa  tinggi maksimum  pembatas  kecepatan  kendaraan  adalah  12  cm  dan  sudut  kemiringan  15  persen  (  13,5 0 )  . S peed  bump tersebut  juga  harus  diberi  garis  serong  dengan  cat  putih  agar  terlihat  jelas  oleh  para pengendara yang hendak melintas.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Pengertian bahan komposit
Komposit dalam bahasa inggris berasal dari kata kerja “to compose“ yang berarti  menyusun atau  menggabung.  Material  komposit  adalah  material  yang  terbuat  dari  dua  bahan  atau  lebih  yang tetap terpisah dan berbeda dalam level makroskopik selagi membentuk komponen tunggal. Jadi secara sederhana  bahan  komposit  berarti  bahan  gabungan  dari  dua  atau  lebih  bahan  yang  berlainan  [1]. Komposit  adalah  gabungan  dua  material  atau  lebih  yang  digabung  secara  makroskopik  untuk menghasilkan  suatu  material    baru.  Artinya  penggabungan  sifat-sifat  unggul  dari  pembentuk  masih terlihat nyata [2]. Tandan kosong kelapa sawit segar dari hasil pabrik kelapa sawit umumnya memiliki komposisi lignoselulose 30,5%,  minyak  2,5%  dan  air  67%,  sedangkan  bagian lignoselulose sendiri terdiri  dari  lignin  16,19%, selulose 44,14%  dan hemiselulose 19,28%.  Permasalahan  yang  dihadapi pada  penggunaan  limbah  dari  tandan  kosong  kelapa  sawit  adalah  terdapat  kandungan  zat  ekstraktif
dan asam lemak yang sangat tinggi, sehingga dapat menurunkan sifat mekanik material yang dibentuk [3].

## 2.2 Beton
Beton  adalah  suatu  material  yang  menyerupai  batu  yang  diperoleh  dengan  menggabungkan yaitu  semen,  pasir,  kerikil  dan  air  untuk  membuat  campuran  tersebut  menjadi  keras  dalam  cetakan sesuai  dengan  bentuk  dan  dimensi  struktur  yang  diinginkan.  Kumpulan  material  tersebut  terdiri  dari agregat  yang  halus  dan  kasar.  Semen  dan  air  berinteraksi  secara  kimiawi  untuk  mengikat  partikel- partikel agregat tersebut menjadi suatu massa padat [4].

## 2.3 Speed Bump (Pembatas  kecepatan  kendaraan)
Speed  Bump (Pembatas  kecepatan  kendaraan)  adalah  bagian  jalan  yang  ditinggikan  berupa tambahan  aspal  atau  semen  yang  dipasang  melintang  di  jalan  untuk  pertanda  memperlambat  laju kendaraan.  Fungsinya  agar  meningkatkan  keselamatan  bagi  pengguna  jalan.  Ukuran Speed  bump (Pembatas  kecepatan  kendaraan)  sudah  diatur  dalam  Keputusan  Menteri  Perhubungan  Nomor  KM 3 Tahun  1994  tentang  Alat Pengendali  dan  Pengaman  Pemakai  Jalan.  Disana  disebutkan  bahwa  tinggi maksimum Pembatas kecepatan kendaraan adalah 12cm dan sudut kemiringan 15 persen (13,5 0 ).

## 2.4 Material Komposit Concrete Foam
Pada  komposit concrete  Foam, materialnya  terdiri  dari  semen,  pasir,  air, blowing  Agent, dan serat TKKS. Blowing Agent yang digunakan dalam penelitian ini adalah surfaktan.

## 2.5 Densitas
Densitas merupakan ukuran kepadatan  dari suatu material atau sering  didefenisikan sebagai perbandingan  antara  massa  (m)  dengan  volume  (v)  (Susanto,  1995).  Untuk  pengukuran  densitas  dan penyerapan air  beton digunakan metode  Archhimedeas. Untuk pengukuran densitas beton digunakan metode Archimedes.

## 2.6 Karakteristik Mekanik Material
Pengujian impak jatuh bebas diperumpamakan sebagai sebuah benda jatuh bebas dari keadaan mula  berhenti  mengalami  pertambahan  kecepatan  selama  benda  tersebut  jatuh.  Jika  benda  jatuh  ke bumi  dari  ketinggian  tertentu  relatif  kecil  dibandingkan  jari-jari  bumi,  maka  benda  mengalami pertambahan  kecepatan  ke  bawah  dengan  harga  yang  sama  setiap  detik.  Hal  ini  berarti  bahwa percepatan  benda  berkurang  dengan  harga  yang  sama  jika  sebuah  benda  ditembakkan  ke  atas. Kecepatannya berkurang dengan harga yang sama setiap detik dan perlambatan keatasnya seragam.
Jika  tahanan  udara  diabaikan  gerakan  benda  jatuh  bebas  dapat  dihitung  dengan  percepatan seragam melintas sebuah garis lurus, asalkan percepatan diganti dengan percepatan gravitasi (g) yaitu:
1. Untuk gerakan ke bawah a=+g
2. Untuk gerakan keatas a = - g
Percepatan gravitasi (g) dapat dipandang sebagai sebuah vektor dengan arah tegak  ke bawah menuju ke pusat bumi [5].
Definisi  perpindahan  adalah  perubahan  kedudukan,  hal  ini  merupakan  besaran  vektor mencakup  jarak  dan  arah.  Kecepatan adalah  laju  perubahan  kedudukan  terhadap  waktu.  Hal  ini  juga merupakan besaran vektor mencakup jarak, arah dan waktu.
Kecepatan seragam  memiliki partikel yang bergerak dengan  kecepatan konstan pada lintasan lurus  atau  dimiliki  partikel  yang  melintasi  perpindahan  yang  sama  dalam  selang  waktu  yang  sama secara berturut-turut tanpa peduli berapa selisih selang waktu tersebut.
3.    METODOLOGI PENELITIAN

## 3.1 Alat dan Bahan
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  cetakan,  mesin  penghalus  serat,  mesin pengaduk  semen.  Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah:  serat TKKS, semen,  pasir, air, Bahan Pengembang.

## 3.2. Desain Speed bump
Desain Speed bump diawali dengan melakukan simulasi dengan terhadap  bentuk Speed bump yang sudah umum dipergunakan
Gambar 1 . Bentuk Speed bump Desain dan ukuran speed bump bentuk trapesium
Gambar 2. ukuran Speed bump Berikut ini Cetakan Speed Bump.
Gambar 3 . Cetakan Speed bump .

## 3.3 Prosedur Pembuatan Speed Bump
Melumasi  dengan  oli pada bagian dalam  cetakan  dengan tujuan untuk  mempermudah  proses pembongkaran.  Mengayak  pasir.  Hidupkan  mesin  pengaduk  semen.  Masukkan  pasir,  semen,  Serat TKKS  ke  dalam  mesin  pengaduk  semenlalu  campurkan  air.  Hidupkan  mesin  pengaduk  bahan pengembang  untuk  mengaduk bahan  pengembang sampai  busa  terbentuk  dan  lalu  tuang.  Setelah beberapa  menit,  tuangkan  ke  dalam  cetakan  dan  biarkan  campuran  bahan  penyusun  mengeras,  maka produk tersebut dipisahkan dengan cetakan selama 1X  24jam. Selanjutnya produk tersebut direndam dalam air selama 7X 24jam karena semen  masih  membutuhkan air untuk proses pengikatan partikel- partikel  sehingga  produk  menjadi  lebih  keras.  Setelah  perendaman  produk  selama  7X  24jam,  maka produk  dikeringkan  dengan  udara  bebas  sampai  berat  produk  konstan.  Selanjutnya  dapat  dilakukan pengambilan data density dan pengujian impak jatuh bebas.

## 3.4. Prosedur Pengujian Impak Jatuh Bebas
Prosedur  pengujian  impak;  hubungkan  semua  koneksi  seperti: loadcell ,  sensor  posisi,  kabel USB dan Power DAQ, Lab-Jack U3-LV .Aktifkan software DAQ For Helmet Impact Testing dari Icon yang  ada  didekstop.  Persiapkan  peralatan  uji  jatuh  bebas  dan  pastikan  bahwa loadcell dan  dudukan loadcell sudah  terpasang  dengan  baik  begitu  juga  dengan anvil  support .  Masukkan Anvil pada Anvil Support sesuai  dengan  kebutuhan  pengujian  pengambilan  data.  Pasangkan  sampel  uji  yang  akan dilakukan  pengujian  pada  test  rig.  Lalu  tentukan  posisi  jarak  ketinggian  jatuh  impaktor  yang diinginkan,  dan  pastikan  sensor  proximity  dalam  kondisi  aktif.  Tekan    Start pada software  DAQ  for Helmet  Impact  Testing .  Setelah  jarak  ketinggian  ditentukan  maka  impaktor  siap  untuk  dijatuhkan dengan  cara  melepaskan  tali  penahan  luncuran  impaktor. Tekan  tombol STOP setelah  beberapa saat impaktor menumbuk spesimen pada anvil. Tekan tombol SAVE untuk menyimpan data hasil uji.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Karakteristik Mekanik speed bump
Pengujian  impak  dilakukan  dengan  metode  impak  jatuh  bebas,  dan  dengan  jumlah  sampel    6 buah dengan variasi ketinggian  diantaranya: 1 m dan 3 m, dengan  dua jenis posisi Speed Bump . Pertama,  posisi Speed  Bump tegak  lurus  dan  kedua,  posisi Speed  Bump miring.  Hal  ini dilakukan  untuk  mendapatkan  tegangan  yang  bekerja  pada  material  tersebut  sehingga  akan  diperoleh hasil  akhir  bahwa  material  tersebut  memiliki  kemampuan  yang  dibutuhkan  oleh speed  bump . Sehingga  pada  pemakaian speed  bump dapat  bekerja  secara  maksimal.  Indikasi  mengenai  kegagalan dilihat berdasarkan  ada tidaknya keretakan.
Grafik  gaya  impak  pada  spesimen  posisi  datar  dengan  ketinggian  1  meter,  diperlihatkan seperti pada Gambar 4.
Gambar 4 . Grafik gaya impak pada ketinggian 1 meter posisi speed bump datar.
Terlihat  bahwa  untuk  kategori  impak  datar  ketinggian  1  meter  untuk  spesimen  1  diperoleh gaya impak sebesar 379,9102 N dan spesimen 2 sebesar 450,6163 N. Rata-rata tegangan impak datar dengan  ketinggin  1 meter adalah 415,2142 N. Pada ketinggian 1 m tidak terjadi keretakan.
Grafik  Gaya  impak  pada  spesimen  posisi  datar  dengan  ketinggian  3  meter,  diperlihatkan seperti pada Gambar 5.
Gambar 5 . Grafik gaya impak.pada ketinggian 3 meter posisi speed bump datar.
Terlihat  bahwa  untuk  kategori  impak  datar  ketinggian  3  meter  untuk  spesimen  1  diperoleh  gaya impak  sebesar  795,1244  N  dan  spesimen  2  sebesar  671,4624  N.  Rata-rata  tegangan  impak  datar dengan  ketinggin  3 meter adalah 724,5164 N. Pada ketinggian 3 m terjadi keretakan.
Grafik  Gaya  impak  pada  spesimen  posisi  miring  dengan  ketinggian  1  meter,  diperlihatkan seperti pada Gambar 6.
Gambar 6 . Grafik gaya impak ketinggian 1 meter posisi speed bump miring.
Terlihat  bahwa  untuk  kategori  impak  miring  ketinggian  1  meter  untuk  spesimen  1  diperoleh gaya  impak  sebesar  159,0641  N  dan  spesimen  2  sebesar  335,7802  N.  Rata-rata  tegangan  impak miring  dengan  ketinggin  1  meter  adalah  247,4222  N.  Pada  ketinggian  1  meter    posisi  miring,  tidak terjadi keretakan.
0 20 40 60 0 200 400 FO R C E (k gf ) TIME (msec) Data 1 Data 2 -50 0 50 100 0 200 400 FO R C E (k gf ) TIME (msec) Data 1 Data 2 -40 -20 0 20 40 60 0 200 400 FO R C E (k gf ) TIME (msec) Data 1 Data 2
Grafik  Gaya  impak  pada  spesimen  posisi  miring  dengan  ketinggian3  meter,  diperlihatkan seperti pada Gambar 7.
Gambar 7 . Grafik gaya impak ketinggian 3 meter posisi speed bump miring.
Terlihat  bahwa  untuk  kategori  impak  miring  ketinggian  3  meter  untuk  spesimen  1  diperoleh gaya impak  sebesar 132,488  N  dan spesimen  2  sebesar 123,662  N.  Rata-rata tegangan  impak  miring dengan  ketinggin  3 meter adalah 128,075 N.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari  hasil penelitian yang dilakukan yakni :
1. Desain  dan  teknik  pembuatan speed  bump berbahan  concrete  foam  yang  diperkuat  serat  tandan kosong kelapa swit (TKKS).
Desain  pembuatan speed  bump dilakukan  dengan  berdasarkan  standar  ukuran speed  bump dalam keputusan menteri Perhubungan Nomor KM 3 Tahun 1994. Teknik pembuatan speed bump adalah  menggunakan  metode  penuangan  kedalam  cetakan speed  bump .  Pembuatan speed  bump menggunakan  mortar;  semen=26  %,  pasir=38%,  air=28%.  Lalu  ditambahkan  bahan pengembang=5%.  Bahan concrete  foam ini  diberi  penguat  matriks  berupa  serat  TKKS=3%. Dimensi speed  bump yang  dibuat  adalah  200  ×  400  ×  150  (mm)  .  Proses  pembuatan menggunakan  metode  penuangan  kecetakan  setelah  bahan  dicampurkan  kedalam  sebuah  wadah lalu  dituang  kedalam  cetakan  yang  telah  dibuat.  Pada  permukaan  cetakan  yang  terkena  bahan dilapisi oli agar pada proses pembukaan cetakan spesimen tidak lengket terhadap cetakan. Setelah 24 jam dibiarkan mengering maka cetakan dibuka.
2. Hasil pengujian pada speed bump yang dikenai beban impak jatuh bebas.
a. Pada  ketinggian  1  m  posisi speed  bump datar;  spesimen  satu  ;  F  max  =  379,91  N,    dan Tegangan  =  0,189  Mpa.  Spesimen  dua  F  max  =  450,61  N,  Tegangan  =  0,225  Mpa.  Pada ketinggian 1 m tidak terjadi keretakan
b. Pada  ketinggian  3    m  posisi speed  bump datar;  spesimen  satu  ;  F  max  =  795,12  N,  dan Tegangan = 0,397 Mpa. Spesimen dua F max = 671,46 N, dan Tegangan = 0,335 Mpa. Pada ketinggian 3 m terjadi keretakan.
c. Pada  ketinggian  1  m  posisi speed  bump miring;  spesimen  satu  ;  F  max.  =  159,06  N,  dan Tegangan = 0,079 Mpa. Spesimen dua F max. = 335,78 N, dan Tegangan  = 0,167 Mpa. Pada ketinggian 1 m tidak terjadi keretakan
d. Pada  ketinggian  3  m  posisi Speed  bump miring;  spesimen  satu  ;  F  max.  =  132,48  N,  dan Tegangan = 0,066 Mpa. spesimen dua F max. = 123,66 N, dan Tegangan = 0,062 Mpa. Pada ketinggian 3 m terjadi keretakan.
5.2 Saran
1. Dalam  pembuatan  spesimen  perlu  ada    ide-ide  agar  spesimen  tidak  rusak  sewaktu  dibuka  dari cetakan.
2. Pembuatan speed bump berbahan concrete foam dengan penguat serat TKKS diharapkan dapat menjadi  acuan  dan  ide  baru  dalam  menghasilkan  berbagai  macam  produk  lain  dengan  bahan concrete foam
-20 -10 0 10 20 0 200 FO R C E (k gf ) TIME (msec) data 1 data 2

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. Basuki, Achmad. Material Komposit.PT. Pradya Paramita. Jakarta 2012.
[2].   Chawla, K.K. , Composite Materials. First Ed. Berlin: Springer-Verlag New York Inc., 1987.
[3].   Isroi, Pengolahan TKKS (Tandan Kosong Kelapa Sawit), 1998.
[4].   FELDMAN, DOREL and ANTON J. H. Bahan Polimer Kontruksi Bangunan . Pradya paramita. Jakarta.1995.
[5].   Susanto, Ricki.fisika dasar, Pustaka Utama. Jakarta.1995.